[发明专利]包含形状记忆合金致动器的热管理系统和相关方法

说明书

本发明提供包含形状记忆合金(SMA)致动器的热管理系统和相关方法。热管理系统包括热传递区域、过程流体管道、热管理流体管道和SMA致动器组件。SMA致动器组件包括联接到致动元件的SMA元件，该致动元件构造成采取在限制位置和打开位置之间限定的多个位置中的一个位置。致动元件的位置至少部分地基于SMA元件的构型。被动地调节过程流体的温度的方法包括输送与SMA元件热交换关系的过程流体流，使SMA元件转变以采取一构型，使过程流体流和热管理流体流均流过热传递区域，并调节热管理流体流的流速。

技术领域

本公开涉及包含形状记忆合金致动器的热管理系统和相关方法。

背景技术

热管理系统通常可以构造成经由过程流体和热管理流体(例如空气)之间的热交换来调节过程流体(例如发动机油)的温度。例如，热管理系统可以利用冷空气流来降低流过管道的热油的温度。在一些应用中，调整过程流体被冷却的速率可能是有益的，例如以提高利用过程流体的发动机的效率。例如，可以选择性地致动诸如蝶形阀之类的阀以调整与过程流体热接触的热管理流体的流速。然而，这种阀可能重、体积大和/或昂贵，并且可能需要额外的部件和/或维护以确保可靠的操作。

发明内容

本文中公开了包含形状记忆合金致动器和相关方法的热管理系统。热管理系统构造成经由过程流体和热管理流体之间的热交换来调节所述过程流体的温度。所述热管理系统包括热传递区域，在该热传递区域内发生所述过程流体和所述热管理流体之间的热交换。所述热管理系统还包括：过程流体管道，其构造成输送与所述热传递区域成热交换关系的所述过程流体的过程流体流；以及热管理流体管道，其构造成输送与所述热传递区域成热交换关系的所述热管理流体的热管理流体流。所述热管理系统另外包括形状记忆合金(SMA)致动器组件，其构造成选择性地调节所述热管理流体流的流速。所述SMA致动器组件包括SMA元件，其与所述过程流体流热接触并且构造成采取多个构型之中的构型。所述SMA元件的所述构型至少部分地基于所述过程流体流的温度。所述SMA致动器组件还包括联接至所述SMA元件的致动元件。所述致动元件构造成采取限定在限制位置和打开位置之间的多个位置之中的位置。在所述限制位置中，所述致动元件限制所述热管理流体流在所述热管理流体管道内的流动。在所述打开位置中，所述致动元件允许所述热管理流体流在所述热管理流体管道内的流动。所述致动元件的所述位置至少部分地基于所述SMA元件的构型。

一种经由过程流体与热管理流体之间的热交换来被动地调节所述过程流体的温度的方法，所述方法包括输送与形状记忆合金(SMA)元件成热交换关系的所述过程流体的过程流体流。所述方法还包括将所述SMA元件转变成采取多个构型之中的构型，使得所述转变基于所述过程流体流的温度。所述方法还包括：使所述过程流体流流动穿过热传递区域；并且使所述热管理流体的热管理流体流流动穿过所述热传递区域。所述方法另外包括调整所述热管理流体流的穿过所述热传递区域的流速以调节所述过程流体流的温度。所述调整响应于所述转变。

附图说明

图1是表示根据本公开的热管理系统的示意性平面图。

图2是沿图1的线2-2剖取的示意性剖面图。

图3是表示根据本公开的形状记忆合金(SMA)致动器的前视立体图。

图4是表示根据本公开的借助两个固定联接器联接到支撑结构的SMA致动器组件的示意性剖视平面图。

图5是表示根据本公开的热管理系统的示意性平面图，该热管理系统包括多个SMA致动器组件和多个热交换器。

图6是表示根据本公开的位于热传递区域中的互补热交换芯的下游的SMA致动器组件的端视图。

图7是表示根据本公开的热管理系统的一部分的示意性端视图，该热管理系统包括一对SMA致动器组件，这一SMA致动器组件致动一对热管理流体入口阀和一对热管理流体出口阀。

图8是根据本公开的滞后曲线的图示。