朗肯循环系统
阅读：945发布：2020-05-12
专利汇可以提供朗肯循环系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种安装于车辆上的 朗肯循环 系统具有 工作 流体 通过其流通的朗肯循环回路、发 电机 、电 力 存储装置和 控制器 。所述朗肯循环回路包括流体膨胀装置、流体传输装置、第一和第二通道、加热器、冷却装置、旁路通道以及节流 阀 。旁路通道将第一通道连接到第二通道。 节流阀 设于旁路通道中以打开和关闭旁路通道。发电机将由流体膨胀装置产生的功转换为电力。控制器监控充于电力存储装置中的电力的充电率并且基于所监控的充电率来控制节流阀的操作。控制器在所监控的充电率大于预定值时使节流阀打开。，下面是朗肯循环系统专利的具体信息内容。
1.一种安装于车辆上的朗肯循环系统(101、201)，包括：
朗肯循环回路(100、200)，工作流体通过其流通，所述朗肯循环回路(101、201)包括：
流体膨胀装置(114)，其使工作流体膨胀以产生功；
流体传输装置(111)，其将工作流体传输至所述流体膨胀装置(114)；
第一通道(1)，其将所述流体传输装置(111)与所述流体膨胀装置(114)相连接；
第二通道(2)，其将所述流体膨胀装置(114)与所述流体传输装置(111)相连接；
加热器(112、113)，其设于所述第一通道(1)中以加热工作流体；
冷却装置(115)，其设于所述第二通道(2)中以冷却工作流体；
旁路通道(3、23)，其将所述第一通道(1)与所述第二通道(2)相连接，以及节流阀(120)，其设于所述旁路通道(3、23)中以打开和关闭所述旁路通道(3、23)；
发电机(116)，其将由所述流体膨胀装置(114)产生的功转化成电力；
电力存储装置(118)，其存储由所述发电机(116)转化的电力，以及
控制器(119)，其监控充于所述电力存储装置(118)中的电力的充电率，所述控制器(119)基于充电率对节流阀(120)的操作进行控制，所述控制器(119)在充电率达到或大于第一预定值时使节流阀(120)打开。
2.根据权利要求1所述的朗肯循环系统(101、201)，其特征在于：所述控制器(119)监控车辆的电负载，并且在打开所述节流阀(120)时基于所监控的车辆的电负载来控制所述节流阀(120)的打开，从而调整流过所述旁路通道(3、23)的工作流体的流率，并且所述控制器(119)以抑制所述电力存储装置(118)的充电率的增加的方式来控制所述发电机(116)的电力的产生。
3.根据权利要求1所述的朗肯循环系统(101、201)，其特征在于：所述控制器(119)在打开所述节流阀(120)时基于在正常条件下操作车辆所需的最小电负载来控制所述节流阀(120)的打开，从而调整流过所述旁路通道(3、23)的工作流体的流率，并且所述控制器(119)以抑制所述电力存储装置(118)的充电率的增加的方式来控制所述发电机(116)的电力的产生。
4.根据权利要求1所述的朗肯循环系统(101、201)，其特征在于：所述控制器(119)监控车辆的电负载并控制所述节流阀(120)的打开，而使得提供给所述电力存储装置(118)的电力量小于所监控的车辆的电负载并且大于在正常条件下操作车辆所需的最小电负载，从而调整流过所述旁路通道(3、23)的工作流体的流率，并且所述控制器(119)以抑制所述电力存储装置(118)的充电率的增加的方式来控制所述发电机(116)的电力的产生。
5.根据权利要求1所述的朗肯循环系统(101、201)，其特征在于：所述控制器(119)在充电率达到或小于第二预定值时使得所述节流阀(120)关闭，所述第二预定值小于所述第一预定值。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的朗肯循环系统(101、201)，其特征在于：所述旁路通道(3)将在所述流体传输装置(111)和所述加热器(112、113)之间的所述第一通道(1)连接到所述第二通道(2)。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的朗肯循环系统(101、201)，其特征在于：所述旁路通道(23)将在所述加热器(112、113)和所述流体膨胀装置(114)之间的所述第一通道(1)连接到所述第二通道(2)。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的朗肯循环系统(101、201)，其特征在于：所述旁路通道(3、23)将所述第一通道(1)连接到在所述流体膨胀装置(114)和所述冷却装置(115)之间的所述第二通道(2)。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的朗肯循环系统(101、201)，其特征在于：所述加热器(112、113)是冷却水锅炉和/或废气锅炉，其中在所述冷却水锅炉中通过与发动机冷却水的热交换来加热工作流体，在所述废气锅炉中通过与排气的热交换来加热工作流体。
朗肯循环系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种包括朗肯循环回路的朗肯循环系统，并且更具体地，涉及一种用于车辆的朗肯循环系统。
背景技术
[0002] 已经开发出用于将从车辆的内燃机排放的余热转换成发电机的电力的朗肯循环(rankine cycle)回路。该朗肯循环回路具有锅炉，以恒压对液体加热以产生过热蒸汽；膨胀装置，以绝热方式使过热蒸汽膨胀，以产生电力；冷凝器，以恒压使膨胀的蒸汽冷却，以将蒸汽冷凝成液体；以及泵，将液体输送到锅炉。
[0003] 日本专利申请公开2009-274513披露了一种用于车辆的朗肯循环回路。根据以上公开中披露的朗肯循环回路，经由电磁离合器来同轴布置泵的驱动轴和膨胀装置的输出轴，并通过另一个电磁离合器将来自内燃机的动力传输到泵的驱动轴。膨胀装置通过又一个电磁离合器与发电机相连接，且发电机与车辆电池相连接。这三个电磁离合器相啮合或相脱离以控制泵、膨胀装置和发电机各自的操作，从而控制朗肯循环回路的操作和电力的产生。
[0004] 在安装在车辆上的这种朗肯循环回路中，当泵和膨胀装置继续操作，并且因此使得发电机的电力产生和车辆电池中的电力存储继续时，如果充于电池中的电力量大于车辆消耗的电力量时，电池将会被过度充电或者过分地充电。在上述公开中的朗肯循环回路中为了防止车辆电池被过度充电，通过使连接于膨胀装置和发电机之间的电磁离合器发生脱离来控制发电机的电力产生，以便停止发电机的操作。然而，具有上述朗肯循环回路的车辆需要大空间用于安装电磁离合器。
[0005] 本发明旨在提供一种具有朗肯循环回路的朗肯循环系统，其需要较小的安装空间并且能够控制电力的产生。
发明内容
[0006] 根据本发明，安装于车辆上的朗肯循环系统具有工作流体通过其流通的朗肯循环回路、发电机、电力存储装置和控制器。该朗肯循环回路包括流体膨胀装置、流体传输装置、第一通道、第二通道、加热器、冷却装置、旁路通道以及节流阀。流体膨胀装置使工作流体膨胀以产生功。流体传输装置将工作流体传输至流体膨胀装置。第一通道将流体传输装置与流体膨胀装置相连接。第二通道将流体膨胀装置与流体传输装置相连接。加热器设于第一通道中而用于加热工作流体。冷却装置设于第二通道中而用于冷却工作流体。旁路通道将第一通道与第二通道相连接。节流阀设于旁路通道中而用于打开和关闭旁路通道。发电机将由流体膨胀装置产生的功转换为电力。电力存储装置存储由发电机转化的电力。控制器监控充于电力存储装置中的电力的充电率，并基于监控的充电率来控制节流阀的操作。控制器在监控的充电率大于预定值时使节流阀打开。
附图说明
[0008] 通过参照对当前优选实施方式的以下描述以及附图，能够最好地理解本发明及其目的和优点，在附图中：
[0009] 图1是示出根据本发明的第一优选实施例的朗肯循环系统的配置的示意图。
[0010] 图2是示出根据本发明的第二优选实施例的朗肯循环系统的配置的示意图。
具体实施方式
[0011] 以下将参照图1描述根据本发明的第一优选实施例的朗肯循环系统。以下描述将论述朗肯循环系统用于具有内燃机的车辆的示例。参照图1，附图标记10表示装配有具有朗肯循环回路100的朗肯循环系统101的发动机。
[0012] 朗肯循环系统100具有泵111、冷却水锅炉112、废气锅炉113、膨胀装置114和冷凝器115。制冷剂作为工作流体流过朗肯循环回路100。泵111用作本发明的流体传输装置，冷却水锅炉112和废气锅炉113用作加热器，膨胀装置114用作流体膨胀装置，以及冷凝器115用作冷却装置。
[0013] 泵111被操作以抽吸并传输流体，即，在本发明的第一优选实施例中为液体制冷剂。泵111在其出口(未示出)处通过通道1A连接到用作换热器的冷却水锅炉112，并且泵111传输的制冷剂流过冷却水锅炉112。
[0014] 冷却水锅炉112连接到冷却水通道10A，在该冷却水通道中，连接了散热器20，并且作为由来自发动机10的余热加热的流体的发动机冷却水流过该冷却水通道。在冷却水锅炉112中，通过与发动机冷却水的热交换来加热制冷剂。通过泵(未示出)从发动机10传输到冷却水通道10A的发动机冷却水流过冷却水锅炉112，在该冷却水锅炉中，通过与冷却水锅炉112中的制冷剂的热交换来冷却发动机冷却水，然后，冷却后的发动机冷却水返回到发动机10。同时，通过与冷却水锅炉112中的发动机冷却水的热交换来加热制冷剂。
[0015] 冷却水锅炉112在其出口处通过通道1B连接到用作换热器的废气锅炉113，并且来自冷却水锅炉112的制冷剂流过废气锅炉113。废气锅炉113连接到旁路通道30A。旁路通道30A是从排气系统30分支并且返回到该排气系统30的通道，其中，排气系统30从车辆里排出作为由来自发动机10的余热加热的流体的废气。在废气锅炉113中，在制冷剂与废气之间进行热交换。从发动机10排进排气系统30中的废气的一部分流进旁路通道30A，并且接着流过废气锅炉113，在该废气锅炉113中，通过与废气锅炉113中的制冷剂的热交换冷却废气。然后，冷却后的废气返回到排气系统30，并且从车辆里排出。同时，在废气锅炉113中，通过与温度比发动机冷却水的温度高的废气的热交换来加热制冷剂。因而，制冷剂的温度进一步升高。
[0016] 废气锅炉113在其出口处通过通道1C连接到膨胀装置114的入口，以使得在冷却水锅炉112和废气锅炉113中加热的高温高压制冷剂流过膨胀装置114。膨胀装置114使高温高压制冷剂膨胀，以使装置(诸如涡轮机)(未示出)的转子和膨胀装置114的驱动轴114A转动，以使得转动的驱动力产生功。膨胀装置114通过驱动轴114A连接到可操作为发电机的电动发电机116。
[0017] 电动发电机116通过泵111的驱动轴111A连接到泵111。在电动发电机116中，泵111的驱动轴111A和膨胀装置114的驱动轴114A彼此连接，以使得其转动的驱动力传送至彼此。电动发电机116电连接到可操作为逆变器或变流器的逆变器117，并且逆变器117电连接到车辆电池118。
[0018] 因此，膨胀装置114进行驱动以使驱动轴114A转动，从而启动电动发电机116的操作。因此，电动发电机116作为用于产生交流电力并且将交流电力提供给逆变器117的电力发电机进行工作。在这种情况下，逆变器117起到将交流电力变换成直流电力并将直流电力提供给车辆电池118的变流器的作用。直流电力储存在车辆电池118中，或者用直流电力对车辆电池118充电。电动发电机116用作发电机，并且车辆电池118用作电力存储装置。
[0019] 当逆变器117起逆变器的作用时，储存在车辆电池118中的直流电力被转换成交流电力，并且交流电力被提供给电动发电机116。因而，电动发电机116可操作为电力发电机。通道1A、1B和1C组成朗肯循环回路100的第一通道1。电动发电机116、逆变器117和车辆电池118形成朗肯循环系统101。
[0020] 膨胀装置114在其出口(未示出)处通过通道2A连接到用作换热器的冷凝器115，并且从膨胀装置114流出的制冷剂流过冷凝器115。在冷凝器115中，在流过其的制冷剂与周围空气之间进行热交换。通过与周围空气的热交换来冷却冷凝器115中的制冷剂，从而使其冷凝。冷凝器115在其出口处通过通道2B连接到泵111的入口(未示出)。从冷凝器115流出的液体制冷剂被抽进泵111中，并且泵111再次将制冷剂传输到冷却水锅炉112。
因此，制冷剂在朗肯循环回路100中循环。通道2A和2B组成朗肯循环回路100的第二通道2。
因此，制冷剂在朗肯循环回路100中循环。通道2A和2B组成朗肯循环回路100的第二通道2。
[0021] 朗肯循环回路100具有将第一通道1连接到第二通道2的旁路通道3。根据本发明的第一优选实施例，旁路通道3的一端连接到第一通道1的通道1A，并且旁路通道3的另一端连接到第二通道2的通道2A。由电磁阀组成的节流阀120设置在旁路通道3中，以打开和关闭旁路通道3并且控制旁路通道3的流道区域。
[0022] 朗肯循环系统101在其中具有用作控制器的电子控制单元(ECU)119。ECU 119与车辆电池118电连接，以监控车辆电池118的电压。ECU 119还与逆变器117电连接，以控制逆变器117的操作以及监控从逆变器117向车辆电池118提供的直流电力和车辆电池118中的电力量。ECU 119与节流阀120电连接，以控制节流阀120的操作。ECU 119可操作用于监控安装在车辆中并由电力驱动的各种装置(例如头灯、后除雾器、鼓风机、空调器的压缩机以及将燃料提供给发动机10的燃料供给装置)的操作的状态，以从而监控他们的电负载(电力的消耗)。
[0023] 以下将描述根据本发明的第一优选实施例的朗肯循环系统101的操作。参照图1，在发动机10的操作期间，通过泵(未示出)传输发动机10中的发动机冷却水，以在连接发动机10和冷却水锅炉112的冷却水通道10A中流通。然后，在冷却水锅炉112中的发动机冷却水与在朗肯循环回路100中流通的制冷剂之间进行热交换。同时，废气从发动机10被排出到排气系统30中，并且排气系统30中的废气的一部分流过旁路通道30A并接着返回到排气系统30，以从车辆排出，其中，废气流过排气系统30。因而，在废气锅炉113中，在旁路通道30A中流动的废气与在朗肯循环回路100中流通的制冷剂之间进行热交换。
[0024] 当从发动机10排出的废气的温度升高到高于预定温度水平，并且发动机冷却水的温度也升高到高于另一预定温度水平时，启动朗肯循环回路100。此时，ECU 119启动逆变器117以如逆变器一样进行工作，以使得来自车辆电池118的直流电力被转换成交流电力以提供给电力发电机116，并且电动发电机116如电力发电机那样工作。
[0025] 电动发电机116进行驱动以使分别用于驱动泵111和膨胀装置114的驱动轴111A和驱动轴114A转动。此时，旁路通道3中的节流阀120关闭。由电动发电机116驱动的泵111以恒定温度压缩液体制冷剂，并且将压缩后的制冷剂传输到冷却水锅炉112。同时，由电动发电机116驱动的膨胀装置114使涡轮机(未示出)的转子转动，从而将制冷剂从通道1C传输到通道2A。
[0026] 由泵111传输的低温液体制冷剂通过通道1A流到冷却水锅炉112。在冷却水锅炉112中，通过与在冷却水锅炉112中流通的发动机冷却水的热交换而以恒压加热制冷剂，从而使制冷剂蒸发。结果，制冷剂变为具有高压和较高温度的气液混合物。
[0027] 气液制冷剂从冷却水锅炉112流出，并且接着通过通道1B进入废气锅炉113中。在废气锅炉113中，通过与流过废气锅炉113并且温度高于发动机冷却水的温度的废气的热交换而以恒压加热制冷剂，从而使制冷剂蒸发。结果，制冷剂变成具有高温和高压的过热蒸汽。
[0028] 过热蒸汽制冷剂从废气锅炉113流出并且通过通道1C，接着进入膨胀装置114。在膨胀装置114中，以绝热方式使高温高压过热蒸汽制冷剂膨胀，并且将制冷剂在降低其压力时的膨胀能量转换成作为再生能量的转动能量。在膨胀装置114中，由电动发电机116驱动以转动的转子(未示出)接收上述转动能量产生的其他转动驱动力，并且转动驱动力通过驱动轴114A被传送到电动发电机116和驱动轴111A。ECU 119将逆变器117作为逆变器的操作切换为作为变流器的操作，以使得停止从车辆电池118到电动发电机116的供电。通过驱动轴114A和驱动轴111A、利用从膨胀装置114传输的转动驱动力驱动泵111，并且通过驱动轴114A、利用从膨胀装置114传输的转动驱动力驱动电动发动机116作为电力发电机，以产生交流电力。逆变器117将电动发电机116产生的交流电力转换成直流电力，并且以直流电力对车辆电池118充电。
[0029] 流过膨胀装置114的制冷剂从该膨胀装置114中作为高温低压制冷剂排出，并且通过通道2A流进冷凝器115中。在冷凝器115中，通过与冷凝器115附近的周围空气的热交换而以恒压冷却制冷剂，从而使其冷凝成液体。液体制冷剂通过通道2B流进泵111中，并且接着从泵111流出。因而，制冷剂在朗肯循环回路100中流通。
[0030] 在朗肯循环回路100的操作期间，ECU 119继续监控车辆电池118的电压，并根据车辆电池118的监控电压来计算车辆电池118的充电率。充电率意味着充于电池中的电力量与充满电的电池中的电力量的比率。充电率和车辆电池118的电压之间的关系被预先存储在ECU 119中，并且ECU 119基于车辆电池118的监控电压来计算充电率。
[0031] 当车辆电池118的充电率大于第一预定水平(或少于100％)时，或当通过从充电总量中减去充电量而计算的车辆电池118的剩余充电率小于另一预定值时，ECU 119使得节流阀120打开，以防止车辆电池118在充电率已达到100％之后而继续被充电。当节流阀120被打开时，由泵111传输并流过通道1A的制冷剂的部分朝向通道2A流入旁路通道3中，使得流过通道1A的制冷剂的量减少，并且在膨胀装置114中流动的制冷剂的量相应地减少。由于通道1C中的制冷剂的减少量，通道1C中的制冷剂的压力降低，并且因此膨胀装置114的入口和出口之间的压力差减小。因为通过使流入膨胀装置114中的制冷剂膨胀而在膨胀装置114中作为功产生的再生能量减少了，所以提供给车辆电池118的电力量也减少。在这种情况下，使节流阀120打开得更大，以增加旁路通道3的流道面积，从而增加流过旁路通道3的制冷剂的流率，结果膨胀装置114中的再生能量的减少被加强。
[0032] ECU 119持续地监控车辆的电负载。调整流入膨胀装置114中的制冷剂的量，使得通过ECU 119对节流阀120的打开进行调整来抑制膨胀装置114的操作，从而调节流过旁路通路3的制冷剂的流率，使得由电动发电机116产生的电力少于被ECU 119监控中的车辆的电负载。车辆电池118的充电率随着车辆对充于车辆电池118中的电力的消耗而减少。当充电率达到或小于第二预定值(第二预定值小于第一预定值)时，或当车辆电池118的剩余充电率增加至达到又一个预定值时，ECU 119使节流阀120关闭，从而停止制冷剂通过旁路通道3的流动。
[0033] 在打开节流阀120时，可以调整节流阀120的打开，使得从逆变器117向车辆电池118提供的直流电力少于通过监控而检测到的电负载且多于车辆的最小电负载，并被设置和存储于各个车辆的ECU 119中，车辆的最小电负载是仅为在正常条件下操作车辆而需要的电负载(包括用于发动机10的燃料泵和燃料喷射装置)。当车辆电池118的充电率达到或小于第二预定值时，ECU 119使节流阀120关闭。
[0034] 根据本发明的第一优选实施例的朗肯循环系统101被安装于车辆上。朗肯循环系统101包括朗肯循环回路100，制冷剂通过朗肯循环回路100流通。朗肯循环回路100具有：使制冷剂膨胀以产生功的膨胀装置114、将制冷剂传输到膨胀装置114的泵111、连接泵111和膨胀装置114的第一通道1、连接膨胀装置114和泵111的第二通道2、设于第一通道
1中用于加热制冷剂的冷却水锅炉112和废气锅炉113、设于第二通道2中用于冷却制冷剂的冷凝器115、连接第一通道1和第二通道2的旁路通道3、以及设于旁路通道3中用于打开和关闭旁路通道3的节流阀120。朗肯循环系统101还包括：将由膨胀装置114产生的功转换为电力的电动发电机116、存储由电动发电机116转换的电力的车辆电池118、以及监控充于车辆电池118中的电力的充电率并基于监控的充电率来控制节流阀120的操作的ECU 119。当监控的充电率大于第一预定值时，ECU 119使节流阀120打开。
1中用于加热制冷剂的冷却水锅炉112和废气锅炉113、设于第二通道2中用于冷却制冷剂的冷凝器115、连接第一通道1和第二通道2的旁路通道3、以及设于旁路通道3中用于打开和关闭旁路通道3的节流阀120。朗肯循环系统101还包括：将由膨胀装置114产生的功转换为电力的电动发电机116、存储由电动发电机116转换的电力的车辆电池118、以及监控充于车辆电池118中的电力的充电率并基于监控的充电率来控制节流阀120的操作的ECU 119。当监控的充电率大于第一预定值时，ECU 119使节流阀120打开。
[0035] 在节流阀120因此打开的情况下，制冷剂流过旁路通道3，使得制冷剂流过膨胀装置114的流率减少，且膨胀装置114的入口和出口之间的压力差相应地减小。因此，通过允许制冷剂在膨胀装置114中膨胀而在膨胀装置114中作为功产生的再生能量的量减少，使得电动发电机116的电力的产生减少，且提供给车辆电池118的电力量也减少。可以通过对节流阀120的打开进行调整来控制将被提供给车辆电池118的电力量。因此，防止了由于在达到100％的充电率之后的过多的充电而导致的车辆电池118的过度充电。因此，可以仅通过设置旁路通道3和节流阀120来控制电动发电机116的电力的产生，并且可以减少车辆中用于朗肯循环系统101的安装空间。在本发明的第一优选实施例中，优选地，应当将车辆电池118的充电率的、用于打开节流阀120的第一预定值设置成接近100％(车辆电池118被充满电时)的值。因此，车辆电池118的性能维持在相对高的水平。类似地，应当优选地将车辆电池118的充电率的、用于关闭节流阀120的第二预定值设置成接近100％。
[0036] ECU 119基于由ECU 119监控的车辆的电负载来控制节流阀120的打开，从而调整流过旁路通路3的制冷剂的流率。因此，ECU 119可以用这样的方式来控制电动发电机116的电力的产生，以抑制充电率的增加。因此，控制电动发电机116的电力的产生，抑制车辆电池118的进一步充电，从而有效地防止了车辆电池118的充电率的增加，结果防止车辆电池118被过度充电。
[0037] ECU 119基于在正常条件下操作车辆所需的最小电负载来控制节流阀120的打开，从而调整流过旁路通道3的制冷剂的流率。因此，控制电动发电机116将产生的电力以便抑制车辆电池118的充电率的增加。因此，有效地防止车辆电池118的充电率的增加。ECU 119可以在不监控处理的电负载的情况下通过将车辆的最小电负载的数据存储在其中来控制节流阀120的打开。
[0038] 在朗肯循环系统101的朗肯循环回路100中，旁路通道3将在泵111和冷却水锅炉112之间的第一通道1连接到第二通道2。如果旁路通道3以小直径形成且节流阀120被制成小尺寸，则高密度制冷剂在被加热之前流过旁路通道3，从而确保制冷剂的充分的流率。因此，可以缩小旁路通道3和节流阀120的尺寸。在朗肯循环系统101的朗肯循环回路100中，旁路通道3将将第一通道1连接到在膨胀装置114和冷凝器115之间的第二通道2。因此，第二通道2中的全部制冷剂流过冷凝器115以被冷却，这减轻了馈送到泵111中的过冷制冷剂的短缺，并且因此防止了在泵111中的气穴现象的发生。
[0039] 以下将参照图2来描述根据本发明的第二优选实施例的朗肯循环系统201。如图2所示，第二优选实施例的朗肯循环系统201与第一优选实施例的朗肯循环系统101的不同在于朗肯循环系统201的朗肯循环回路200中设有绕过膨胀装置的旁路通道23。由于图1和图2中的相同的附图标记表示相同的部件或元件，因此将省略第二实施例的这些部件或元件的详细描述。
[0040] 参照图2，旁路通道23在其一端处与第一通道1的通道1C相连接，并在其另一端处与第二通道2的通道2A相连接，以便仅绕过膨胀装置114。节流阀120设于旁路通道23中，用于打开和关闭旁路通道23，从而调整旁路通道23的流道面积。
[0041] 在图1的第一优选实施例中，当车辆电池118的充电率变得大于第一预定水平且ECU 119对节流阀120进行操作以使节流阀120被打开时，被泵111压缩并被冷却水锅炉112和废气锅炉113加热成高温高压制冷剂的制冷剂部分从通道1C流过旁路通道23而到达通道2A。因此，流过膨胀装置114的制冷剂的量减少，并且膨胀装置114的入口和出口之间的压力差也减少。因此，由制冷剂的膨胀而在膨胀装置114中产生的再生能量减少，结果提供给车辆电池118的电力量减少。
[0042] 然而，根据第二优选实施例的朗肯循环回路200，流过通道1A和1B并被冷却水锅炉112和废气锅炉113加热的制冷剂的量并未减少。尤其是在当用在朗肯循环回路200中的制冷剂不应被加热超过任意上限时的情况下，旁路通道23的设置有助于防止被冷却水锅炉112和废气锅炉113加热的制冷剂的温度的过度增加。
[0043] 第二优选实施例的朗肯循环系统201的其余结构和操作基本上与第一优选实施例的朗肯循环系统101的那些结构和操作相同，并且因此而省略了其描述。第二优选实施例的朗肯循环系统201提供了与如上所述的第一优选实施例相似的优点。
[0044] 在朗肯循环系统101和201中，ECU 119可以操作用于控制节流阀120的打开，以调整流过旁路通道3和23的制冷剂的流率，使得由电动发电机116产生的电力基本上与ECU 119监控的车辆的电负载对应。换句话说，当打开节流阀120时，ECU 119可以控制节流阀120的打开，使得从逆变器117提供给车辆电池118的交流电力接近于由ECU 119监控的车辆的电负载。因此，车辆电池118的充电率维持在接近第一预定水平，从而防止了车辆电池118的充电量的变化，并且提高了车辆电池118的耐用性。
[0045] 在根据第一和第二优选实施例的朗肯循环系统101和201中，ECU119可以操作用于控制节流阀120的打开而使得从逆变器117提供给车辆电池118的交流电力接近于存储于ECU 119中的车辆的最小电负载。因此，ECU 119可以控制提供给车辆电池118的电力量，以便在不监控车辆的电负载的情况下防止车辆电池118的过度充电。
[0046] 在根据第一和第二优选实施例的朗肯循环系统101和201中，旁路通道3和23并不限于图1和图2中的所示连接方式，可以采用其他方式连接，只要旁路通道3和23将第一通道1和第二通道2相连接即可。在根据第一和第二优选实施例的朗肯循环系统101和201中，例如通过组合旁路通道3和23，可以设置多个旁路通道，只要这些旁路通路将第一通道1和第二通道2相连接即可。
[0047] 在根据第一和第二优选实施例的朗肯循环系统101和201中，泵111、电动发电机116和膨胀装置114彼此连接，但本发明并不限于此配置。可替选地，可以仅是电动发电机
116和膨胀装置114彼此相连接。在该配置中，通过电动发电机116的电力的产生和逆变器117对电力的转换，可以将因膨胀装置114中的制冷剂的膨胀而在膨胀装置114中作为功产生的全部的再生能量提供给车辆电池118。可以通过车辆电池118提供的电力直接操作泵111，或者通过发动机10通过传动带提供的动力来操作泵111。
116和膨胀装置114彼此相连接。在该配置中，通过电动发电机116的电力的产生和逆变器117对电力的转换，可以将因膨胀装置114中的制冷剂的膨胀而在膨胀装置114中作为功产生的全部的再生能量提供给车辆电池118。可以通过车辆电池118提供的电力直接操作泵111，或者通过发动机10通过传动带提供的动力来操作泵111。
[0048] 在根据第一和第二优选实施例的朗肯循环系统101和201中，可以用交流发电机来取代电动发电机116，以及用调节器来取代逆变器117。在该配置中，可以通过传动带将交流发电机与泵111及膨胀装置114相连接。
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