[发明专利]能量转换系统

说明书

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的能量转换系统，并且特别是涉及用于车辆的能量转换系统，该系统包括斯特林发动机。

背景技术

车辆现在具有靠电力运行的各种各样的设备，例如灯光、收音机、电视、加热等。当车辆静止并且发动机不在运行时，这意味着发动机不能给电池充电，这些各种类型的设备不能够通过从车辆电池而来的电力供给能量，这是一个缺点，因为电池很可能因此变为放电。

斯特林发动机是高能效发动机，其具有适合特别用于具有内燃机的车辆中的特性，由于斯特林发动机可以利用来自内燃机的废气中的余热。

在斯特林发动机中，存在包含气体、氦气或氢气的封闭气缸，其可以被交替加热和冷却以驱动气缸内的活塞。斯特林发动机使用例如与实际发动机分开的燃烧室中产生的热量。这些热量经由封闭气缸内的气体被转化为发动机中的能量。还存在具有连接在一起的两个封闭气缸以使气体可以在它们之间流动的类型的斯特林发动机。更详细地，斯特林发动机技术基于密封缸中产生的足够压力差。该压力差通过具有两个主要元件的发动机达到，也就是热元件和冷元件。当热元件被加热时，有效气体膨胀，在气缸中产生压力。当发动机的可移动部分被设置为运转时，热气体移动到发动机的冷元件并且被冷却，从而倒转压力。只要可以达到足够温度差，发动机就会持续运转。

气体驱动发动机的活塞移动并且产生动能。因此所有的斯特林发动机需要的是热量而且热量是怎么产生的是不重要的。它可以从太阳辐射提取，或从燃烧的任何物质而来，该物质例如是石油、柴油、汽油和气体。斯特林发动机灵活、安静而且无振动。它可以被制造成在小温差下工作，但是它的效率随着热端和冷端之间更高的温差而增加。

下面记载的本专利说明书给出在车辆中使用斯特林发动机的示例。

DE-19745167涉及连接到发电机以便在车辆中产生热或冷的斯特林发动机。

US-7181912涉及具有内燃机和斯特林发动机的车辆。从内燃机的废气而来的余热由斯特林发动机的高温端使用。斯特林发动机适于驱动车辆上搭载的至少一个发电机以为车辆电池充电。

US-2013/0019595涉及用于斯特林发动机的调节装置，该斯特林发动机使用从内燃机而来的废气来加热斯特林发动机的高温端。

EP-1979601涉及使用从内燃机而来的余热的斯特林发动机。

本发明的目的是缓解当车辆关闭内燃机(其然后将不驱动发电机从而不会对电池充电)时通过各种设备的使用而将车辆的电池放电的问题。

另一个目的是即使当内燃机运行时也改进电池的充电。

发明内容

上述目的由独立权利要求限定的本发明实现。

优选实施方式通过从属权利要求限定。

本发明基于发明人对当车辆的内燃机在运行时使用车辆的排气系统中产生的热量的洞悉，和凭借斯特林发动机将该热量转换为机械能的洞悉。设置可从单独热源吸收热量的加热模块使得即使当内燃机不再运行时也可以使用能量转换系统。根据本发明，斯特林发动机用于将热能转换为机械能，该机械能用于驱动为电池充电的发电机，并且还驱动其他辅助单元。

附图说明

图1是说明本发明的系统方框图。

具体实施方式

将参照附图详细说明本发明。

本发明涉及用于车辆(例如卡车、公交车、或小汽车)的能量转换系统2，该系统包括至少一个具有热端6和冷端8的斯特林发动机4。系统2还包括运动装置10(例如给予纵向运动的旋转轴或杆)以传递来自斯特林发动机的机械能，和位于靠近斯特林发动机的热端6并且适于传导热量14到所述热端6以运行斯特林发动机的加热模块12。斯特林发动机的一般功能的更详细的描述可在通常可获得的技术说明中和以上引用的专利说明书中找到。

运动装置10适用于驱动发电机16对车辆的一个或多个电池18充电。

加热模块12适用于从车辆的排气系统24和从至少一个单独热源26吸收热量20、22，用于传导到斯特林发动机的热端。在图1中通过空心箭头示意性地表示热量14、20、22。

加热模块12适用于在第一运行模式和第二运行模式之间切换，在第一运行模式中使用从车辆废气24而来的热量20，在第二运行模式中使用从单独热源26而来的热量22。能量转换系统还包括控制单元30，控制单元30适用于接收表示车辆的一个或多个运行参数的一个或多个传感器信号32，并且适用于基于所述运行参数来控制所述加热模块的运行模式。