CN108252778B - 车辆的热电发生装置以及用于控制该热电发生装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆的热电发生装置以及用于控制该热电发生装置的方法，该种热电发生装置可以包括热电发生部、热交换部、第三流动通道以及气门，所述热电发生部设置在第一流动通道上，并且配置成将流经所述第一流动通道的排气的热能转化为电能；所述热交换部设置在第二流动通道上，并且配置成经由冷却剂与流经所述第二流动通道的排气的热交换来加热冷却剂；所述第三流动通道配置成在没有改变的情况下流通所接收的排气；所述气门配置成选择性地打开或关闭所述第一流动通道、所述第二流动通道或所述第三流动通道，并且由此控制排气的流动路径。

Description

车辆的热电发生装置以及用于控制该热电发生装置的方法
技术领域
本发明涉及车辆，更具体的，涉及一种用于车辆的热电发生装置。
背景技术
热电发生装置是利用加热元件和冷却元件之间的电势差来获取电能的设备，其中，热电发生装置可以在不利用机械操作的情况下直接经由热源产生电能。
热电发生装置在除了车辆技术的其它技术领域中已被广泛使用。例如，热电发生装置已被用于隔离区域例如空间探测器(旅行者II号)等的发电设施中。在当代，已广泛地研究与探讨了用于将热电发生装置应用到不同技术领域(例如垃圾焚烧、基于废热发电的地热能产生、梯度电力产生)的不同方法。
同时，就车辆中能量的流动而言，将由车辆发动机燃烧的汽油的化学能转化为机械能。在目前情况下，热效率仅为大约30％，并且其余能量作为热量、振动、声音等方式释放。
因此，为了提高燃料效率，需要对释放的能量进行回收利用。由于来自释放的热能当中的高温热能具有较高的能量效率，许多开发商和公司集中进行了关于将发动机的具有高温区域的高达数百度的余热用作高温热源或者通过热电发生器产生电能的研究。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种用于车辆的热电发生装置以及一种用于控制该热电发生装置的方法，所述热电发生装置配置成不仅根据流入至所述热电发生装置中的排气的热量条件，而且根据发动机冷却剂的温度来可变地控制排气的流动通道，其可以获得针对每种车辆行驶条件下的热电发生***的最大效率。
本发明的附加方面将在下述说明书中部分地阐述，并且将部分地根据该说明书而显而易见，或者可以通过本发明的实施来获知。
根据本发明的一个方面，所述热电发生装置可以包括热电发生部、热交换部、第三流动通道以及气门，所述热电发生部设置在第一流动通道上，并且配置成将流经所述第一流动通道的排气的热能转化为电能；所述热交换部设置在第二流动通道上，并且配置成经由冷却剂与流经所述第二流动通道的排气的热交换来加热冷却剂；所述第三流动通道配置成在没有改变的情况下流通所接收的排气；所述气门配置成选择性地打开或关闭所述第一流动通道、所述第二流动通道或所述第三流动通道，并且由此控制排气的流动路径。
所述热电发生装置还可以包括：控制器，该控制器配置成通过根据排气的温度和冷却剂的温度控制所述气门来可变地控制所述第一流动通道、所述第二流动通道以及所述第三流动通道的打开和关闭。
当冷却剂的温度低于冷却剂参考温度时，所述控制器可以打开所述第一流动通道和所述第二流动通道并且可以关闭所述第三流动通道，以使得排气仅流经所述热电发生部和所述热交换部。
当冷却剂温度等于或高于冷却剂参考温度并且排气温度低于排气参考温度时，所述控制器可以部分地打开所述第一流动通道并且可以关闭所述第二流动通道和所述第三流动通道，以使得排气仅流经所述热电发生部的一部分。
当冷却剂温度等于或高于冷却剂参考温度并且排气温度等于或高于排气参考温度时，所述控制器可以完全打开所述第一流动通道并且可以关闭所述第二流动通道和所述第三流动通道，以使得排气流经整个所述热电发生部。
当冷却剂温度等于或高于冷却剂过热温度并且排气温度等于或高于排气过热参考温度时，所述控制器可以打开所述第三流动通道并且可以关闭所述第一流动通道和所述第二流动通道，以使得排气仅经由所述第三流动通道排出。
所述热电发生部和所述热交换部可以成为整体以形成热电发生模块，并且所述热电发生模块可以被包括在壳体中。
所述第三流动通道可以形成于所述壳体内的除了所述热电发生模块的设置区域以外的其余区域处。
根据本发明的另一方面，一种用于控制热电发生装置的方法，所述热电发生装置包括热电发生部、热交换部、第三流动通道以及气门，所述热电发生部设置在第一流动通道上，并且配置成将流经所述第一流动通道的排气的热能转化为电能；所述热交换部设置在第二流动通道上，并且配置成经由冷却剂与流经所述第二流动通道的排气的热交换来加热冷却剂；所述第三流动通道配置成在没有改变的情况下流通所接收的排气；所述气门配置成选择性地打开或关闭所述第一流动通道、所述第二流动通道或所述第三流动通道，并且由此控制排气的流动路径，所述方法可以包括：接收排气的温度和冷却剂的温度；以及根据排气温度和冷却剂温度来控制气门，并且由此可变地控制所述第一流动通道、所述第二流动通道以及所述第三流动通道的打开或关闭。
所述气门的控制可以进一步包括：当冷却剂的温度低于冷却剂参考温度时，打开所述第一流动通道和所述第二流动通道并且关闭所述第三流动通道，以使得排气仅流经所述热电发生部和所述热交换部。
所述气门的控制可以进一步包括：当冷却剂温度等于或高于冷却剂参考温度并且排气温度低于排气参考温度时，部分地打开所述第一流动通道并且关闭所述第二流动通道和所述第三流动通道，以使得排气仅流经所述热电发生部的一部分。
所述气门的控制可以进一步包括：当冷却剂温度等于或高于冷却剂参考温度并且排气温度等于或高于排气参考温度时，完全打开所述第一流动通道并且关闭所述第二流动通道和所述第三流动通道，以使得排气流经整个所述热电发生部。
所述气门的控制可以包括：当冷却剂温度等于或高于冷却剂过热温度并且排气温度等于或高于排气过热参考温度时，打开所述第三流动通道并且关闭所述第一流动通道和所述第二流动通道，以使得排气仅经由所述第三流动通道排出。
所述热电发生部和所述热交换部可以成为整体以形成热电发生模块，并且所述热电发生模块可以被包括在壳体中。
所述第三流动通道可以形成于所述壳体内的除了所述热电发生模块的设置区域以外的其余区域处。
根据本发明的另一方面，一种热电发生装置可以包括热电发生部、热交换部以及气门，所述热电发生部设置在第一流动通道上，并且配置成将流经所述第一流动通道的排气的热能转化为电能；所述热交换部设置在第二流动通道上，并且配置成经由冷却剂与流经所述第二流动通道的排气的热交换来加热冷却剂；所述气门配置成选择性地打开或关闭所述第一流动通道、所述第二流动通道或所述第三流动通道，并且由此控制排气的流动路径。
根据本发明的另一方面，一种热电发生装置可以包括热电发生部、热交换部、第三流动通道、气门以及壳体，所述热电发生部设置在第一流动通道上，并且配置成将流经所述第一流动通道的排气的热能转化为电能；所述热交换部设置在第二流动通道上，并且配置成经由冷却剂与流经所述第二流动通道的排气的热交换来加热冷却剂；所述第三流动通道配置成在没有改变的情况下流通所接收的排气；所述气门配置成选择性地打开或关闭所述第一流动通道、所述第二流动通道或所述第三流动通道，并且由此控制排气的流动路径；所述壳体配置成包括所述热电发生部、所述热交换部以及所述气门，其中，所述第三流动通道形成于所述壳体内的除了所述热电发生部和所述热交换部的设置区域以外的其余区域处。
根据本发明的另一方面，一种车辆的热电发生装置可以包括热电发生部、热交换部、第三流动通道、气门以及控制器，所述热电发生部设置在第一流动通道上，并且配置成将流经所述第一流动通道的排气的热能转化为电能；所述热交换部设置在第二流动通道上，并且配置成经由冷却剂与流经所述第二流动通道的排气的热交换来加热冷却剂；所述第三流动通道配置成在没有改变的情况下流通所接收的排气；所述气门配置成选择性地打开或关闭所述第一流动通道、所述第二流动通道或所述第三流动通道，并且由此控制排气的流动路径；所述控制器配置成通过根据排气温度和冷却剂温度来控制所述气门从而可变地控制所述第一流动通道、所述第二流动通道以及所述第三流动通道的打开或关闭。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1为示出了根据本发明示例性实施方案的车辆的示意图。
图2为示出了根据本发明示例性实施方案的车辆的热电发生装置的示意图。
图3为示出了根据本发明示例性实施方案的热电发生装置的热电发生模块的结构示意图。
图4为示出了根据本发明示例性实施方案的热电发生装置的控制***的概念图。
图5为示出了根据本发明的示例性实施方案的用于控制车辆的热电发生装置的方法的流程图。
图6为示出了当冷却剂温度低于参考温度时的气门状态的示意图。
图7为示出了不仅当冷却剂温度等于或高于参考温度，而且当排气的温度低于参考温度时的气门状态的示意图。
图8为示出了不仅当冷却剂温度等于或高于参考温度，而且当排气的温度等于或高于参考温度时的气门状态的示意图。
图9为示出了不仅当冷却剂温度等于或高于过热温度，而且当排气的温度等于或高于过热温度时的气门状态的示意图。
应当理解的是，附图并非按比例地绘制，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如，具体尺寸、方向、位置和外形)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的各种实施方案，这些实施方案的示例示于附图中并且描述如下。尽管将结合示例性实施方案来描述本发明，但是将理解的是，本说明书并非旨在将本发明限制于那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
图1为示出了根据本发明示例性实施方案的车辆100的示意图。图1示出了配置成将由车辆100的发动机102所产生的排气轻易地排出至车辆100的外部的排放设备。该种排放设备可以将燃料在发动机102中燃烧时所产生的排气排出至车辆100的外部。此外，排放设备可以在排出排气的过程中去除排气中所包含的有害气体。此外，还可以对排出排气时所产生的排气噪声的音量和音调进行控制。
用于排出从发动机102产生的排气的过程可以概括如下：从发动机102排出的排气经由发动机102的气缸顶部的排气口而流入至排气歧管104中，并随后聚集到排气管道106中。随后，所聚集的排气依次经过配置成净化与去除有害气体的催化转化器108、配置成调节排气噪声的音量和音调的谐振器112以及消音器114，并且最后经由排气尾管116排出至外部。
排气歧管104由连接至发动机102中所包含的各个气缸的聚集排气管道形成，并且通过控制各个气缸之间的排气来防止出现干扰，以保持适当的背压。催化转化器108配置成净化排气，并且可以包括设置在排气歧管104附近的歧管催化器和设置在地板下方的地板下方催化器。谐振器112和消音器114可以降低排气的温度和气压，并且可以调节排气噪声的音量和音调。
在图1中，根据该实施方案的热电发生装置110可以设置在催化转化器108与谐振器112之间。该种热电发生装置110的安装位置不仅限于催化转化器108与谐振器112之间的区域，其可以设置到排放设备中的任何位置，而不会脱离本发明的范围或精神。热电发生装置110可以通过将排气的热能转化为电能来产生电力。从热电发生装置110产生的电力可以为电池充电或者可以直接传输至电子元件。
下文将参考图2、图3及图4来描述根据本发明示例性实施方案的车辆100的热电发生装置110的结构。
图2为示出了根据本发明示例性实施方案的车辆的热电发生装置的示意图。参考图2，根据该实施方案的热电发生装置110可以安装至催化转化器108与谐振器112之间的排气流动通道。由于排气管道106连接至壳体206的两个端部，因此从排气管道106的一侧流动至另一侧的排气可以经过热电发生模块202或旁通通道208。在图2中，气门204可以调节流经热电发生模块202和旁通通道208的排气的流量。也就是说，气门204可以完全打开或部分地打开热电发生模块202的一个端面，其中，气门204可以控制流经热电发生模块202的排气的流量。此外，在壳体206中形成于热电发生模块202下方的旁通通道208打开或关闭，并且可以通过旁通通道208控制排气的流量。
在图2中，热电发生模块202的一个端面可以完全或部分地打开或关闭。气门的打开与关闭操作可以通过在热电发生模块202的一个端部处提升或降下气门204来执行。也就是说，气门204可以沿与热电发生模块202的一个端部的端面平行的方向提升或降下，其中，可以打开或关闭热电发生模块202的流动通道的全部或部分操作。流入至热电发生装置110的排气的流动通道可以通过打开或关闭气门204来形成。也就是说，流动的排气仅可以流经通过气门204打开的流动通道，而不可以流入至通过气门204关闭的其它流动通道。
在气门204的一侧端面可以形成有齿部210。与齿部210啮合的齿轮214可以通过电机212的带动而旋转。也就是说，电机212的旋转力可以使齿轮214旋转，并且气门204可以通过齿轮214的旋转运动而执行线性运动，其中可以执行气门204的提升或降下。如果在电机212的正向旋转期间执行气门204的提升，那么可以在电机212的反向旋转期间执行气门204的降下。
旁通通道208可以形成于热电发生模块202下方的部分中。旁通通道208可以使得排气能够流经热电发生装置110而不流经热电发生模块202，其中，排气从热电发生装置110排出。流经旁通通道208的排气无法影响热电发生或热交换。旁通通道208的打开或关闭操作也可以通过气门204的提升或降下来执行。换而言之，当气门204充分上升时，可以打开旁通通道208。相反，当气门204充分降下时，可以通过气门204来关闭旁通通道208。
图3为示出了根据本发明示例性实施方案的热电发生装置的热电发生模块的结构示意图。在图3中，流入至热电发生装置110的排气可以经过三个流动通道(即，穿过热电发生模块202的热电发生部350的流动通道、穿过热交换部360的流动通道以及形成于热电发生模块202下方的旁通通道208)中的至少一个。
经过热电发生模块202的热电发生部350的排气在经过热电发生部350之后可以促成发电。根据该实施方案的车辆100的热电发生装置110可以利用塞贝克效应(Seebeckeffect)将来自排气的热量用作高温热源，或者可以将来自排气的热量转化为电能。根据塞贝克效应，两种金属或半导体的两个端部结合，使得在结合部分出现温度差异，从而导致热电动势的出现。在图3中所示的热电发生模块202的热电发生部350中可以形成多个缝隙352，在每个缝隙352中可以设置有翼片结构354。来自排气的热量流经缝隙352可以通过翼片结构354吸收。热电元件356可以包围每个缝隙352的外周，并且热电元件356的外侧可以用冷却剂370填充。即，翼片结构354、热电元件356和冷却剂370可以依次设置，其中热电元件356由于翼片结构354与冷却剂370之间的温度差异可以产生电力。即，缝隙352中所包括的翼片结构354通过吸收来自排气的热量而处于高温，并且通过冷却剂370来冷却包围缝隙352的热电元件356。在这种情况下，借助高温翼片结构354与低温热电元件356之间的温度差异可以产生电动势，从而导致电动势和电力的出现(塞贝克效应)。
流经热电发生模块202的热交换部360的排气经过热交换部360，其中可以通过热交换使冷却剂加热。在图3中所示的热电发生模块202的热交换部360中可以形成多个缝隙362，并且在缝隙362中可以设置有翼片结构364。来自排气的热量流经缝隙362的内部而可以通过翼片结构364吸收。不同于热电发生部350，热交换部360的缝隙362的外周可以直接与冷却剂370接触。因此，可以通过已从排气吸收热量的高温翼片结构364与低温冷却剂370之间的直接热交换来使冷却剂370加热。
图4为示出了根据本发明示例性实施方案的热电发生装置的控制***的概念图。控制器402可以是用于控制热电发生装置110的整体操作的电子控制单元(electroniccontrol unit，ECU)。控制器402可以是热电发生装置110的构成元件中的一个。可替选地，控制器402可以是与热电发生装置110分离开的外部ECU。控制器402可以接收关于冷却剂温度的信息和关于排气温度的信息，并且可以基于所接收的冷却剂温度和排气温度产生用于驱动气门204的控制信号。即，控制器402可以通过产生控制信号来控制电机212的旋转方向和旋转次数，其中可以调节气门204的移动方向和移动距离。通过在气门204的移动方向和移动距离之间进行调节，可以在热电发生装置110中确定排气的流动通道。
下文将参考图5至图9来描述用于控制车辆100的热电发生装置110的方法以及气门204的打开与关闭操作。
图5为示出了根据本发明的示例性实施方案的用于控制车辆的热电发生装置的方法的流程图。参考图5，控制器402可以基于冷却剂温度信息和排气温度信息产生用于适当地调节排气的流动通道的控制信号，其中，根据排气温度和冷却剂温度可以有效地执行热电发生控制和热交换控制。即，控制器402可以通过根据冷却剂温度和排气温度而调节气门204的移动方向和移动距离从而控制热电发生部350、热交换部360以及旁通通道208的打开和关闭程度，在这当中，控制排气的流动通道。
为了该目的，控制器402可以将冷却剂温度和排气温度分别与不同的参考温度进行比较。冷却剂的参考温度和排气的参考温度可以彼此不同。冷却剂的参考温度可以是与车辆预热有关的温度，而排气的参考温度可以是用于将具有充足的热电发生效率或充足的热交换效率的温度与具有不充足的热电发生效率或不充足的热交换效率区别开来的参考温度值。即，当冷却剂温度低于参考温度时，这表示需要使车辆预热。当排气温度低于参考温度时，这表示发电效率或热交换效率较低。相反，当排气温度等于或高于参考温度时，这表示发电效率或热交换效率较高。
此外，控制器402可以将冷却剂温度和排气温度分别与不同的过热温度进行比较。冷却剂的过热温度和排气的过热温度可以彼此不同。冷却剂过热温度和排气过热温度可以是高于具有充足的热电发生效率或充足的热交换效率的温度的参考温度值，以确定是否预示了由这种过热所引起的危险的可能性。即，假设冷却剂温度和排气温度等于或高于各自的过热温度，这表明预示着由过热引起的危险的较高可能性。
在图5中，控制器402可以接收冷却剂温度信息和排气温度信息(操作502)。控制器402可以接收冷却剂温度信息和排气温度信息，可以将所接收的信息与参考温度或过热温度进行比较，并且可以根据当前冷却剂温度和当前排气温度可变地控制气门204，如由附图标记504至510所指示的。
在图5的操作504中，假设冷却剂温度低于参考温度，则控制器402可以将气门204控制为完全打开热电发生部350和热交换部360，并且可以关闭旁通通道208(操作504)。图6中示出了气门204的状态。图6示出了当冷却剂温度较低时的气门204的状态。如图6中所示，热电发生部350和热交换部360可以完全打开，而旁通通道208可以关闭。
在图5的操作504中，当冷却剂温度低于参考温度(低温)时，这表明发动机102处于发动机点火之后的预热阶段。在这种情况下，由于冷却剂的低温和排气的低温，控制器402可以确定无法满足所期望的充足的发电效率和充足的热交换效率，其中，热电发生部350和热交换部360打开而旁通通道208关闭。从而，排气会集中在热电发生部350和热交换部360处，而不会流经旁通通道208。在这种情况下，排气流经热电发生部350和热交换部360。由于排气处于相对较低的温度，难以期望充足的热电发生效率，并且当排气流经热交换部360时可以使冷却剂更快速地加热。
在发动机102的预热阶段，当冷却剂被快速地加热时，发动机102的预热时间会缩短，并且可以使车辆的乘客舱(乘车舱)快速地加热。此外，热电发生装置可以更快速地应对需要具有较高温度的热能的情况。
在图5的操作506中，当冷却剂温度等于或高于参考温度(即，当冷却剂温度较高时)并且当排气温度低于参考温度(即，当排气温度较低时)时，控制器402可以仅打开热电发生部350的一部分，而可以关闭热电发生部350的其余部分、关闭整个热交换部360以及整个旁通通道208(操作506)。图7中示出了气门204的状态。图7示出了当冷却剂温度等于或高于参考温度并且当排气温度低于参考温度时的气门204的状态。如图7中所示，仅热电发生部350的一部分可以打开，而热电发生部350的其余部分、整个热交换部360以及整个旁通通道208可以关闭。
在图5的操作506中，当冷却剂温度等于或高于参考温度(即，当冷却剂温度较高时)并且当排气温度低于参考温度(即，当排气温度较低时)时，这表明发动机102以较低的RPM驱动。即，这表明车辆100以较低的速度行驶。在这种情况下，排气温度较低而冷却剂温度较高，其中从排气供给的热量较少。因此，控制器402可以仅打开热电发生部350的一部分，而可以关闭热电发生部350的其余部分、关闭整个热交换部360以及整个旁通通道208，其中排气仅集中在热电发生部350的供排气经过的一部分处，从而导致电力的产生。通过控制上述气门204，即使在冷却剂温度等于或高于参考温度(冷却剂温度较高)并且排气温度低于参考温度(排气温度较低)的情况下，控制器402也可以控制热电发生部350的一部分以产生电能(电力)，从而提高发电效率。
在图5的操作508中，当冷却剂温度等于或高于参考温度(当冷却剂温度较高时)并且当排气温度也等于或高于参考温度(当排气温度较高时)时，控制器402可以将气门204控制为打开整个热电发生部350，并且可以关闭整个热交换部360和整个旁通通道208(操作508)。图8中示出了气门204的状态。图8示出了当冷却剂温度等于或高于参考温度并且当排气温度等于或高于参考温度时的气门204的状态。如图8中所示，热电发生部350的可以被完全打开，整个热交换部360以及整个旁通通道208可以关闭。
在图5的操作508中，当冷却剂温度等于或高于参考温度(即，当冷却剂温度较高时)并且当排气温度等于或高于参考温度(即，当排气温度较高时)时，这表明发动机102以较低的RPM被驱动。即，这表明车辆100以较低的速度行驶。在这种情况下，控制器402可以确定冷却剂温度较高并且排气温度较高，其中所供给的热量被认为充足，其中控制器402可以打开整个热电发生部350，并且可以关闭整个热交换部360和整个旁通通道208，其中排气仅集中在整个热电发生部350处并且可以不经过热交换部360和旁通通道208。通过控制上述气门204，当排气温度足够高并且从排气供给的热量被认为充足时，排气仅集中在热电发生部350处，其中可以从热电发生部350产生最大电力。
在图5的操作510中，当冷却剂温度等于或高于过热温度并且当排气温度也等于或高于过热温度时，控制器402可以通过控制气门204来关闭整个热电发生部350和整个热交换部360，并且可以仅打开旁通通道208(操作510)。图9中示出了气门204的状态。图9示出了当冷却剂温度等于或高于过热温度并且当排气温度等于或高于过热温度时的气门204的状态。如图9中所示，整个热电发生部350和整个热交换部360可以关闭，而整个旁通通道208可以打开。
在图5的操作510中，当冷却剂温度等于或高于冷却剂过热温度(即，冷却剂过热)并且当排气温度也等于或高于排气过热温度(即，排气过热)时，可以预计发动机102过热的可能性较高。在这种情形下，在控制器402放弃热电发生和热交换并且关闭整个热电发生部350和热交换部360的情况下，控制器402仅打开旁通通道208，其中排气可以仅流经旁通通道208，而不流经热电发生部350和热交换部360。因此，无法通过热电发生部350实现热电发生，并且无法通过热交换部360实现热交换，其中上述结果不会影响冷却剂温度的升高。然而，高温排气仅经由旁通通道208快速地排出至外部，在这当中防止发动机102过热。
同样地，根据该实施方案的车辆100的热电发生装置110可以利用排气的热量产生电力，其中对于发动机102的每种状态，可以使从热电发生装置110产生的电力的偏差最小化。由热电发生装置110产生的电力可以借助DC-DC转换器而用于给电池充电，或者可以直接地应用至车辆100的各个电子元件。DC-DC转换器也可以通过对DC输入进行整流来产生直流电(direct current，DC)输出。假设施加至DC-DC转换器的DC电力(例如由热电发生装置110产生的DC电力)不稳定并且在发动机102的每种状态期间电量的偏差较大，则DC-DC转换器必须具有应对发动机102的各种状态的不同功能，其中DC-DC转换器的结构设计较复杂，这就提高了车辆的电子元件的价格。然而，如本发明的示例性实施方案中所描述的，假设热电发生装置110在发动机的每种状态期间产生最小偏差的电力，则施加至DC-DC转换器的电力具有最小偏差，在这当中所施加的电力可以被稳定在可预见的水平。因此，DC-DC转换器仅需要在考虑图5中所示的某些状况的情况下进行设计，这样就可以简化DC-DC转换器的结构，并且还可以降低生产成本。
根据上述说明书显而易见的是，在本发明的一个方面，根据流入至热电发生装置的排气的热量条件和发动机冷却剂的温度来可变地控制排气的流动通道，在这当中可以获得针对每种车辆行驶状态的热电发生***的最大效率。
为了方便在所附权利要求书中进行阐述和准确定义，术语“上部”、“下部”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“内侧”、“外侧”、“内部”、“外部”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“前方”、“背部”、“后方”、“向前”以及“向后”用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述出于说明和描述的目的。前面的描述并非旨在穷举，或者将本发明限制为公开的精确形式，且显然的是，根据以上教导若干修改和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，以使得本领域的其它技术人员能够实现并利用其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在通过所附权利要求及其等同形式来限定。

Claims (16)

1.一种热电发生装置，包括：
热电发生部，该热电发生部设置在第一流动通道上，并且配置成将流经所述第一流动通道的排气的热能转化为电能；
热交换部，该热交换部设置在第二流动通道上，并且配置成经由冷却剂与流经所述第二流动通道的排气的热交换来加热冷却剂；
第三流动通道，该第三流动通道配置成在没有改变的情况下流通所接收的排气；
气门，该气门配置成选择性地打开或关闭所述第一流动通道、第二流动通道或第三流动通道，并且由此控制排气的流动路径；以及
控制器，该控制器配置成根据排气的温度和冷却剂的温度来控制所述气门从而能够变化地控制所述第一流动通道、第二流动通道以及第三流动通道的打开或关闭。
2.根据权利要求1所述的热电发生装置，其中：
当冷却剂的温度低于预定的冷却剂温度时，所述控制器配置成打开所述第一流动通道和所述第二流动通道，并且配置成关闭所述第三流动通道，其中排气仅流经所述热电发生部和热交换部。
3.根据权利要求1所述的热电发生装置，其中：
当冷却剂温度等于或高于预定的冷却剂温度并且排气温度低于预定的排气温度时，所述控制器配置成部分地打开所述第一流动通道，并且配置成关闭所述第二流动通道和第三流动通道，其中排气流经所述热电发生部的预定部分。
4.根据权利要求1所述的热电发生装置，其中：
当冷却剂温度等于或高于预定的冷却剂温度并且排气温度等于或高于预定的排气温度时，所述控制器配置成完全打开所述第一流动通道，并且配置成关闭所述第二流动通道和第三流动通道，其中排气流经整个所述热电发生部。
5.根据权利要求1所述的热电发生装置，其中：
当冷却剂温度等于或高于预定的冷却剂过热温度并且排气温度等于或高于预定的排气过热温度时，所述控制器配置成打开所述第三流动通道，并且配置成关闭所述第一流动通道和第二流动通道，其中排气经由所述第三流动通道排出。
6.根据权利要求1所述的热电发生装置，其中：
所述热电发生部和所述热交换部成为整体以形成热电发生模块；并且
所述热电发生模块设置在壳体中。
7.根据权利要求6所述的热电发生装置，其中：所述第三流动通道形成于所述壳体内的除了所述热电发生模块的安装区域以外的其余区域处。
8.一种用于控制热电发生装置的方法，所述热电发生装置包括：热电发生部，其设置在第一流动通道上，并且配置成将流经所述第一流动通道的排气的热能转化为电能；热交换部，其设置在第二流动通道上，并且配置成经由冷却剂与流经所述第二流动通道的排气的热交换来加热冷却剂；第三流动通道，其配置成在没有改变的情况下流通所接收的排气；以及气门，其配置成选择性地打开或关闭所述第一流动通道、第二流动通道或第三流动通道，并且由此控制排气的流动路径；所述方法包括：
接收排气的温度和冷却剂的温度；以及
根据排气温度和冷却剂温度来控制所述气门，并且由此能够变化地控制所述第一流动通道、第二流动通道以及第三流动通道的打开或关闭。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述气门的控制还包括：
当冷却剂的温度低于预定的冷却剂温度时，打开所述第一流动通道和第二流动通道，并且关闭所述第三流动通道，其中排气仅流经所述热电发生部和热交换部。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述气门的控制还包括：
当冷却剂温度等于或高于预定的冷却剂温度并且排气温度低于预定的排气温度时，部分地打开所述第一流动通道，并且关闭所述第二流动通道和第三流动通道，其中排气仅流经所述热电发生部的预定部分。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述气门的控制还包括：
当冷却剂温度等于或高于预定的冷却剂温度并且排气温度等于或高于预定的排气温度时，完全打开所述第一流动通道，并且关闭所述第二流动通道和第三流动通道，其中排气流经整个所述热电发生部。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述气门的控制还包括：
当冷却剂温度等于或高于预定的冷却剂过热温度并且排气温度等于或高于预定的排气过热温度时，打开所述第三流动通道，并且关闭所述第一流动通道和第二流动通道，其中排气经由所述第三流动通道排出。
13.根据权利要求8所述的方法，其中：
所述热电发生部和所述热交换部成为整体以形成热电发生模块；并且
所述热电发生模块设置在壳体中。
14.根据权利要求13所述的方法，其中：所述第三流动通道形成于所述壳体内的除了所述热电发生模块的安装区域以外的其余区域处。
15.一种热电发生装置，包括：
热电发生部，该热电发生部设置在第一流动通道上，并且配置成将流经所述第一流动通道的排气的热能转化为电能；
热交换部，该热交换部设置在第二流动通道上，并且配置成经由冷却剂与流经所述第二流动通道的排气的热交换来加热冷却剂；
气门，该气门配置成选择性地打开或关闭所述第一流动通道、第二流动通道，并且由此控制排气的流动路径；以及
控制器，该控制器配置成根据排气的温度和冷却剂的温度来控制所述气门从而能够变化地控制所述第一流动通道和第二流动通道的打开或关闭。
16.一种热电发生装置，包括：
热电发生部，该热电发生部设置在第一流动通道上，并且配置成将流经所述第一流动通道的排气的热能转化为电能；
热交换部，该热交换部设置在第二流动通道上，并且配置成经由冷却剂与流经所述第二流动通道的排气的热交换来加热冷却剂；
第三流动通道，该第三流动通道配置成在没有改变的情况下流通所接收的排气；
气门，该气门配置成选择性地打开或关闭所述第一流动通道、第二流动通道或第三流动通道，并且由此控制排气的流动路径；
壳体，该壳体配置成包括所述热电发生部、热交换部和气门；以及
控制器，该控制器配置成根据排气的温度和冷却剂的温度来控制所述气门从而能够变化地控制所述第一流动通道、第二流动通道以及第三流动通道的打开或关闭，
其中，所述第三流动通道形成于所述壳体内的除了所述热电发生部和热交换部的安装区域以外的其余区域处。
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