用于混合动力机器的能量回收和冷却系统的制作方法

用于混合动力机器的能量回收和冷却系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型是一种用于混合动力机器的能量回收和冷却系统，用于包括泵、冷凝器和涡轮的混合动力机器。第一流动路径流体连通地连接于泵、冷凝器和涡轮。第一流动路径还与混合动力机器的燃能系统部件进行热连通。第二流动路径流体连接地与混合动力机器的电能系统部件进行热连通。控制器连接于至少一个流体控制装置，例如，阀门或泵马达，配置为选择性地启动第一流动路径和第二流动路径。通过响应于各种操作条件选择性地启动流体流动路径，所提出的技术方案允许利用兰金循环从混合动力机器的内燃机部件或电能系统部件或二者中回收过剩的热能。本实用新型可以实现提高燃料效率并降低燃料消耗的目的。
【专利说明】
用于混合动力机器的能量回收和冷却系统

【技术领域】
[0001]本实用新型针对用于混合动力机器的能量回收和冷却系统。

【背景技术】
[0002]除了电能源、存储和驱动部件之外，混合动力机器还可以包括内燃机，其可以独立、同时、协同、和/或整体地工作以向驱动系统供电来推进机器。尽管相比由内燃机单独提供动力的传统机器和车辆，这种混合推进机器和车辆可以提供更少的排放以及更高的燃料经济性，但混合车辆和机器可能存在各种限制、缺点和挑战。具体地，混合车辆和推进机器的特点是较高的成本和复杂性。此外，尽管相比由内燃机单独提供动力的传统机器，混合动力机器可以提供更少的排放以及更高的燃料经济性，但混合动力机器仍然至少部分地依赖于如化石燃料等燃料的燃烧，以及与之相关的附带的限制和低下的效率。
[0003]Dauksis的美国专利第5，176，000号(‘000专利)，公开了混合内燃机和电动机地面车辆推进系统。在该系统中，首先在内燃机气缸水套中加热流体，然后在覆盖于排气歧管的双壁歧管中转化为气相。气态流体使涡轮转动，排出至冷凝器，在那里气体冷凝成液体，然后流体返回散热器。涡轮连接于产生电能以对电池组充电的发电机。电池组向电动机供电，电动机可以用作地面车辆补充的或可替换的推进源。


【发明内容】

[0004]本实用新型提供一种用于混合动力机器的能量回收和冷却系统，其目的是为混合动力机器提供更多的能量回收、更高的燃料效率和更低的燃料消耗。此外，能量回收和冷却系统还可以在提取能量和满足系统部件的冷却需求方面，提供更高的灵活性和响应性。
[0005]在本实用新型的一个方面，用于混合动力机器的能量回收和冷却系统包括至少一个泵、至少一个冷凝器和至少一个涡轮。第一流动路径流体连通地连接于泵、冷凝器和涡轮，与混合动力机器的燃能系统部件热连通。第二流动路径，流体连通地连接于泵、冷凝器和涡轮，与混合动力机器的电能系统部件热连通。控制器，连接于至少一个流体控制装置，例如阀门或泵马达，配置为选择性地启动第一流动路径和第二流动路径。
[0006]所述第一和第二流动路径是流体集成的、闭环回路，其配置为在所述第一流动路径与所述第二流动路径之间切换工作流体的路径。
[0007]所述第一流动路径配置为选择性地引导工作流体与第一燃能系统部件和第二燃能系统部件中的一个或多个进行热连通，以及，其中所述第二流动路径配置为选择性地引导工作流体与第一电能系统部件和第二电能系统部件中的一个或多个进行热连通。
[0008]所述第一流动路径配置为选择性地引导第一工作流体与所述第一燃能系统部件和所述第二燃能系统部件中的一个或多个进行热连通，以及，其中所述第二流动路径配置为选择性地引导第二工作流体与所述第一电能系统部件和所述第二电能系统部件中的一个或多个进行热连通。
[0009]所述第二流动路径为再热流动路径。
[0010]所述第一流动路径包括在第一回路中，所述第一回路包括第一泵、第一冷凝器和第一涡轮，并且，其中所述第二流动路径包括在第二回路中，所述第二回路包括第二泵、第二冷凝器和第二涡轮。
[0011]所述第一回路是闭环回路，所述第二回路是闭环回路，所述第一回路与所述第二回路流体地分开。
[0012]所述控制器响应于所述混合动力机器的内燃机驱动模式的启动，启动所述第一流动路径，所述混合动力机器的内燃机驱动模式配置为沿着所述混合动力机器的传动系统的内燃能量路径输送燃烧驱动的输出能量。
[0013]还包括与电能系统部件热连通的温度传感器，其中响应于所述电能系统部件的操作温度，所述控制器配置为选择性地引导所述第二工作流体与所述混合动力机器的一个或多个电能系统部件进行热连通。
[0014]所提出的技术方案通过响应于各种操作条件选择性地启动流体流动路径，使得利用混合动力机器的内燃机部件或电能系统部件或二者的兰金(Rankine)循环，回收过剩的热能。

【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1是混合动力机器的示例性混合动力总成的原理及示意图，包括示例性公开的示例性能量回收和冷却系统；
[0016]图2是用于图1所示的混合动力机器的混合动力总成的示例性公开的能量回收和冷却系统的一个实施例的原理及示意图；
[0017]图3是图2所示的示例性公开的能量回收和冷却系统的替代实施例的原理及示意图；
[0018]图4是用于图1所示的混合动力机器的混合动力总成的示例性公开的能量回收和冷却系统的另一实施例的原理及不意图；
[0019]图5是图4所示的示例性公开的能量回收和冷却系统的替代实施例的原理及示意图；
[0020]图6是图5所示的示例性公开的能量回收和冷却系统的替代实施例的原理及示意图；
[0021]图7是用于图1所示的混合动力机器的混合动力总成的示例性公开的能量回收和冷却系统的另一实施例的原理及不意图；
[0022]图8是图7所示的示例性公开的能量回收和冷却系统的替代实施例的原理及示意图；
[0023]图9是用于图1所示的混合动力机器的混合动力总成的示例性公开的能量回收和冷却系统的另一实施例的原理及示意图；以及
[0024]图10是用于图1所示的混合动力机器的混合动力总成的示例性公开的能量回收和冷却系统的另一实施例的原理及不意图。

【具体实施方式】
[0025]现在将详细地参考具体实施例或特征，在附图中示出了其示例。通常，可能的话，在全部附图中将使用相应的或相似的附图标记来表示相同或相应的部分。包括在附图中的以及这里描述的原理图中的元件，可以不按照维度或按任何实际尺寸来绘制，而是图示出来以说明本公开的不同方面。
[0026]当前公开的能量回收和冷却系统10可以与任意一种混合动力机器的任意一种动力总成或类似的动力总成统一起实现和使用，其中可以采用与任一个或多个这里公开的实施例一致的能量回收和冷却系统。
[0027]为了提供本公开的操作应用和实现的一个示例，图1示出了移动混合电机中的混合动力机器12，其可以包含和利用与这里公开的任一个或多个实施例一致的能量回收和冷却系统10，并在图2-图10所示的示例性实施例中更详细地进行说明。然而，在不脱离本公开的精神和范围下，当前公开的混合动力机器12可以具体化为任何类型的移动或固定机器，其利用燃能系统以及一个或多个其它能量系统，可以包括电能系统，以单独地和/或协调地存储、生成、转换、传递和/或供给能量，包括但不限于汽车、重型卡车、公共汽车以及其它重型公路车辆、建筑、林业、矿业、农业和工业机器，包括但不限于重型非公路工程卡车、矿用卡车、铰接式卡车、推土机、压土机、拉铲挖掘机、开凿机、装载机、铲运机和平地机等，铁路机车、船舶、飞机以及如发电机或工业发电系统等的非移动的或固定的机器。
[0028]如图1示出的示例性实施例中所示，混合动力机器12可以包括混合动力总成14，其可以至少部分地包括内燃能量系统16和电能系统18。混合动力总成14还可以包括变速器(或变速箱)20，机械地并可操作地耦合以在内燃能量系统16和/或电能系统18与一个或多个推进元件22之间传递机械功率或能量，推进元件22可以是轮子、履带、螺旋桨、涡轮、或任何其它已知的推进构件。混合动力总成14，以及其内燃能量系统16、电能系统18以及变速器20，还可以包括机械元件，包括但不限于轴、连杆机构、离合器、制动器、齿轮和差速器等，以及电子元件，如端子、线束、接线或任何其它合适的电连接件，在图1所示的示例性实施例中，其可以使内燃能量系统16和电能系统18能够单独地和/或协调地相互作用以在能量系统与推进元件22之间传递能量。
[0029]如图1以及图2-图10示出的示例中进一步所示，内燃能量系统16可以部分地包括一个或多个，或许多内燃能量系统部件24，其可以产生热量和/或需要冷却，为了说明，包括第一内燃能量系统部件26和第二内燃能量系统部件28。在一个实施例中，一个或多个内燃能量系统部件24可以包括发动机组或发动机套，以及任何所包括的、附加的和/或额外的可产生热量和/或需要冷却的部件，在图1-图10中以内燃机32的发动机组30和排气歧管34进行一般性及示意性说明。内燃机32可以是柴油发动机、汽油发动机、天然气发动机、气体涡轮发动机或任何其它可以从可燃介质的燃烧中产生机械能的发动机。
[0030]为了说明以及作为示例而非限制，在图1以及图2-图10中，将发动机组30指定并示为第一内燃能量系统部件26，以及将排气歧管34指定并示为第二内燃能量系统部件28。然而，这种指定是任意的，这是因为为了说明，发动机组30或排气歧管34中的任一个可以被指定为第一内燃能量系统部件26或第二内燃能量系统部件28中的任一个。此外，在不脱离本公开的精神和范围下，内燃能量系统16可以包括其它和/或可选的内燃能量系统部件24或它们的组合，并且发动机组30、排气歧管34、任何其它类型的发动机冷却系统、发动机排气系统、和/或通过摩擦产生热量的机械系统中的任一个或任意多个或组合，可以被指定为第一内燃能量系统部件26、第二内燃能量系统部件28的中任一个、或任何其它一个或多个内燃能量系统部件24。在又一可选的实施例中，内燃能量系统16可以仅仅包括单个第一内燃能量系统部件26，其可以是发动机组30、排气歧管34、其组合或任一其它前述的内燃能量系统部件24。
[0031]电能系统18还可以部分地包括多个可以产生热量和/或需要冷却的电能系统部件36，为了说明，包括第一电能系统部件38、第二电能系统部件40、第三电能系统部件42，以及在一个实施例中，第四电能系统部件44。在一个实施例中，电能系统部件36可以包括任一个或多个或组合的电动机(在图1-图10中示为电动机46)、一个或多个电子模块(在图1-图10中示为电子模块48)、一个或多个如电池或电池组等的储能装置(在图1-图10中不为电池50)和一个或多个发电机(在图1-图10中不为发电机52)。一个或多个电子模块48可以包括一个或多个电力电子模块、装置和部件或它们的组合，包括但不限于功率变换器、逆变器、整流器、缓冲器模块/电阻栅，并且其每一个可以包括一个或多个或组合的回路/印刷回路板、电容器、驱动器、控制器(例如电动机和发电机驱动器&控制器)、斩波器、和/或半导体/开关元件等。这样，在图1-图10所示的示意图中，电子模块48可以表示一个以上的电子模块，例如，两个或两个以上的电子模块以及其任一个前述模块、装置以及部件，并可以通过端子、线束以及任何其它必需的内部和外部接线和连接件进行电连接。以类似的方式，在图1-图10所示的电动机46、电池50和/或发电机52的示意图中，可以分别表示一个以上这样的电能系统部件，例如，两个或两个以上的电动机、电池或电池组、和/或发电机。
[0032]为了说明以及作为示例而非限制，在图1以及图2-图10中，将电池50指定并示为第一电能系统部件38，将电子模块48指定并示为第二电能系统部件40，将发电机52指定并示为第三电能系统部件42，以及将电动机46指定并示为第四电能系统部件44。然而，这种指定是任意的，这是因为为了说明，电池50、电子模块48、发电机52或者电动机46中任一个可以指定为第一、第二、第三、或第四电能系统部件38、40、42、44中任一个。另外，或者可选地，电能系统18可以包括更少、其他和/或可选的电能系统部件36及其组合。例如，在不脱离本公开的精神和范围下，电能系统18可以包括第一、第二、和第三电能系统部件38、40、42，或第一至第四和其它电能系统部件38、40、42、44、36，其中可以指定任一个或多个来限定电能系统18包括一个或多个电动机46、电子模块48、电池50和/或发电机52等的各种可能的不同组合。
[0033]混合动力总成14还可以包括各种不同类型的体系和/或操作结构中的任一种，每一种可以包括任一种操作模式、能量路径、以及各种不同类型的内燃能量系统部件24与电能系统部件36之间的相关机械和电连接，例如上述那些的任一个或多个，这取决于许多因素，包括但不限于正被利用的混合动力机器12的具体应用、条件和/或环境以及任何需要、特征和/或相关具体功能。在图1所示的示例性实施例中，内燃输出轴54可以机械地并旋转地将内燃机32耦合至变速器(或变速箱)20以在它们之间传递机械能。在一个实施例中，内燃机32、内燃输出轴54与变速器20之间的可操作连接件，可以包括一个或多个离合器(未示出)以接合或脱离路径以及在内燃机32与变速器20之间的机械能传递。另外，分别通过发电机轴56和电动机轴58,内燃机32可以可操作地并机械地I禹合于发电机52,电动机46可操作地并且机械地耦合于变速器20，其中，每个连接件和轴可以包括一个或多个离合器(未示出)以接合或脱离各自的路径以及其间的机械能传递。最后，可以连接每个前述的电能系统部件36，以通过可以包括任一个或多个端子、线束和接线等的多个电连接元件59，在其间传递电能。
[0034]如前述讨论提供的以及如这里进一步讨论的，作为示例而非限制，将图1的示例性实施例所示的混合动力机器12示为包括功率分配器或串并联混合动力总成14结构，以说明混合动力机器12及其混合动力总成14，可以包括多种操作模式、能量路径、以及混合动力总成14的前述部件之间的相关机械和电连接。尽管如此，在不脱离本实用新型的精神和范围下，也可以考虑很多其它的混合动力总成14结构，其中在一个示例中，内燃输出轴54可以脱离或者可选地分离，以便混合动力机器12可被操作或配置为包括串联混合动力总成14结构。在另一示例中，发电机轴56可以脱离或者可选地分离，以便混合动力机器12可被操作或配置为包括并联混合动力总成14结构。
[0035]如图1示出的示例性实施例所示，混合动力机器12还可以包括主控制器60，其可以电子地以及可控制地连接于第一和第二内燃能量系统部件26、28中的每一个，以及第一、第二、第三和第四电能系统部件38、40、42、44，除了任一种传感器，如可操作地与前述部件相关联的速度、温度或控制传感器和/或任何驱动器和/或电子控制器等之外。此外，如图1所示，除了如与其相关联的速度、位置或加速度传感器等的任何传感器，主控制器60也可以电气地以及可控制地连接于变速器(或变速箱)20、内燃输出轴54、发电机轴56和电动机轴58，以及任何所包括的和/或其它机械元件，包括但不限于混合动力总成14和机器12的轴、连杆机构、离合器、制动器、齿轮、和/或差速器。这样，主控制器60可以配置为电子监控和控制任一种或多种驱动和操作，以及混合动力总成14的内燃能量系统16(及其部件24)、电能系统18 (及其部件36)、变速器(或变速箱)20和/或其它部件之间的连接、功能性交互、操作模式和/或能量的划分和路径。
[0036]如图1所示和图2-图10中进一步所示，混合动力机器12的能量回收和冷却系统10可以包括能量回收和冷却系统控制器62，其可以电连通地连接于主控制器60以及每个内燃能量系统部件24和电能系统部件36。具体地，为了说明，第一内燃能量系统部件26指定为发动机组30，可以包括温度传感器64a和热交换器66a，为了说明，第二内燃能量系统部件28指定为排气歧管34，可以包括温度传感器64b和热交换器66b。此外，为了说明，第一、第二、第三、和第四电能系统部件38、40、42、44中的每一个分别指定为电池50、电子模块48、发电机52和电动机46,分别可以包括温度传感器64c、64d、64e、64f和热交换器66c、66d、66e、66f,其中如上所述的温度传感器64a_64f和热交换器66a_66f通常和/或统一地分别称为“温度传感器64”和“热交换器66”。能量回收和冷却系统控制器62可以电连通地连接于每个前述温度传感器64以监控和/或接收指示每个上述内燃机部件24和电能系统部件36的操作温度的信号。此外，每个热交换器66可以包括和/或具体化为任何合适的热交换和/或回收单元、护套或其它类似装置或部件，附加于、连接于、或其它方式设置与前述第一和第二内燃能量系统部件26、28以及如上所述的第一、第二、第三、和第四电能系统部件38、40、42、44热接近并连通，并且与如图2-10所示的本公开的能量回收和冷却系统10的示例性实施例一致并如其所示，以及如这里进一步讨论的，配置为便于在能量回收和冷却系统10的工作流体的流动路径与内燃能量系统16和电能系统18的每个前述部件之间热连通。如上所述以及如下进一步所述，能量回收和冷却系统控制器62也可以电连通地连接于主控制器60，以监控和/或从主控制器60接收信号，其指示任一个或多个内燃能量系统部件24和电能系统部件36的监控、驱动、控制和/或操作，和/或混合动力总成的前述部件之间的连接、功能性交互、操作模式和/或能量的划分和路径。
[0037]图2-图10示出本公开的能量回收和冷却系统10的示例性实施例，作为如上面所讨论的混合动力机器12的混合动力总成14的能量回收和冷却系统实现并使用，而且示出了图1所示的能量回收和冷却系统10的其它细节。具体地，图2的能量回收和冷却系统200示出图1所示的混合动力机器12的混合动力总成14的能量回收和冷却系统10的一个实施例。如图2所示，能量回收和冷却系统200可以包括涡轮210、冷凝器212和泵214，每个流体连通地可操作连接并流体集成到能量回收和冷却回路216，以与包含在其中的工作流体218可操作地相互作用。为了本实施例以及这里公开的其它实施例的目的，工作流体218 (以及这里公开的第一工作流体314、第二工作流体326和工作流体412、512、614可以定义为用于冷却或用于为涡轮提供动力的任何类型的流体，如水/蒸汽、空气、或常见的流体。涡轮210可以经由输出轴224，可操作地并机械地连接于功率部件220。本实施例的涡轮210 (以及这里所公开的其它实施例的第一涡轮308、第二涡轮320、高压涡轮352、364、414、低压涡轮354、366、416、第一涡轮516、第二涡轮518、涡轮608)，可以是任何旋转机械装置，可以配置为从能量回收和冷却回路216内的工作流体218中获取能量。该功率部件220以及这里进一步公开的每个功率部件332，420，522，610，可以配置为将涡轮(或这里所讨论的，涡轮组件)的旋转所产生的机械能转换为电能。在一个实施例中，功率部件220可以是发电机，在一个示例中，可以电连接于一个或多个电池用于充电。可选地，功率部件220可以是传动轴、冷凝器风扇、发动机驱动型发电机或组合式发电机和发动机，或任何其它的部件或装置，配置为将机械能转换为电能，由机械输入产生电能，和/或直接驱动其它机械部件。
[0038]示例性的能量回收和冷却系统200的能量回收和冷却回路216可以具体化为单一的、流体集成的闭环回路，包括多个导管，并可以配置为引导能量回收和冷却回路216的工作流体218沿着并通过多个包括独立流动路径的回路。具体地，在一个实施例中，能量回收和冷却回路216可以包括第一或能量回收和流体输送导管226、第二或内燃能量系统导管228以及第三或电能系统导管230。能量回收和流体输送导管226可以配置为流体地引导能量回收和冷却回路216的工作流体218沿着第一或能量回收和流体输送流动路径232，该路径从能量回收和流体输送导管226的第一或上游端234延伸至第二或下游端236。另夕卜，能量回收和流体输送导管226可以流体连接以引导工作流体218的能量回收和流体输送流动路径232顺序地并依次地通过涡轮210，其可以流体集成并设置在能量回收和流体输送导管226的上游端234的下游，通过冷凝器212，其可以经由能量回收和流体输送导管226流体连接并设置在涡轮210的下游，并通过泵214，其可以(经由能量回收和流体输送导管226)流体连接并设置在冷凝器212的下游以及可操作来加压并推动工作流体218通过能量回收和流体输送导管226以及包括在能量回收和冷却回路216内的其它导管和流动路径。
[0039]第二或内燃能量系统导管228可以配置为流体地引导能量回收和冷却回路216的工作流体218沿着第二或内燃能量系统流动路径238，该路径可以从内燃能量系统导管228的第一或上游端240延伸至第二或下游端242。内燃能量系统导管228和内燃能量系统流动路径238可以被安置、敷设和/或设置，以引导能量回收和冷却回路216中的工作流体218顺序地并依次地邻近、沿着和/或通过或其它方式，可以经由相关联的热交换器66a和66b，与每个单独的内燃能量系统部件24热接近并连通，以便工作流体218连续地获得热能，并且在一个实施例中，随着工作流体218与其热接近并连通地通过，可以冷却每个单独的内燃能量系统部件24。
[0040]如图2示出的示例性实施例所示，可以沿着第二内燃能量系统部件28 (在一个示例中，及其热交换器66b)的上游的内燃能量系统导管228及其流动路径238设置第一内燃能量系统部件26 (在一个示例中,及其热交换器66a)。如上所述并如图2的示例性实施例所示，为了说明，发动机组30示为第一内燃能量系统部件26，并且排气歧管34示为第二内燃能量系统部件28。然而，任一个或多个内燃能量系统部件24 (以及电能系统部件36)的正常操作温度、热量产生和/或冷却需求可以由多种因素影响和/或限定，包括但不限于混合动力总成14的体系或结构和/或其中包括的内燃能量系统部件24与电能系统部件36之间的操作模式、启动、控制、操作交互、和/或能量的划分和/或路径。因此，基于上面提供的前述因素/由上面提供的前述因素所限定的，最下游或第二内燃能量系统部件28可以是任何内燃能量系统部件24，包括但不限于发动机组30或排气歧管34，其可以具有等于或高于上游第一内燃能量系统部件26的操作温度的正常操作温度，上游第一内燃能量系统部件26可以是任何其它内燃能量系统部件24，包括但不限于排气歧管34或发动机组30，以便随着工作流体218沿着并通过内燃能量系统导管228及其流动路径238并与每个单独的内燃能量系统部件24交换热能，工作流体218可以连续地获得热能。
[0041]第三或电能系统导管230可以配置为流体地引导能量回收和冷却回路216的工作流体218沿着第三或电能系统流动路径244，该路径可以从电能系统导管230的第一或上游端246延伸至第二端或下游端248。电能系统导管230和电能系统流动路径244可以被安置、敷设和/或设置，以引导能量回收和冷却回路216中的工作流体218顺序地并依次地邻近、沿着和/或通过或以其他方式，可以经由相关联的热交换器66c、66d、66e、66f,与每个单独的电能系统部件36热接近并连通，以便工作流体218连续地获得热能，并在一个实施例中，随着工作流体218与其热接近并连通地通过，可以冷却每个单独的电能系统部件36。
[0042]如图2示出的示例性实施例所示，可以沿着第二、第三、第四电能系统部件40、42、44 (在一个示例中，分别及其热交换器66d、66e、66f)上游的电能系统导管230及其流动路径244，分别设置第一、第二、和第三电能系统部件38、40、42 (在一个示例中，分别及其热交换器66c、66d、66e)。另外,如图2示出的示例性实施例所示以及如上所述,为了说明，电池50示为第一电能系统部件38，电子模块48示为第二电能系统部件40，发电机52示为第三电能系统部件42，并且电动机46示为第四电能系统部件44。然而，任一个电能系统部件36的正常操作温度、热量产生和/或冷却需求可以由如上所述的很多因素影响和/或限定。因此，与前述一致，基于上面提到的前述因素/由上面提到的前述因素所限定的，每个下游电能系统元件36，如第二、第三、和第四电能系统部件40、42、44，分别可以是任何电能系统部件36，包括但不限于电池50、电子模块48、发电机52或电动机46，其可以具有等于或高于任何和/或每个上游电能系统部件36的操作温度的正常操作温度，如各自的上游第一、第二和第三电能系统部件38、40、42，可以是任何其它电能系统部件36，包括但不限于电池50、电子模块48、发电机52或电动机46，以便随着工作流体218沿着和通过电能系统导管230及其流动路径244并与每个电能系统部件36交换热能，工作流体218可以连续地获得热能。
[0043]如上所述，能量回收和冷却回路216可以具体化为单个闭环回路，并可以配置为引导工作流体218沿着并通过多个回路，可以包括内燃能量系统回路250和电能系统回路252。具体地，能量回收和流体输送导管226的下游端236可以流体连通地连接于内燃能量系统导管228的上游端240以及电能系统导管230的上游端246，其中第一阀门254可以流体连接在它们之间。第一阀门254可以是流量控制阀或任何其它阀门或流体控制装置，其可以可操作以选择性地并流体地引导能量回收和冷却回路216的工作流体218从能量回收和流体输送导管226及其流动路径232的下游端236进入并通过内燃能量系统导管228或电能系统导管230。另外，每个内燃能量系统导管228和电能系统导管230的下游端242、248，分别可以流体连通地连接能量回收和流体传送导管226的上游端234，其中第二阀门256可以流体连接在它们之间。类似地第二阀门256可以是流量控制阀或任何其它流体控制装置，其可以可操作以选择性地引导能量回收和冷却回路216的工作流体218进入上游端234并通过能量回收和流体输送导管226，工作流体218与内燃能量系统导管228的下游端242，或电能系统导管230的下游端248流体连通。
[0044]通过这种结构，内燃能量系统回路250可以包括并可以定义为能量回收和冷却回路216的工作流体218分别通过能量回收和流体输送导管226和内燃能量系统导管228、沿着能量回收和流体输送流动路径232和内燃能量系统流动路径238流动的路径，电能系统回路252可以包括并可以定义为能量回收和冷却回路216的工作流体218分别通过能量回收和流体输送导管226和电能系统导管230、沿着能量回收和流体输送流动路径232和电能系统流动路径244流动的路径。此外，本实施例的能量回收和冷却系统200可以配置为，在一个实施例中可以经由能量回收和冷却系统控制器62，在内燃能量系统回路250与电能系统回路252之间切换工作流体218的路径。
[0045]具体地，与如上所述的公开内容一致，能量回收和冷却系统控制器62可以电连通地连接于监视器，和/或从温度传感器64接收信号，每个可操作地与每个前述内燃能量系统部件24和电能系统部件36相关联，另外可以电连通地连接于主控制器60，以监控和/或接收指示混合动力总成14的前述部件和那些部件的监测、驱动、控制和/或操作的信号。能量回收和冷却系统控制器62还可以电连接，以监视、驱动、和/或控制一个或多个或许多部件、流体连接、工作流体218的温度和流量，以及通过并在能量回收和冷却系统200内的热能交换、除热、冷却、和/或能量产生。具体地，在一个实施例中，能量回收和冷却系统控制器62可以电气地和可控制地连接于每个第一阀门254和第二阀门256，其中在一个示例中，第一阀门254和第二阀门256各自可以为电驱动流量控制阀。此外，能量回收和冷却系统控制器62可以电气地和可控制地连接于泵214，其可以是电控泵，在一个示例中，还可以是电控变量泵。通过该可操作结构，能量回收和冷却系统控制器62可以部分地配置为，响应于任一个或多个内燃能量系统部件24和/或电能系统部件36的操作温度、热量产生、和/或冷却需求中的任一个或多个，以及混合动力总成14的内燃能量系统16、电能系统18、和/或其它部件的启动、控制和/或操作中的任一个或多个，在内燃能量系统回路250和电能系统回路252之间切换能量回收和冷却回路216的工作流体218的路径，以传送和引导工作流体218以从内燃能量系统部件24或电能系统部件36交换热能、冷却、并产生能量。
[0046]具体地，在一个实施例中，能量回收和冷却系统控制器62可以接收电子监测读数或发送的信号中的一个或多个或其组合，包括但不限于一个或多个高或增大的温度读数或信号，其来自温度传感器64，例如任一个或多个内燃能量系统部件24的温度传感器64a和/或64b，包括但不限于发动机组30和/或排气歧管34，和/或一个或多个低或降低的温度读数或信号，其来自任一个或多个电能系统部件36的温度传感器64c、64d、64e和/或64f中任一个或多个或其组合，包括但不限于电池50、电子模块48、发电机52和/或电动机46。此外，或可选地，如上所述，能量回收和冷却系统控制器62可以从或响应于主控制器60的监测和/或控制混合动力总成14的信号，接收一个或多个电子监测读数或发送的信号，其指示任一个或多个前述内燃能量系统部件24的启动和/或操作或驱动强度增大，和/或任一个或多个前述电能系统部件36的去启动或操作或驱动强度降低。响应于这些信号的任一个或多个或组合，能量回收和冷却回路216可以由能量回收和冷却系统控制器62驱动以将工作流体218的路径切换到内燃能量回路250，以便流体地传送并引导工作流体218以从内燃能量系统部件24交换热能、除热、冷却并产生能量。
[0047]具体地，响应于上面所讨论的信号的任一个或多个或其组合，能量回收和冷却系统控制器62可以向第一阀门254和第二阀门256发送电子内燃能量系统回路启动信号。作为响应，第一阀门254可以被驱动，以引导工作流体218，其可以处于第一温度(Tl)，并通过热交换在冷凝器212中冷凝为液态，随后通过泵214的操作被加压并流体连通于能量回收和流体输送导管226的下游端236，流入内燃能量系统导管228的上游端240并沿着流动路径238流动。随着工作流体218流体连通流经内燃能量系统导管228，工作流体218可以顺序地并依次地从第一内燃能量系统部件26(可以为发动机组30或排气歧管34中的任一个)，随后从第二内燃能量系统部件28 (可以是发动机组30或排气歧管34中的另一个)，交换热量、冷却、并获得热能，以便工作流体218可以连续地获得热能，并且可以在穿过更高的温度、第二(或最下游)内燃能量系统部件28时，从第一温度(Tl)被加热至升高的、更高的第二温度(T2)成为蒸汽(Τ2ΧΓ1)。此外，响应于来自能量回收和冷却系统控制器62的电子内燃能量系统回路启动信号，第二阀门256可以被驱动以引导工作流体218从内燃能量系统导管228的下游端242流入能量回收和流体输送导管226的上游端234。
[0048]工作流体218，可以被加热至第二温度(T2)并处于气相，然后可以通过能量回收和液体输送导管226流体流通，其可以流体地引导工作流体218从其上游端234进入涡轮210，其中蒸汽相工作流体218通过涡轮210的膨胀可以经过其合成旋转产生机械能，可以通过输出轴224机械传递至功率部件220并转化为电能。当离开涡轮210时，工作流体218，可能基本上处于第一温度(Tl)并且质量降低，其中一部分可能被冷凝，可以通过能量回收和流体输送导管226沿着其流动路径232流体连通，并被引导进入和穿过冷凝器212，通过除热冷凝为液体，随后至最下游泵214并被加压。之后，可以继续沿着内燃能量系统回路216流体地引导工作流体218，以进行如上所述的热能交换、冷却、能量产生、除热以及加压的另一循环。
[0049]能量回收和冷却系统控制器62可以可选地接收电子监测读数或发送的信号中的一个或多个或其组合，包括但不限于一个或多个高或增大的温度读数或信号，其来自任一个或多个或组合的电能系统部件36的任一个或多个或任意组合的温度传感器64c、64d、64e和/或64f,包括但不限于电池50、电子模块48、发电机52和/或电动机46,和/或一个或多个低或降低的温度读数或信号，其来自任一个或多个内燃能量系统部件24的如64a和/或64b等的温度传感器64，包括但不限于发动机组30和/或排气歧管34。此外，或可选地，能量回收和冷却系统控制器62可以从或响应于主控制器60的监测和/或控制混合动力总成14的信号，接收一个或多个电子监测读数或发送的信号，其指示任一个或多个前述电能系统部件36的启动和/或操作或驱动强度增加，和/或任一个或多个前述内燃能量系统部件24的去启动或操作或驱动强度减小。响应于这些信号的任一个或多个或组合,能量回收和冷却回路216可以由能量回收和冷却系统控制器62驱动以将工作流体218的路径切换到电能系统回路252，以便流体地传送并引导工作流体218以从前述电能系统部件36交换热能、除热、冷却并产生能量。
[0050]具体地,响应于如上面所讨论的信号的任一个或多个或其组合,能量回收和冷却系统控制器62可以电子地发送电能系统回路启动信号给第一阀门254和第二阀门256。作为响应，第一阀门254可以被驱动，以引导可处于第一温度(Tl)并冷凝为液态的工作流体218从能量回收和流体输送导管226的下游端236进入电能系统导管230的上游端246，并沿着电能系统流动路径244流动。随着工作流体218流体连通流经电能系统导管230，工作流体218可以被引导以顺序地并依次地与第一、第二、第三、和第四电能系统部件38、40、42、44(每个可以为电池50、电子模块48,发电机52或电动机46中任一个)交换热量、冷却、并从其获得热能，以便工作流体218可以连续地获得热能，并可以被加热至升高的、更高的第二温度(T2)成为蒸汽。与如上所述的第一阀门254 —致，响应于从能量回收和冷却系统控制器62电子发送的电能系统回路启动信号，第二阀门256可以被驱动以引导工作流体218从电能系统导管230的下游端248流入能量回收和流体输送导管226的上游端234。
[0051]工作流体218，可以被加热至第二温度(T2)并处于气相，然后可以被流体地引导从能量回收和流体输送导管226的上游端234进入涡轮210，其中气相工作流体218通过涡轮210的膨胀可以产生机械能，其可以被机械传递至功率部件220并转化成电能。当离开涡轮时，工作流体218，可能基本上处于第一温度(Tl)并且质量减小，其中一部分被冷凝，可以被输送至冷凝器212并冷凝为液体。之后，工作流体218可以通过泵214来加压，并可以沿着电能系统回路252继续被流体地引导，用于进行如上所述的热能交换、冷却、能量产生、除热以及加压的另一循环。
[0052]图3示出能量回收和冷却系统200以及图2所示的其能量回收和冷却回路216的替代实施例或变体。具体地，图3所示的替代实施例针对图2所示和上面所讨论的能量回收和冷却系统200，其中其内燃能量系统回路250和电能系统回路252还配置为可控制地、选择性地和/或顺序地引导工作流体218的流动，以分别从每个或任一个或多个和/或任意组合和顺序的各个内燃能量系统部件24和各个电能系统部件36交换热能、除热、冷却、并产生能量。
[0053]如图3示出的示例性实施例所示，内燃能量系统导管228可以包括多个内燃能量系统部件导管258，每个流体连通地连接于在内燃能量系统导管226的上游端240和下游端242之间的内燃能量系统流动路径238，并被设置以延伸邻近、沿着和/或通过或以其它方式与可产生热量和/或需要冷却的每个单独的内燃能量系统部件24热接近并连通。具体地，内燃能量系统部件导管258可以包括第一内燃能量系统部件导管260和第二燃烧能量系统部件导管262。第一内燃能量系统部件导管260可以流体地引导工作流体218沿着第一内燃能量系统部件流动路径264，以便通过其中流体连通的工作流体218，可以与第一内燃能量系统部件26交换热能，在一个实施例中，可以通过热交换器66a。类似地，第二内燃能量系统部件导管262可以沿着第二内燃能量系统部件流动路径266流体连通工作流体218，以便工作流体218可以与第二内燃能量系统部件28交换热能，在一个实施例中，可以通过热交换器66b。
[0054]在图3所示的本示例性实施例中，每个内燃能量系统部件导管258可以流体地和可操作地连接于内燃能量系统阀组件268，其可以流体连通可操作地连接于内燃能量系统导管228，并集成到其流动路径238，以便内燃能量系统导管228的上游端240与下游端242之间流体连通的工作流体218可以被流体地引导流经内燃能量系统阀组件268。具体地，在一个实施例中，内燃能量系统阀组件268可以包括一个或多个或许多流量控制阀和/或其它流量控制元件(未示出)，其可被驱动以可控制地、选择性地和/或顺序地引导流体地引导通过其中的工作流体218流经每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的第一内燃能量系统部件导管260和/或第二内燃能量系统部件导管262，以从任一个或多个和/或任意组合和顺序的第一和/或第二内燃能量系统部件26、28交换热能、除热、冷却并产生能量，以便工作流体218可以获得热能。另外，在一个实施例中，响应于来自能量回收和冷却系统控制器62的一个或多个信号，内燃能量系统阀组件268 (和/或一个或多个前述其所包括的流量控制元件)可以被电驱动并电气地和可控制地连接于能量回收和冷却系统控制器62，以便内燃能量系统阀组件268可被驱动以可控制地、选择性地和/或顺序地引导如上所述的工作流体218的流动。
[0055]电能系统导管230可以包括多个电能系统部件导管270，每个流体连通地连接于电能系统导管230的上游端246与下游端248之间的电能系统流动路径244，并被设置以延伸邻近、沿着和/或通过或以其它方式与可产生热量和/或需要冷却的每个单独的电能系统部件36热接近并连通。具体地，电能系统部件导管270可以包括第一电能系统部件导管272、第二电能系统部件导管274、第三电能系统部件导管276以及第四电能系统部件导管278。第一电能系统部件导管272可以与第一电能系统部件38相关联，并被设置为与第一电能系统部件38热接近并连通，并可以流体地弓I导工作流体218沿着第一电能系统部件流动路径280，以便通过其中流体连通的工作流体218可以与第一电能系统部件38交换热能，在一个实施例中，可以经由热交换器66c。类似地，如图3所示、第二、第三、和第四电能系统部件导管274、276、278中的每一个，可以分别流体地引导工作流体218沿着第二、第三、和第四电能系统部件流动路径282、284、286，以便通过其中流体连通的工作流体218可以分别与第二、第三、和第四电能系统部件40、42、44交换热能，在一个实施例中，可以分别通过热交换器66d、66e、66f。
[0056]在如图3所示的本示例性实施例中，每个电能系统部件导管270可以流体地和可操作地连接于电能系统阀组件288，其可以流体连通地可操作连接于电能系统导管230，并集成到其流动路径244上，以便在电能系统导管230的上游端246与下游端248之间流体连通的工作流体218可以被流体地引导流经电能系统阀组件288。具体地，在一个实施例中，电能系统阀组件288可以包括一个或多个或许多流量控制阀和/或其它流量控制元件(未示出)，其可被驱动以可控制地、选择性地和/或顺序地引导被流体地引导通过其中的工作流体218流经每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的第一、第二、第三和/或第四电能系统部件导管272、274、276、278，以从每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的第一、第二、第三和/或第四单独的电能系统部件38、40、42、44，交换热能、除热、冷却以及产生能量，以便工作流体218可以获得热能。另外，在一个实施例中，响应于来自能量回收和冷却系统控制器62的一个或多个信号，电能系统阀组件288 (和/或一个或多个前述其所包括的流量控制元件)可以被电驱动并电气地和可控制地连接于能量回收和冷却系统控制器62，以便电能系统阀组件288被驱动以可控制地、选择性地和/或顺序地引导如上所述的工作流体218的流动。
[0057]如这里所述，除了生成内燃能量系统回路启动信号或电能系统回路启动信号来在内燃能量系统回路250与电能系统回路252之间切换工作流体218的路径之外，能量回收和冷却系统200也可以部分地配置为响应于任一个或多个内燃能量系统部件24和电能系统部件36的操作温度、热量产生、和/或冷却需求，可控制地、选择性地和/或顺序地引导工作流体218的流动以从任一个或多个和/或任意组合和顺序的各个内燃能量系统部件24或各个电能系统部件36交换热能、除热、冷却、并产生能量。具体地，能量回收和冷却系统控制器62可以从内燃能量系统部件24的温度传感器64和电能系统部件36的那些温度传感器和/或从或响应于主控制器60的监测和/或控制混合动力总成16的信号，接收一个或多个读数或信号，其中除了另一内燃能量系统部件24的操作信号的温度/驱动/强度之夕卜，第一内燃能量系统部件26或第二内燃能量系统部件28中的一个是具有最高温度和/或操作或驱动的强度增加最多和/或最高的内燃能量系统部件24。
[0058]作为响应，能量回收和冷却系统控制器62可以发送一个或多个内燃能量系统阀组件驱动信号给内燃能量系统阀组件268，可以包括一个或多个内燃能量系统导管流动路径控制信号，以引导工作流体218顺序地并依次地流经最低温度和/或操作/驱动强度的内燃能量系统部件24的内燃能量系统部件导管258，作为内燃能量系统导管228的上游端240与下游端242之间的最上游的内燃能量系统部件流动路径(例如264或266)。另外，在一个实施例中，响应于一个或多个内燃能量系统阀组件驱动信号，其可以包括来自能量回收和冷却系统控制器62的一个或多个内燃能量系统导管流动路径控制信号，内燃能量系统阀组件268可以被驱动以引导工作流体218流经最高温度和/或操作/驱动强度的内燃能量系统部件24的内燃能量系统部件导管258，作为内燃能量系统导管228的上游端240与下游端242之间的最下游内燃能量系统部件流动路径(如266或264)。
[0059]此外，在一个示例中，能量回收和冷却系统控制器62可以从相关联的温度传感器64或主控制器60接收一个或多个读数或信号，即另一第一内燃能量系统部件26或第二内燃能量系统部件28未启动或温度读数或者信号显示没有热能或活动。作为响应,能量回收和冷却系统控制器62可以将一个或多个内燃能量系统阀组件驱动信号，可以包括一个或多个内燃能量系统导管流动路径控制信号，发送给内燃能量系统阀组件268，以驱动内燃能量系统阀组件268，以改变或阻止内燃能量系统导管228的上游端240与下游端242之间的工作流体被引导流经任何这样的内燃能量系统部件24的内燃能量系统部件导管258，该内燃能量系统部件24可以未启动或温度读数或者信号显示没有热能或活动。在又一实施例中，如上所述，能量回收和冷却系统控制器62可以发送一个或多个前述启动和流动路径控制信号给内燃能量系统阀组件268，以便当改变或阻止工作流体218流经任一个或多个未启动和/或较低或低温内燃能量系统部件24的内燃能量系统部件导管258时，工作流体218 (经由相关联的内燃能量系统部件导管258)直接被传送到任一个或多个具有快速冷却需求和/或高于预定阈值的操作温度的内燃能量系统部件24。
[0060]能量回收和冷却系统控制器62可以可选择地或者另外地，从如上所述的温度传感器64和/或主控制器60接收一个或多个读数或信号，即第一、第二、第三和/或第四电能系统部件38、40、42、44中的每一个的温度和/或启动和/或操作或驱动强度，可以包括一个或多个信号或读数，即前述电能系统部件36之一具有最高温度和/或操作或驱动的增加最多和/或最高强度。作为响应，能量回收和冷却系统控制器62可以将一个或多个电能系统阀组件驱动信号，可以包括一个或多个电能系统导管流动路径控制信号，发送给电能系统阀组件288，以便按照对应于每个电能系统部件36的温度和/或启动和/或操作或驱动强度从低到高的顺序，电能系统阀组件288引导工作流体218通过每个电能系统部件36的每一个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的电能系统部件导管270，最低温度和/或启动和/或操作强度的电能系统部件36的电能系统部件导管270作为最上游的电能系统部件流动路径(280、282、284、286中任一个)，并且最高温度和/或启动和/或操作强度的电能系统部件36的电能系统部件导管270作为电能系统导管230的上游端246与下游端248之间的最下游的电能系统部件流动路径(280、282、284、286中任一个)。
[0061]此外，在一个实施例中，能量回收和冷却系统控制器62可以接收一个或多个读数或信号，即一个或多个电能系统部件36可以是未运行的或可以具有指示没有热能或启动的温度读数或信号。作为响应，能量回收和冷却系统控制器62可以发送如上所述的一个或多个信号，可以包括一个或多个电能系统导管流动路径控制信号，以驱动电能系统阀组件288，改变或阻止电能系统导管230的上游端246与下游端248之间的工作流体218被引导流过任何这样的电能系统部件36的任何相关联的电能系统部件导管270，进行转向或阻止，该电能系统部件36可以未启动或温度读数或者信号显示没有热能或活动。在又一实施例中，如上所述，能量回收和冷却系统控制器62可以将一个或多个前述启动和流动路径控制信号发送给内燃能量系统阀组件268，以便当改变或阻止工作流体218流经任一个或多个未运行的和/或较低的或低温电能系统部件36的相关联的电能系统部件导管270时，工作流体218 (通过相关联的电能系统部件导管270)被直接传送到任一个或多个电能系统部件36，其具有快速冷却需求和/或高于预定阈值的操作温度。
[0062]图4示出本公开的能量回收和冷却系统10的另一实施例，作为图1所示的混合动力机器12的混合动力总成14的能量回收和冷却系统实现和使用。具体地，图4的能量回收和冷却系统300示出用于图1所示的混合动力机器12的混合动力总成14的能量回收和冷却系统10的另一实施例。如图4所示，能量回收和冷却系统300可以包括能量回收和冷却回路302，其可以包括内燃能量系统回路304以及电能系统回路306，均可以是流体独立的单独的闭环回路，并且每个可以包括并配置为引导各自的工作流体沿着并通过各自的导管和流体输送路径。具体地，内燃能量系统回路304可以包括第一涡轮308、第一冷凝器310和第一泵312，每个流体连通地可操作连接并且流体集成到内燃能量系统回路304，以与其中包含的第一工作流体314可操作地相互作用。内燃能量系统回路304还可以包括内燃能量系统导管316，其可以流体地引导第一工作流体314沿着并通过整个内燃能量系统流动路径318。
[0063]如图4的示例性实施例所示，内燃能量系统导管316和内燃能量系统流动路径318可以流体连接以引导第一工作流体314顺序地并依次地通过第一涡轮308，其可以通过内燃能量系统导管316流体连接并设置在各个内燃能量系统部件24的下游，通过第一冷凝器310，其可以通过内燃能量系统导管316流体连接并设置在第一涡轮308的下游，并且通过第一泵312，其可以通过内燃能量系统导管316流体连接并设置在第一冷凝器310的下游。内燃能量系统导管316也可以流体连接和/或被设置，以引导第一工作流体314邻近、沿着和/或通过或以其他方式与可产生热量和/或需要冷却的每个单独的内燃机能量系统部件24热接近并连通。具体地，可以沿着第一泵312的下游和第二内燃能量系统部件28的上游的内燃能量导管316及其流动路径318 (在一个示例中，及其热交换器66b)，设置第一内燃能量系统部件26 (在一个示例中，及其热交换器66a)，第二内燃能量系统部件28设置在第一涡轮308的上游。如前述实施例的可适用部分所述并与其一致，基于这里所述的包括但不限于混合动力总成14体系和/或其操作模式的因素/由其所限定的，最下游或第二内燃能量系统部件28可以是任何内燃能量系统部件24，其可以具有等于或高于上游或第一内燃能量系统部件26的操作温度的正常操作温度，以便随着第一工作流体314沿着并通过内燃能量系统导管316及其流动路径318，并与每个单独的内燃能量系统部件24交换热能，第一工作流体314可以连续地获得热能。
[0064]电能系统回路306可以包括第二涡轮320、第二冷凝器322和第二泵324，每个流体连通地可操作连接并流体集成到电能系统回路306中，以与包含在其中的第二工作流体326可操作地相互作用。电能系统回路306还可以包括电能系统导管328，其可以流体地引导第二工作流体326沿着并通过电能系统流动路径330。
[0065]如图4的示例性实施例所示，电能系统导管328和电能系统流动路径330可以流体连接以引导第二工作流体326顺序地并依次地通过第二涡轮320，其(可以通过电能系统导管328)可以流体连通地连接于并设置在各个电能系统部件36的下游，通过第二冷凝器322，其可以流体连通地流体连接并设置第二涡轮320的下游，并通过第二泵324，其可以是流体连接以流体连通于并设置于第二冷凝器322的下游以及各个电能系统部件36的上游。电能系统导管328也可以流体连接和/或被设置，以引导第二工作流体326邻近、沿着和/或通过或以其他方式与可产生热量和/或需要冷却的每个单独的电能系统部件36热接近并连通。在一个实施例中，可以沿着第二、第三、第四电能系统部件40、42、44 (在一个示例中，及其热交换器66d、66e、66f)上游的电能系统导管328及其流动路径330，分别设置第一、第二、和第三电能系统部件38、40、42，(在一个不例中，分别及其热交换器66c、66d、66e)。如前述实施例的可适用部分所述并与其一致，基于如这里所述的包括任一个或多个混合动力总成体系和/或其操作模式的因素/由其所限定的，每个下游电能系统部件36，如第二、第三、和第四电能系统部件40、42、44，可以是任何电能系统部件，其可以具有等于或高于任何和/或每个上游电能系统部件36的操作温度的正常操作温度，例如，各自的上游第一、第二和第三电能系统部件38、40、42，以便随着第二工作流体326沿着并通过电能系统导管328及其流动路径330，并与每个电能系统部件36交换热能，第二工作流体326可以连续地获得热能。
[0066]图4所示的本实施例的能量回收和冷却回路302的流体分离的闭环内燃能量系统回路304以及流体分离的闭环电能系统回路306，可以选择性地被启动，在一个实施例中可以通过能量回收和冷却系统控制器62，以分别传送和引导第一工作流体314或第二工作流体326，以便分别通过第一涡轮308和第二涡轮320的旋转，从内燃能量系统部件24或电能系统部件36交换热能、除热、冷却、并产生机械能。从各自通过其中的第一工作流体314和第二工作流体226的膨胀(与前述实施例一致)，通过第一涡轮308的旋转所产生的机械能，并通过第二涡轮320的旋转产生的机械能，可以机械传递给公共功率部件332，其可配置为通过公共涡轮输出轴334将旋转机械能转化为电能。
[0067]具体地，如图4所示，内燃能量系统回路304的第一涡轮308可以包括第一涡轮输出轴336，类似地，电能系统回路306的第二涡轮320可以包括第二涡轮输出轴338。第一涡轮输出轴336可以选择性地耦合和接合以及脱离通过其间的第一涡轮输出轴离合器340将旋转机械能传递给公共涡轮输出轴334。类似地，第二涡轮输出轴338可以选择性地耦合和接合以及脱离通过其间的第二涡轮输出轴离合器344将旋转机械能传递至公共涡轮输出轴334。在一个实施例中，第一涡轮输出轴离合器340和第二涡轮输出轴离合器344中的每个可以被电驱动并电气地和可控制地连接于能量回收和冷却系统控制器62以响应于来自能量回收和冷却系统控制器62的一个或多个信号，选择性地接合和脱离连接以及分别将机械能从第一涡轮输出轴336和第二涡轮输出轴338传递至公共涡轮输出轴334，以及分别将旋转机械能传递至公共涡轮输出轴334。此外，第一泵312和第二泵324中的每个可以被电驱动，并且在一个示例中，还可以是电控变量泵，其中第一和第二泵312、324中的每个可以电气地和可控制地连接于能量回收和冷却系统控制器62，以响应于能量回收和冷却系统控制器62的一个或多个信号，被启动以推动第一或第二工作流体314、326分别通过内燃能量系统回路304或电能系统回路306。
[0068]利用该可操作结构，能量回收和冷却系统控制器62可以部分配置为，响应于任一个或多个内燃能量系统部件24和/或电能系统部件36的操作温度、热量产生、和/或冷却需求中的任一个或多个、以及混合动力总成14的内燃能量系统16、电能系统18、和/或其它部件的启动、控制和/或操作中的任一个或多个，选择性地启动内燃能量系统回路304或电能系统回路306。具体地，以与前述可适用实施例基本一致的方式，能量回收和冷却系统控制器62可以从相关联的温度传感器64或主控制器60接收一个或多个读数或信号，即内燃能量系统16中的一个及其一个或多个内燃能量系统部件24，或者可选地，电能系统18及其一个或多个电能系统部件36，可以具有或者包括最高温度和/或启动和/或操作或驱动强度中的任一个或多个。与前述可适用的实施例基本一致，作为响应，能量回收和冷却系统控制器62可以电子发送一个或多个内燃能量系统回路启动信号，或可选地，一个或多个电能系统回路启动信号，分别给内燃能量系统回路304的第一泵312和第一涡轮输出轴离合器340，或者电能系统回路306的第二泵324和第二涡轮输出轴离合器344，以分别从内燃能量系统部件24或电能系统部件36交换热能、除热、冷却、以及产生能量。
[0069]图5示出能量回收和冷却系统300以及其图4所示的其能量回收和冷却回路302的替换实施例或变体。具体地，如图5示出的示例性实施例所示,能量回收和冷却回路302的每个内燃能量系统回路304以及电能系统回路306可以包括再热回路。
[0070]在图5所示的本示例性实施例中，内燃能量系统回路304还可以包括内燃能量系统再热回路346，以及所包含的内燃能量系统再热导管348。另外，在本实施例中，图4所示的第一涡轮308可以替换为第一涡轮组件350，其可以包括两个涡轮，高压涡轮352和低压涡轮354，其可以流体连通地可操作连接并流体集成到内燃能量系统回路304和内燃能量系统再热回路346，并且还可以串联设置并且共同连接于第一涡轮组件输出轴356。以与图4基本一致的方式，第一涡轮组件输出轴356可以选择性地耦合、接合和脱离通过它们之间的第一涡轮输出轴离合器340将旋转机械能传递给公共涡轮输出轴334 (和公共功率部件332)。
[0071]内燃能量系统导管316可以流体连接以顺序地并依次地引导第一工作流体314通过第一冷凝器310、第一泵312，并邻近、沿着和/或通过或以其它方式，可以通过相关联的热交换器66，与内燃能量系统部件26热接近并连通。具体地，内燃能量系统导管316可以流体连接以引导第一工作流体314沿着内燃能量系统流动路径318顺序地和依次地，分别可以经由相关联的热交换器66a和66b，与第一内燃能量系统部件26随后与第二内燃能量系统部件28交换热能，以便可以经过第一泵312处于高压的第一工作流体314，可以连续地获得热能，并且可以从第一温度(Tl)被加热至升高的、更高的第二温度(T2)成为蒸汽(Τ2ΧΓ1)。从最下游的内燃能量系统部件24，其可以是第二内燃能量系统部件28，并根据如这里所述的多种因素，可以是任何内燃能量系统部件24，其具有等于或高于上游第一内燃能量系统部件26操作温度的正常操作温度，内燃能量系统导管316可以被连接以引导如上所述可以处于高温(T2)和高压的第一工作流体314，通过高压涡轮组件350的第一涡轮352(经过其合成旋转，通过其中的第一工作流体314膨胀，可以产生机械能)，并且进入内燃能量系统再热回路346及其再热导管348。
[0072]在一个实施例中，内燃能量系统再热导管348可以流体连接以接收并引导第一工作流体324从高压涡轮352的出口或下游端沿着第二或内燃能量系统再热流动路径358，其可以延伸邻近、沿着和/或通过或以其他方式，可以经由相关联的热交换器66，与最下游(可以是第二 28 )内燃能量系统部件24热接近并连通，最后可以弓I导第一工作流体314通过第一涡轮组件350的低压涡轮354 (其中经过其合成旋转，通过其中的第一工作流体314膨胀，可以产生机械能)并进入内燃能量系统导管316。具体地，内燃能量系统再热导管348可以引导第一工作流体314，其可以通过高压涡轮352的高压膨胀处于减压和第一温度(Tl)与较高的第二温度(T2)之间的中间温度(Ti) (T2>Ti>Tl)下，通过内燃能量系统再热流动路径358与最下游(可以是第二 28)内燃能量系统部件24热接近并连通，以便处于较低压力下的第一工作流体314交换热能或可以从中间温度(Ti)被“再加热”至升高的、更高的第二温度(T2)并处于气相(T2>Ti)。从最下游(可以是第二 28)内燃能量系统部件24、内燃能量系统再热导管348可以被连接以引导“再热的”第一工作流体314，如上所述其可以基本上处于较高的温度(T2)和较低的压力，通过低压涡轮354并进入内燃能量系统导管316。此后，内燃能量系统导管316可以流体地引导到第一工作流体314至第一冷凝器310、第一泵312，并沿着内燃能量系统回路304用于如上所述的另一循环。
[0073]另外，在本实施例中，电能系统回路306可以包括电能系统再热回路360，以及所包含的电能系统再热导管361。另外，在本实施例中，图4所示的第二涡轮320可以替换为第二涡轮组件362，其可以包括两个涡轮，高压涡轮364和低压涡轮366，其可以流体连通地可操作连接并流体集成到电能系统回路306和电能系统再热回路360，还可以串联设置并且共同连接于第二涡轮组件输出轴368。以图4基本一致的方式，第二涡轮组件输出轴368可以选择性地耦合和接合和脱离通过它们之间的第二涡轮输出轴离合器344将旋转机械能传递至公共涡轮输出轴334 (以及至公共功率部件332)。
[0074]电能系统导管328可以流体连接以顺序地并依次地引导第二工作流体326通过第二冷凝器322、第二泵324，并邻近、沿着和/或通过或以其他方式，可以经由相关联的热交换器66c-66f，与电能系统部件36热接近并连通。具体地，电能系统导管328可以流体连接以引导第二工作流体326沿着电能系统流动路径338顺序地并依次地与电能系统部件36交换热能，以便第二工作流体326可以连续地获得热能，并且可以处于高压下，以及从第一温度(Tl)被加热到升高的、更高的第二温度(T2)成为蒸汽(Τ2ΧΓ1)。从最下游的电能系统部件36，在一个实施例中可以是第四电燃烧能量系统部件44，如上所述，可以是任何电能系统部件，包括但不限于电池50、电子模块48、发电机52或电动机46，其可以具有等于或高于各个上游第一、第二和/或第三电能系统部件38、40、42中每一个的操作温度的正常操作温度，电能系统导管328可以被连接以引导如上所述可以处于高温(T2)和高压下的第二工作流体326，通过第二涡轮部件362的高压涡轮364 (其中经过其合成旋转，第二工作流体326膨胀，可以产生机械能)并进入电能系统再热回路360和电能系统再热导管361。
[0075]在一个实施例中，电能系统再热导管361可以流体连接以从第二涡轮组件362的高压涡轮364的出口或下游端接收并引导第二工作流体326沿着第二或电能系统再热流动路径370，其延伸邻近、沿着和/或通过或以其他方式(可以经过相关联的温热交换器66)与可以是第四电能系统部件44的最下游、最高温度的电能系统部件363热接近并连通，通过第二涡轮组件362的低压涡轮366 (其中经过其合成旋转，通过其中的第一工作流体326膨胀，可以产生机械能)并进入电能系统导管328。具体地，电能系统再热导管361可以引导第二工作流体326，其可以通过高压涡轮364的高压膨胀处于减压以及第一温度(Tl)与较高的第二温度(T2)之间的中间温度(Ti) (T2>Ti>Tl)，通过电能系统再热流动路径370并与最下游、最高温度的电能系统部件36热接近并连通，以便处于较低的压力下的第二工作流体326交换热能或可以从中间温度(Ti)被“再加热”至升高的、更高的第二温度(T2)并处于气相(T2>Ti)。从最下游的电能系统部件36，电能系统再热导管361可以被连接以引导第二工作流体326，如上所述其可以基本上处于较高的温度(T2)和较低的压力下，通过低压涡轮366并进入电能系统导管328。此后，电能系统导管可以流体地引导第二工作流体326至第二冷凝器322、第二泵324，沿着并穿过整个电能系统回路306，用于如上所述的另一循环。
[0076]图6示出图5所示的能量回收和冷却系统300及其能量回收和冷却回路302的替换实施例或变体。如图6示出的示例性实施例所示,在一个实施例中，内燃能量系统回路304、及其中所包括的内燃能量系统再热回路346，可以包括多个内燃能量系统部件导管372，每个流体连通地连接在其中，以便被流体地引导流经内燃能量系统流动路径318和内燃能量系统再热流动路径358的第一工作流体314可以可控制地、选择性地和/或顺序地被引导以从每个、任一个或多个或任意组合和顺序的内燃能量系统部件24交换热能、除热、冷却、和产生能量。具体地，内燃能量系统部件导管可以包括第一内燃能量系统部件导管374和第二燃烧能量系统部件导管376。第一内燃能量系统部件导管374可以流体地引导第一工作流体314沿着第一内燃能量系统部件流动路径378，以便通过其中流体连通的第一工作流体314可以与第一内燃能量系统部件26交换热能，在一个实施例中，可以通过热交换器66a。类似地，第二内燃能量系统部件导管376可以沿着第二内燃能量系统部件流动路径380流体连通第一工作流体314，以便第一工作流体314可以与第二内燃能量系统部件28交换热能，在一个实施例中，可以通过热交换器66b。
[0077]在图6所示的本示例性实施例中，每个内燃能量系统部件导管372可以流体地和可操作地连接于内燃能量系统阀组件382。如图6进一步所示，内燃能量系统阀组件382可以流体连通地可操作连接于内燃能量系统导管316，以便沿着第一泵312与第一涡轮组件350的高压涡轮352之间的内燃能量系统流动路径318流体连通的第一工作流体314，可以被流体地引导流经内燃能量系统阀组件382。内燃能量系统阀组件382还可以流体连通地可操作连接于内燃能量系统再热导管348，以便沿着第一涡轮组件350的高压涡轮352与第一涡轮组件350的低压涡轮354之间的内燃能量系统再热流动路径358流体连通的第一工作流体314，还可以被流体地引导流经内燃能量系统阀组件382。
[0078]内燃能量系统阀组件382可以包括一个或多个或许多流量控制阀和/或其它流量控制元件(未示出)、或任何其它可操作结构，以便内燃能量系统阀组件382可以被流体地和可操作地连接并被驱动以可控制地、选择性地和/或顺序地引导通过第一泵312与第一涡轮组件350的高压涡轮352之间的内燃能量系统导管316流体连通的第一工作流体314，通过每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的第一内燃能量系统部件导管374和/或第二燃烧能量系统部件导管376，以从每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的第一内燃能量系统部件26和/或第二内燃能量系统部件28交换热能、除热、冷却、和产生能量，以便第一工作流体314可以获得热能。以基本一致的方式，内燃能量系统阀组件382可以被流体地和可操作地连接并被驱动以可控制地、选择性地和/或顺序地引导通过第一涡轮组件350的高压涡轮352与低压涡轮354之间的内燃能量系统再热导管348及流动路径358流体连通的第一工作流体314，通过任一个或多个和/或任意组合和顺序的内燃能量系统部件导管372以与前述内容一致，从任一个或多个和/或任意组合和顺序的内燃能量系统部件24交换热能、除热、冷却、并产生能量，以便第一工作流体314可以获得热能。在一个实施例中，内燃能量系统阀组件382 (和/或一个或多个其前述包括的流量控制元件)可以被电驱动并且电气地和可控制地连接于能量回收和冷却系统控制器62，以便响应于来自能量回收和冷却系统控制器62的一个或多个的信号，内燃能量系统阀组件382可以被驱动以可控制地、选择性地和/或顺序地引导如上所述的第一工作流体314的流动。
[0079]如图6示出的示例性实施例进一步所示，在一个实施例中，电能系统回路306和包括在其中的电能系统再热回路360，可以包括多个电气能量系统部件导管384，每个流体连通地连接在其中，以便通过电能系统流动路径330以及电能系统再热流动路径370的第二工作流体326可以可控制地、选择性地和/或顺序地从任一个或多个和/或任意组合和顺序的电能系统部件36交换热能、除热、冷却、并产生能量。具体地，电能系统部件导管384可以包括第一电能系统部件导管385、第二电能系统部件导管386，第三电能系统部件导管387、以及第四电能系统部件导管388。第一电能系统部件导管385可以关联于被设置与第一电能系统部件38热接近并连通，并可以流体地弓I导第二工作流体326沿着第一电能系统部件流动路径390，以便通过其中流体连通的第二工作流体326可以与第一电能系统部件38交换热能，在一个实施例中，可以通过热交换器66c。类似地，如图3所示，第二、第三、和第四电能系统部件导管386、387、388中的每一个可以分别流体地引导第二工作流体326沿着第二、第三、和第四电能系统部件流动路径391、392、393，以便其中流体连通的第二工作流体326可以分别与第二、第三、和第四电能系统部件40、42、44交换热能，在一个实施例中，可以分别通过与其关联的热交换器66d、66e、66f。
[0080]在图6所示的本示例性实施例中，每个第一、第二、第三、和第四电能系统部件导管385、386、387、388可以流体地和可操作地连接于电能系统阀组件394。如图6进一步所示，电能系统阀组件394可以流体连通地可操作连接于电能系统导管328，以便沿着第二泵324与第二涡轮部件362的高压涡轮364之间的电能系统流动路径330流体连通的第二工作流体326，可以被流体地引导流经电能系统阀组件394。电能系统阀组件394还可以流体连通地可操作连接于电能系统再热导管361，以便沿着第二涡轮组件362的高压涡轮364与低压涡轮366之间的电能系统再热流动路径370流体连通的第二工作流体326，还可以被流体地引导流经电能系统阀组件394。
[0081]电能系统阀组件394可以包括一个或多个或许多流量控制阀和/或其它流量控制元件(未示出)、或任何其它可操作结构，以便电能系统阀组件394可以流体地和可操作地连接并被驱动以可控制地、选择性地和/或顺序地引导通过第二泵324与第二涡轮组件362的高压涡轮364之间的电能系统导管328流体连通的第二工作流体326，通过每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的第一、第二、第三和/或第四电能系统部件导管385、386、387,388,以从每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的第一、第二、第三和/或第四电能系统部件38、40、42、44中交换热能、除热、冷却、并产生能量，以便第二工作流体326可以获得热能。以基本一致的方式，电能系统阀组件394可以流体地和可操作地连接并被驱动以可控制地、选择性地和/或顺序地引导通过第二涡轮组件362的高压涡轮364与低压涡轮366之间的电能系统再热导管361流体连通的第二工作流体326，通过每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的电能系统部件导管384，以从每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的电能系统部件36交换热能、除热、冷却、并产生能量，以便第一工作流体314可以获得热能。在一个实施例中，电能系统阀组件394(和/或一个或多个其前述包括的流量控制元件)可以被电驱动，并电气地和可控制地连接于能量回收和冷却系统控制器62，以便响应于来自能量回收和冷却系统控制器62的一个或多个信号，电能系统阀组件394可被驱动以可控制地、选择性地和/或顺序地引导如上所述的第二工作流体326的流动。
[0082]如这里所述，除了电子发送一个或多个内燃能量系统回路启动信号来启动内燃能量系统回路304之外，以与前述可适用实施例基本一致的方式，能量回收和冷却系统控制器62可以从如这里所述的温度传感器64和/或主控制器60接收一个或多个读数或信号，即每个第一、第二、第三和/或第四电能系统部件38、40、42、44，以及第一和/或第二内燃能量系统部件26、28的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度。作为响应，能量回收和冷却系统控制器62可以将一个或多个内燃能量系统阀组件驱动信号，可以包括一个或多个内燃能量系统导管流动路径控制信号，在一个实施例中，还可以包括一个或多个内燃能量系统再热导管流动路径控制信号，发送给内燃能量系统阀组件382。以与任一前述实施例一致的方式，响应于一个或多个内燃能量系统导管流动路径控制信号和一个或多个内燃能量系统再热导管流动路径控制信号，内燃能量系统阀组件382可以被驱动，以基于每个内燃能量系统部件24的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度(或未启动)，分别引导通过第一泵312与第一涡轮组件350的高压涡轮352之间的内燃能量系统导管316流体连通的第一工作流体314，以及通过高压涡轮352与低压涡轮354之间的内燃能量系统再热导管348流体连通的第一工作流体314，流经每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的内燃能量系统部件导管372。
[0083]具体地，响应于一个或多个内燃能量系统导管流动路径控制信号和/或内燃能量系统再热导管流动路径控制信号，内燃能量系统阀组件382可以被驱动，以按照对应于任一个或多个内燃能量系统部件24的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度的顺序，引导沿着内燃能量系统流动路径318和/或内燃能量系统再热流动路径358 二者或之一流体连通的第一工作流体314，顺序地和依次地通过每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的内燃烧能量系统部件导管372。此外，能量回收和冷却系统控制器62可以发送一个或多个内燃能量系统导管流动路径控制信号和一个或多个内燃能量系统再热导管流动路径控制信号，以驱动内燃机能量系统阀组件382以引导通过内燃能量系统流动路径318和/或内燃能量系统再热流动路径358 二者或之一流体连通的第一工作流体314，(经过内燃能量系统部件导管372)直接至任一个或多个具有快速冷却需求和/或高于预定阈值的操作温度的内燃能量系统部件24，和/或可以改变或阻止第一工作流体314被引导流经任何这样的内燃能量系统部件24的任何相关联的内燃能量系统部件导管372，这样的内燃能量系统部件24可以是未运行的或者可以具有指示没有热能或启动的温度读数或信号。
[0084]此外，如这里所述，除了电子发送一个或多个电能系统回路启动信号以启动电能系统回路306之外，能量回收和冷却系统控制器62可以将一个或多个电能系统阀组件驱动信号，可以包括一个或多个电能系统导管流动路径控制信号，并在一个实施例中，还可以地将一个或多个电能系统再热导管流动路径控制信号，发送给电能系统阀组件395。以与任一前述实施例一致的方式，响应于一个或多个电能系统导管流动路径控制信号、以及一个或多个电能系统再热导管流动路径控制信号，电能系统阀组件395可被驱动，以基于每个电能系统部件36的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度(或未运行)，引导通过第二泵324与第二涡轮组件362的高压涡轮364之间的电能系统导管328流体连通的第二工作流体326，以及通过高压涡轮364与低压涡轮366之间的电能系统再热导管361流体连通的第二工作流体326，分别经过每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的电能系统部件导管384。
[0085]具体地，响应于一个或多个电能系统导管流动路径控制信号、以及一个或多个电能系统再热导管流动路径控制信号，电能系统阀组件395可以被驱动以按照对应于任一个或多个电能系统部件36的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度的顺序，引导沿着电能系统流动路径330和/或电能系统再热流动路径370两者或其中之一流体连通的第二工作流体326，顺序地和依次地通过每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的电能系统部件导管384。此外，能量回收和冷却系统控制器62可以发送一个或多个电能系统导管流动路径控制信号，以及一个或多个电能系统再热导管流动路径控制信号，以驱动电能系统阀组件395引导通过电能系统流动路径330和/或电能系统再热流动路径370两者或之一流体连通的第二工作流体326，(经过电能系统部件导管384)直接至任一个或多个具有快速冷却需求和/或高于预定阈值的电能系统部件36，和/或可以改变或阻止第二工作流体326被引导流经任何这样的电能系统部件36的任何相关联的电能系统部件导管384，这样的电能系统部件36可以是未运行的或者可以具有指示没有热能或启动的温度读数或信号。
[0086]图7示出本公开的能量回收和冷却系统10的另一实施例。具体地，图7的能量回收和冷却系统400示出用于图1所示的混合动力机器12的混合动力总成14的能量回收和冷却系统10的另一个实施例。图7所示的示例性的能量回收和冷却系统400可以具体化为流体集成的闭环能量回收和冷却回路402，配置为引导工作流体沿着并通过包括在其中的再热回路404。
[0087]如图7所示，能量回收和冷却系统可以包括涡轮组件406、冷凝器408和泵410，每个流体连通地可操作连接并流体集成到能量回收和冷却回路402以与包含在其中的工作流体412可操作地相互作用。涡轮组件406可以包括两个涡轮，高压涡轮414和低压涡轮416，其可以串联设置并且共同连接于涡轮组件输出轴418，其可以可操作地并机械地连接以将旋转机械能传递至功率部件420。能量回收和冷却回路402还可以包括第一或能量回收和流体输送导管422，其可配置为流体地引导能量回收和冷却回路402的工作流体412沿着第一或能量回收和流体输送流动路径424，其可以从能量回收和流体输送导管422的第一或上游端426延伸至第二或下游端428，第一或上游端426被流体连接以从低压涡轮416的出口或下游端接收其中的工作流体412，第二或下游端428被流体连接以引导工作流体412进入高压涡轮414的入口或上游端。
[0088]能量回收和流体输送导管422也可以被流体连接以引导工作流体412顺序地并依次地通过冷凝器408，其在能量回收和流体输送导管422的上游端426的下游流体集成并连接于其中，通过泵410，其在冷凝器408的下游经过能量回收和流体输送导管422流体集成并流体连通地连接，并邻近、沿着和/或通过或以其它方式与可以产生热量和/或需要冷却的内燃能量系统部件24热接近并连通，设置在泵410的下游和能量回收和流体输送导管422的下游端428和高压涡轮414的上游。与前述实施例一致，能量回收和流体输送导管422可以流体连接以引导工作流体412沿能量回收和流体输送流动路径424顺序地并依次地，可以经过相关联的热交换器66a和66b,与第一内燃能量系统部件26,随后与第二内燃能量系统部件28交换热能，以便工作流体412可以连续获得热能，可以处于高压下，并可以从第一温度(Tl)被加热至升高的、更高的第二温度(T2)成为蒸汽(Τ2ΧΓ1)。从最下游、第二内燃能量系统部件26，根据如这里所述的因素其可以是排气歧管34或可以具有等于或高于上游第一内燃能量系统部件26的操作温度的正常操作温度的任何其它内燃能量系统部件24，能量回收和流体输送导管422可以引导工作流体412至能量回收和流体输送流动路径424的下游端428，并进入高压涡轮414。在高压涡轮414内膨胀之后，工作流体412可以被流体地引导入并经过再热回路404。
[0089]再热回路404可以包括第二或再热导管430，其中再热导管430可以配置为流体地引导能量回收和冷却回路402的工作流体412沿着第二或再热流动路径432，其可以从第一或上游端434延伸至第二或下游端436，第一或上游端434流体连接以从高压涡轮414的出口或下游端接收其中的工作流体412，第二或下游端436流体连接以引导工作流体412进入低压涡轮的入口或上游端416。另外再热导管430和再热流动路径432可以流体连接以引导工作流体412顺序地并依次地邻近、沿着和/或通过或以其他方式与电能系统18的每个单独的可以产生热量和/或需要冷却的电能系统部件36热接近并连通，以与其交换热量，其中可以沿着第二、第三、和第四电能系统部件40、42、44，在一个示例中，分别及其热交换器66d、66e、66f，上游的再热流动路径432，设置第一、第二和第三电能系统部件38、40、42(在一个不例中，分别及其热交换器66c、66d、66e)。如前述实施例的可适用部分所述并与其一致，每个下游电能系统部件36，例如第二、第三、和第四电能系统部件40、42、44，分别可以是任何电能系统部件36,包括但不限于电池50、电子模块48、发电机52或电动机46,其可以具有等于或高于任何和/或每个上游电能系统部件36的操作温度的正常操作温度，例如，各个上游的第一、第二和第三电能系统部件38、40、42，基于这里所述的前述因素/由其限定的，可以是任何其它的电能系统部件36，以便随着工作流体412沿着并穿过再热导管430和再热流动路径432，并与每个电能系统部件36交换热能，工作流体412可以连续地获得热能。
[0090]这样，通过这种结构，再热导管430可以引导工作流体412，其可以通过高压涡轮414的高压膨胀，处于减压以及在第一温度(Tl)与较高的第二温度(T2)之间的中间温度(Ti) (T2>Ti>Tl)下，沿着再热流路432顺序地和依次地与正常操作温度最低到最高的电能系统部件36交换热能，以便工作流体412可以连续地获得热能，并可以从中间温度(Ti)被“再加热”至升高的、更高的第二温度(T2)并成为气相(T2>Ti)。从最下游、最高温度的电能系统部件36，再热导管430可以引导工作流体412，如上所述其可以基本上处于较高温度(T2)和较低压力下，至再热流动路径432的下游端436，并进入低压涡轮416。在低压涡轮416内膨胀之后，工作流体412可以被流体地引导进入能量回收和流体输送导管422并通过能量回收和冷却回路402进行如上所述的另一循环。
[0091]图8示出图7所示的能量回收和冷却系统400及其能量回收和冷却回路402的替换实施例或变体。
[0092]如图8示出的示例性实施例所示,能量回收和流体输送导管422可以包括多个内燃能量系统部件导管438，再热导管430可以包括多个与其流体连通连接的电能系统部件导管440，以便通过能量回收和流体输送流动路径424以及再热流动路径432的工作流体412可以可控制地、选择性地和/或顺序地被引导以分别从每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的内燃能量系统部件24和电能系统部件36交换热能、除热、冷却、并产生能量。
[0093]以与图3和图6所示的实施例基本上一致以及如上讨论的方式，内燃能量系统部件导管438可以包括第一内燃能量系统部件导管442和第二内燃能量系统部件导管444，其可以各自流体地引导工作流体412沿着第一和第二内燃能量系统部件流动路径446、448，以便通过其中流体连通的工作流体412，可以分别与第一和第二内燃能量系统部件26、28交换热能，在一个实施例中，可以分别经过相关联的热交换器66a和66b。类似地，电能系统部件导管440可以包括第一、第二、第三、和第四电能系统部件导管450、452、454、456，每个都可以分别流体地引导工作流体412沿着第一、第二、第三、和第四电能系统部件流动路径458、460、462、464，以便通过其中流体连通的第二工作流体412可以分别经过各自相关联的热交换器66c、66d、66e、66f,可以分别与第一、第二、第三、和第四电能系统部件38、40、42、44交换热能。
[0094]以与实施例基本一致的方式，每个内燃能量系统部件导管438可以流体地和可操作地连接于内燃能量系统阀组件468，其可以流体连通地可操作连接于能量回收和流体输送导管422，以便在泵410与高压涡轮414之间流体连通的工作流体412可以被流体地弓I导流经内燃能量系统阀组件468。类似地，每个电能系统部件导管440可以流体地和可操作地连接于电能系统阀组件470，其可以流体连通地可操作连接于再热导管430，以便在高压涡轮414与低压涡轮416之间流体连通的工作流体412可以被流体地引导流经电能系统阀组件470。每个内燃能量系统阀组件468和电能系统阀组件470可以配置为使得通过其中流体连通的工作流体412可以可控制地、选择性地和/或顺序地被引导分别流经每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的内燃能量系统部件导管438与电能系统部件导管440，以分别从每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的内燃能量系统部件24和电能系统部件36交换热能、除热、冷却、并产生能量，以便工作流体412可以获得热能。此外，每个内燃能量系统阀组件468和电能系统阀组件470可以被电驱动，并电气地和可控制地连接于能量回收和冷却系统控制器62，以便如上所述，响应于来自能量回收和冷却系统控制器62的一个或多个信号，各个阀组件可以被驱动以可控制地、选择性地和/或顺序地引导工作流体412。
[0095]以与前述可适用实施例基本一致的方式，能量回收和冷却系统控制器62可以从如这里所述的温度传感器64和/或主控制器60接收一个或多个读数或信号，即各个第一、第二、第三和/或第四电能系统部件38、40、42、44以及第一和/或第二内燃能量系统部件26,28的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度。作为响应，能量回收和冷却系统控制器62可以将一个或多个内燃能量系统阀组件驱动信号，其可以包括一个或多个能量回收和流体输送导管流动路径控制信号，发送给内燃能量系统阀组件468。以与任一前述实施例一致的方式，响应于一个或多个能量回收和液体输送导管流动路径控制信号，内燃能量系统阀组件468可被驱动以基于每个内燃能量系统部件24的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度(或未运行)，引导通过泵410与高压涡轮414之间的能量回收和流体输送导管422流体连通的工作流体412流经每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的内燃能量系统部件导管438。
[0096]具体地，除了按照对应于任一个或多个内燃能量系统部件24的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度的顺序，顺序地和依次地引导工作流体412通过任一个或多个或任意组合的内燃能量系统部件导管438之外，响应于一个或多个内燃能量系统阀组件驱动信号，其可以包括一个或多个能量回收和流体输送导管流路控制信号，内燃能量系统阀组件468可被驱动以引导通过泵410与高压涡轮414之间的能量回收和流体输送导管422流体连通的工作流体412，(经过内燃能量系统部件导管438)直接流至任一个或多个具有快速冷却需求和/或高于预定阈值的操作温度的内燃能量系统部件24，和/或可以改变或阻止工作流体412被引导流经任何这样的内燃能量系统部件24的相关联的任何内燃能量系统部件的导管438，任何这样的内燃能量系统部件24可以是未运行的或者可以具有指示没有热能或启动的温度读数或信号。
[0097]此外，能量回收和冷却系统控制器62可以将一个或多个电能系统阀组件驱动信号，其可以包括一个或多个再热导管流动路径控制信号，发送至电能系统阀组件470。按照与任一前述实施例一致的方式，响应于一个或多个再热导管流动路径控制信号，电能系统阀组件470可被驱动，以便基于每个电能系统部件36的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度(或未运行)，引导通过高压涡轮414与低压涡轮416之间的再热导管430流体连通的工作流体412流经每个、任一个或多个和/或的任意组合和顺序的电能系统部件导管440。
[0098]具体地，除了按照对应于任一个或多个电能系统部件36的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度的顺序，顺序地并依次地引导工作流体412通过任一个或多个或任意组合的电能系统部件导管440之外，响应于一个或多个电能系统阀组件驱动信号，其可以包括一个或多个再热导管流动路径控制信号，电能系统阀组件470可以被驱动以引导通过高压涡轮414与低压涡轮416之间的再热导管430流体连通的工作流体412，(经过电能系统部件导管440)直接流至任一个或多个具有快速冷却需要和/或高于预定阈值的操作温度的电能系统部件36，和/或可以改变或阻止工作流体412被引导流经任何这样的电能系统部件36的任何相关联的电能系统部件导管440，任何这样的电能系统部件36可以是未运行的或者可以具有指示没有热能或启动的温度读数或信号。
[0099]图9示出本公开的能量回收和冷却系统10的另一实施例。具体地，图9的能量回收和冷却系统500示出用于图1所示的混合动力机器12的混合动力总成14的能量回收和冷却系统10的另一实施例。图9所示的示例性能量回收和冷却系统500可以具体化为流体集成的闭环能量回收和冷却回路502，配置为可控制地、选择性地和/或顺序地引导工作流体512流经能量回收和冷却回路502以及包括在其中的再热回路504。
[0100]如图9所示，能量回收和冷却系统500可以包括涡轮组件506、冷凝器508和泵510，每个流体连通地可操作连接并流体集成到能量回收和冷却回路502，以与包含在其中的工作流体512可操作地相互作用。涡轮组件506可以包括两个涡轮，可以是高压涡轮的第一涡轮516，以及可以是低压涡轮的第二涡轮518。第一涡轮516和第二涡轮518可以串联设置并且共同连接于涡轮组件输出轴520，其可以可操作地并机械地连接以将旋转机械能传递至功率部件522。能量回收和冷却回路502还可以包括第一或能源回收和流体输送导管524，其可以配置为流体地引导工作流体512沿着第一或能量回收和流体输送流动路径526。能量回收和流体输送导管524及其流动路径526可以流体连接以引导工作流体512顺序地并依次地通过冷凝器508，其在涡轮组件506的下游(经过能量回收和流体输送导管524)流体连接并集成，通过泵510，其在冷凝器508的下游(经过能量回收和流体输送导管524)流体连通并且集成，并且邻近、沿着和/或通过或以其他方式热接近并连通，以与设置在泵510的下游的任一个或多个和/或任意组合和顺序的可产生热量和/或需要冷却的内燃机能量系统部件24和/或电能系统部件36交换热能，最后进入并通过第一涡轮516。
[0101]在一个实施例中，从第一涡轮516，可以通过第一阀组件528，工作流体512可以从能量回收和流体输送导管524被流体地引导进入再热回路504。再热回路504可以包括再热导管530，其可以流体连接，在一个实施例中，以选择性地，可以通过第一阀组件528，接收通过第一涡轮516的下游和冷凝器508的上游的能量回收和流体输送导管524流体连通的工作流体512，并且引导工作流体512沿着再热流动路径532。具体地，再热导管530可以流体连接以引导工作流体512沿着再热流路532，以便工作流体512被弓I导顺序地并依次地邻近、沿着和/或通过或以其他方式热接近并连通，以与任一个或多个和/或任意组合和顺序的可产生热量和/或需要冷却的内燃机能量系统部件24和/或电能系统部件36交换热能，随后通过可以是低压涡轮的第二涡轮518，可以经过第一阀组件528，返回到能量回收和流体输送导管524。
[0102]在一个实施例中，能量回收和冷却系统500可以包括多个内燃能量系统部件导管534和电能系统部件导管536，通过能量回收和流体输送流动路径526以及再热流动路径532流体连接和集成在其中工作流体512，可以可控制地、选择性地和/或顺序地被引导，以从每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的内部燃烧能量系统部件24和/或电能系统部件36交换热能、除热、冷却、并产生能量。
[0103]内燃能量系统部件导管534可以包括第一和第二内燃能量系统部件导管538、540，其各自可以流体地引导工作流体512分别沿着第一和第二内燃能量系统部件流动路径542、544，以便通过其中流体连通的工作流体512，可以分别与第一和第二内燃能量系统部件26、28交换热能，在一个实施例中，可以经过各自相关联的热交换器66a和66b。类似地，电能系统部件导管536可以包括第一、第二、第三、和第四电能系统部件导管546、548、550、552，每一个可以流体地引导工作流体512分别沿着第一、第二、第三和第四电能系统部件流动路径554、556、558、560，以便通过其中流体连通的第二工作流体512，可以通过相关联的热交换器66，可以分别与第一、第二、第三、和第四电能系统部件38、40、42、44交换热能。
[0104]每个内燃能量系统部件导管534与电能系统部件导管536可以流体地和可操作地连接于内燃和电能系统阀组件562，其可以流体连通地可操作连接于能量回收和流体输送导管524及其流动路径526，以便通过其在泵510与第一涡轮516之间流体连通的工作流体512可以被流体地引导流经内燃和电的能量系统阀组件562。内燃和电能系统阀组件562还可以流体连通地可操作连接于再热导管530，以便通过能量回收和流体输送导管524 (在一个实施例中，第一阀组件528)与第二涡轮518之间的再热流动路径532流体连通的第一工作流体512还可以被流体地引导流经内燃和电能系统阀组件562。
[0105]内燃和电能系统阀组件562可以包括一个或多个或许多流量控制阀和/或其它流量控制元件(未示出)、或任何其它可操作结构，以便内燃和电能系统阀组件562可流体地和可操作地连接并被驱动，以可控制地、选择性地驱动和/或顺序地引导通过泵510与第一涡轮516之间的能量回收和流体输送导管524及其流动路径52 6流体连通的工作流体512，流经每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的第一和/或第二内燃能量系统部件导管538、540、和/或第一、第二、第三和/或第四电能系统部件导管546、548、550、552，以分别从每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的第一和/或第二内燃能量系统部件26，28、和/或第一、第二、第三和/或第四电能系统部件38、40、42、44交换热能、除热、冷却、并产生能量，以便第二工作流体512可以获得热能。以类似的方式，内燃和电能系统阀组件562可以流体地和可操作地连接并被驱动，以可控制地、选择性地驱动和/或顺序地引导通过能量回收和流体输送导管524与第二涡轮518之间的再热导管530和再热流动路径532流体连通的工作流体512，流经每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的第一和/或第二内燃能量系统部件导管538、540、和/或第一、第二、第三和/或第四电能系统部件导管546、548、550、552，以分别从每个、何一个或多个和/或任意组合和顺序的第一和/或第二内燃能量系统部件26、28，和/或第一、第二、第三和/或第四电能系统部件38、40、42、44，交换热能、除热、冷却、并产生能量，以便第二工作流体512可以获得热能。在一个实施例中，内燃和电能系统阀组件562 (和/或一个或多个其前述包括的流量控制元件)可以被电驱动并电气地和可控制地连接于能量回收和冷却系统控制器62，以便响应于来自能量回收和冷却系统控制器62的一个或多个信号，内燃和电能系统阀组件562可被驱动，以可控制地、选择性地和/或顺序地引导如上所述的工作流体512的流动。
[0106]在一个实施例中，能量回收和冷却系统500可以配置为，选择性地启动和停止再热回路504，以及通过其中的工作流体512的流动，在一个实施例中，可以通过能量回收和冷却系统控制器62。具体地，在一个示例中，第一阀组件528可以包括一个或多个或许多流量控制阀和/或其它流量控制元件(未示出)，响应于来自能量回收和冷却系统控制器62的一个或多个信号，在一个实施例中，其可以包括再热循环启动信号，其可以流体地和可操作地连接并被电驱动，以选择性地引导通过能量回收和流体输送导管524流体连通的工作流体512从第一涡轮516流至冷凝器508，进入再热回路504。此外，在一个实施例中，可以是低压涡轮的第二涡轮518，可以旋转地安装在涡轮组件输出轴520上，并选择性地通过离合器564耦合或附连到其上。在一个实例中，离合器564可以被电驱动和可控制地连接于能量回收和冷却系统控制器62，其中响应于来自能量回收和冷却系统控制器62的一个或多个信号，在一个实施例中，其可以包括再热循环启动信号，离合器564可以被接合以将第二涡轮518耦合到涡轮组件输出轴520。
[0107]以与前述可适用实施例基本一致的方式，能量回收和冷却系统控制器62可以从如这里所述的温度传感器64和/或主控制器60接收一个或多个读数或信号，即各个第一、第二、第三和/或第四电能系统部件38、40、42、44，以及第一和/或第二内燃能量系统部件26,28的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度。作为响应，能量回收和冷却系统控制器62可以选择性地启动并停止如上所述的再热回路504，并且可以将一个或多个内燃和电能系统阀组件驱动信号，其可以包括一个或多个能量回收和流体输送导管流动路径控制信号，另外可以包括一个或多个再热导管流动路径控制信号，发送给内燃和电能系统阀组件562。以与任一前述实施例一致的方式，响应于一个或多个能量回收和流体输送导管流动路径控制信号，内燃系统和电能阀组件562可以被驱动，以基于每个内燃能量系统部件24以及电能系统部件36的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度(或未运行)，引导通过在泵510与第一涡轮516之间的能量回收和流体输送导管524流体连通的工作流体512流经每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的内燃能量系统部件导管534和电能系统部件导管 536。
[0108]具体地，除了按照对应于任一个或多个内燃能量系统部件24以及电能系统部件36的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度的顺序，顺序地并依次地地引导工作流体512通过每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的内燃能量系统部件导管534和电能系统部件导管536之外，响应于一个或多个内燃和电能系统阀组件驱动信号，其可以包括一个或多个能量回收和流体输送导管流动路径控制信号，内燃和电能系统阀组件562可以被驱动以引导在泵510与第一涡轮516之间的能量回收和流体输送导管524流体连通的工作流体512，(经过各自相关联的内燃能量系统部件导管534和电能系统部件导管536)直接流至任一个或多个具有快速冷却需求和/或高于预定阈值的操作温度的内燃能量系统部件24和/或电能系统部件36，和/或可以改变或阻止工作流体512被引导流经任何内燃能量系统部件24和/或电能系统部件36的任何相关联的内燃能量系统部件导管534和电能系统部件导管536，该内燃能量系统部件24和/或电能系统部件36可以是未运行的或者可以具有指示没有热能或启动的温度读数或信号。
[0109]以类似的方式，响应于一个或多个内燃和电能系统阀组件驱动信号，其可以包括一个或多个再热导管流动路径控制信号，内燃和电能系统阀组件562可以被驱动，以按照对应于任一个或多个内燃能量系统部件24以及电能系统部件36的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度的顺序，引导通过能量回收和流体输送导管524与第二涡轮518之间的再热导管530流体连通的工作流体512流经每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的内燃能量的系统部件导管534和电能系统部件导管536，另外可以引导工作流体512，(经过各自相关联的内燃能量系统部件导管534和电能系统部件导管536)直接流至任一个或多个具有快速冷却需求和/或高于预定阈值的操作温度的内燃能量系统部件24和/或电能系统部件36，和/或可以改变或阻止工作流体512被引导流经任何内燃能量系统部件24和/或电能系统部件36的相关联的任何内燃能量系统部件导管534和电能系统部件导管536，该内燃能量系统部件24和/或电能系统部件36可以是未启动的或者可以具有指示没有热能或启动的温度读数或信号的。
[0110]图10示出本公开的能量回收和冷却系统10的另一实施例。具体地，图10的能量回收和冷却系统600示出用于图1所示的混合动力机器12的混合动力总成14的能量回收和冷却系统10的另一个实施例。图10所的不例性的能量回收和冷却系统600可以具体化为包括多个流体上分开的闭环单独混合动力总成部件的能量回收和冷却回路602，每个都配置为单独、独立和分别地从每个内燃能量系统部件24和每个电能系统部件36交换热能、除热、冷却、并产生能量。
[0111]具体地,如图10所示，多个单独混合动力总成部件的能量回收和冷却回路602中的每一个可以包括冷凝器604、泵606和涡轮608，可操作地并机械地连接于功率部件610。如图10进一步所示，多个单独混合动力总成部件的能量回收和冷却回路602中的每一个还可以包括导管612，其流体连接以引导工作流体614顺序地并依次地通过涡轮608、冷凝器604和泵606，并邻近、沿着和/或通过或以其他方式热接近并连通，以便可以经过各自相关联的每个热交换器66a、66b、66c、66d、66e、66f,与每个第一内燃能量系统部件26、第二内燃能量系统部件28、第一电能系统部件38、第二电能系统部件40、第三电能系统部件42、和第四电能系统部件44中之一交换热能。这样，如这里所述，经由各工作流体614通过每个涡轮608膨胀，多个单独的混合动力总成部件的能量回收和冷却回路602中的每一个可以配置为单独、独立和分别地从每个内燃能量系统部件26和电能系统部件36中之一交换热能、除热、冷却、并产生能量。
[0112]与这里所述的本公开一致，能量回收和冷却系统控制器62可以电连通地连接以监视、和/或从多个温度传感器64接收信号，每个温度传感器64可操作地与每个前述内燃能量系统部件24和电能系统部件36相关联，另外可以电连通地连接于主控制器60，以监控和/或接收信号，该信号指示前述部件和其它部件的监测、驱动、控制和/或操作、信号以及混合动力总成14的操作。此外，在一个实施例中，多个单独的混合动力总成部件的能量回收和冷却回路602中的每一个的每个泵606可以被电驱动，在一个示例中，另外可以是电控变量泵。因此，在一个实施例中，每个泵602还可以电气地和可控制地连接于能量回收和冷却系统控制器62，以便可以通过来自能量回收和冷却系统控制器62的单独的混合动力总成部件的能量回收和冷却回路启动信号，每个泵606可以被单独地并选择性地启动。具体地，如这里所述，能量回收和冷却系统控制器62可以接收一个或多个电子读数或信号或其组合，包括但不限于指示任一个或多个或任意组合的内燃能量系统部件24 (包括但不限于发动机组30和/或排气歧管34)和/或任一个或多个电能系统部件36 (包括但不限于电池50、电子模块48、发电机52和/或电动机46)的高或上升的(或低或降低的)温度的那些读数或信号。
[0113]此外，或可选地，能量回收和冷却系统控制器62可以接收一个或多个电子监测读数或发送的信号，其指示任一个或多个或任意组合的前述内燃能量系统部件24和/或每个电能系统部件36的启动和/或增大的操作或驱动的强度(或停止或减小的强度)。如任何可适用实施例所述并与其一致，作为响应，能量回收和冷却系统控制器62可以向各个电子发送一个或多个或许多混合动力总成部件的能量回收和冷却回路启动信号来选择性地启动、停止、和/或控制任一个或多个和/或任意组合的多个单独混合动力总成部件的能量回收和冷却回路602中每一个的每个泵606,以便响应于任一个或多个内燃能量系统部件24和/或电能系统部件36的操作温度、热量产生、和/或冷却需求中的任一个或多个以及混合动力总成14的启动、控制、和/或操作中的任一个或多个，工作流体614可以循环并被推动通过任一个或多个和/或任意组合的单独混合动力总成部件的能量回收和冷却回路602。
[0114]工业实用性
[0115]本实用新型的能量回收和冷却系统可以与任何一种混合动力机器的任何一种动力总成或类似的功率系统一起实现和使用，其中，可以采用与这里公开的任一个或多个实施例一致的能量回收和冷却系统。除了如此处所述的另外的优点以及本领域技术人员根据本公开的教导的效果所理解的那些优点之外，当前公开的能量回收和冷却系统可以为混合机器提供更高的能量回收、以及更高的燃料效率和更低的燃料消耗。此外，本公开的能量回收和冷却系统也可以在提取能量和满足系统部件冷却需求方面提供更多的灵活性和响应性。本公开的能量回收和冷却系统还可以便于实现和使用更紧凑和高效电子部件，其可以配置为利用具有高封装密度特点的部件产生更大的功率。另外，除了燃料消耗减少，本公开的能量回收和冷却系统可以在能量回收和燃料效率方面提供大幅的净增益，可以是附加于和独立于其它节能技术和实现方案，对作为整体的混合动力机器系统不需要大量的能量需求或附加损失。
[0116]如这里所述，许多其它因素会影响功率和能量需求、热量产生，并且在具体情况下，混合车辆的任一个或多个部件的冷却需求，包括但不限于体系、操作结构、连接、和/或内燃能量系统的内燃机与电能系统的部件之间的相互作用。另外这种功率和能量需求、热量产生、以及冷却需求可以由内燃能量系统的内燃机与电能系统的部件的操作模式、启动、及控制和这些部件之间的能量划分和/或路径影响和/或限定。任一个或多个前述实施例可以给出能量回收和冷却系统，不仅可以唯一地配置为混合动力总成，而且还可以响应于通过混合动力总成的电和机械能的操作模式、能量状态、路径和强度以及相应的控制、操作状态、以及可以产生热量和/或需要冷却的燃能系统与电能系统部件之间以及通过它们的能量和热量(产生、转换、传递、和/或损耗)。
[0117]具体来说，在一个示例中，图1所示的混合动力机器12的混合动力总成14可以包括内燃机驱动操作模式或内燃机驱动模式，并以内燃机驱动操作模式、或内燃机驱动模式进行操作。在内燃机驱动模式下，内燃机32可以由来自主控制器60的一个或多个的信号启动，以沿着第一或内燃能量路径95通过内燃机输出轴54和变速器20，将燃烧驱动的输出功率输送至推进部件22。当混合动力机器12的混合动力总成14可以以内燃机驱动模式操作时，在开始时可以通过从主控制器60到电能系统部件36的一个或多个信号，电能系统部件36可以基本上是未运行的，或停止的。因此，在该模式下，启动的内燃机32的发动机组30和排气歧管34可以定义为主要的、高强度热量及能量源。
[0118]响应于来自如这里所述的温度传感器64和/或主控制器60的任一个或多个可以指示内燃机驱动模式的读数或信号，根据并与能量回收和冷却系统10的任一个或多个可适用的前述实施例一致，能量回收和冷却系统控制器62可以发送一个或多个驱动信号，和/或如这里所述，当前公开的能量回收和冷却系统10的任一个或多个的实施例可以以其它方式操作，以便工作流体(例如如这里所述的工作流体218，第一工作流体314，工作流体412、512、614)被流体传送并被引导以从内燃能量系统部件24交换热能、除热、冷却、并产生能量。
[0119]具体地，响应于前述信号以及主控制器60启动内燃机驱动模式并驱动混合动力机器12的混合动力总成14沿着第一或内燃能量路径95输送燃烧驱动的输出功率，能量回收和冷却系统控制器62可以发送一个或多个内燃能量系统启动电信号，启动图2和3的能量回收和冷却系统200的内燃能量系统回路250以及引导工作流体218通过其中，包括沿着内燃能量系统流动路径238。在如图4-6所示的实施例中，响应于前述信号以及主控制器60启动内燃机驱动模式,能量回收和冷却系统控制器62可以电子发送一个或多个启动内燃能量系统回路304的内燃能量系统回路启动信号，以便第一工作流体314可以沿着和通过整个内燃能量系统流动路径318流体连通，在一个示例中，另外可以电子发送一个或多个脱离或停止电能系统回路306以及整个系统的电能流动路径330的第二工作流体326的流体连通的电能回路停止信号。此外，在图5和图6的示例性实施例中，响应于一个或多个内燃能量系统回路启动信号，第一工作流体314还可以通过内燃能量系统再热流动路径358流体连通。在如图9所示的另一实施例中，响应于一个或多个指示主控制器60启动如上所述的内燃机驱动模式的信号，能量回收和冷却系统控制器62可以电子地发送一个或多个内燃能量系统启动信号，在一个实施例中，一个或多个驱动内燃和电能系统阀组件562的内燃能量系统再热启动信号，以便通过能量回收和流体输送流动路径526和再热流动路径532流体连通的工作流体512被引导通过第一和第二内燃能量系统部件流动路径542、544。另外，如图10所示的实施例，响应于启动内燃机驱动模式,能量回收和冷却系统控制器62可以电子发送一个或多个启动与每个启动的内燃能量系统部件24相关联的每个单独的混合动力总成部件的能量回收和冷却回路602的内燃能量系统启动信号。这样，每个前述流动路径和/或回路可以形成和/或对应于内燃机驱动模式和内燃能量路径95。另外图1所示的混合动力机器12的混合动力总成14可以包括电能系统驱动操作模式或电能系统驱动模式并在电能系统驱动操作模式电能系统驱动操作模式下操作。在电能系统驱动模式下，主控制器60可以将一个或多个驱动信号发送给电能系统部件36，除了其各种驱动器及电子控制器之外，包括但不限于电池50、电子模块48、发电机52、或者电动机46，以便电能可以可控地从电池50，通过一个或多个电子模块48和它们之间的电连接件59，传递至电动机46，以沿着第二或电能路径97通过电动机轴58和变速器20，将电能驱动的输出功率输送至推进元件22。当混合动力机器12的混合动力总成14以电能系统驱动模式操作时，在开始时可以通过来自主控制器60的一个或多个信号，内燃机32的发动机组30和排气歧管34可以基本上是未运行的，或停止的。因此，在这种模式下，电能系统18的一个或多个电能系统部件36可以定义为主要的、高强度热量及能量源。
[0120]响应于来自如这里所述的温度传感器64和/或主控制器60的任一个或多个可以指示电能系统驱动模式的读数或信号，根据能量回收和冷却系统10的任一个或多个前述可适用实施例并与其一致，能量回收和冷却系统控制器62可以发送一个或多个驱动信号，和/或如这里所述，当前公开的能量回收和冷却系统10的任一个或多个实施例可以以其它方式操作，以便工作流体(例如这里所述的工作流体218，第二工作流体326，工作流体412、512、612)被流体传送并被引导以从电能系统部件36交换热能、除热、冷却、并产生能量。具体地，响应于前述信号以及主控制器60启动电能系统驱动模式并驱动混合动力机器12的混合动力总成14以将电能驱动的输出功率沿着第二或电能路径97输送，能量回收和冷却系统控制器62可以电子发送一个或多个电能系统启动信号，启动图2和3的能量回收和冷却系统200的电能系统回路252并引导工作流体218通过其中，包括沿着电能系统流动路径244。在如图4-6所示的实施例中，响应于前述信号以及主控制器60启动电能系统驱动模式中，能量回收和冷却系统控制器62可以电子发送一个或多个启动电能系统回路306的电能系统回路启动信号，以便第二工作流体326可以沿着和通过电能系统流动路径330流体连通，在一个示例中，还可以电子发送一个或多个脱离或停止内燃机能量系统回路304以及第一工作流体314在整个内燃能量系统流动路径318的流体连通的内燃能量系统回路停止信号。此外，在图5和图6的示例性实施例，响应于一个或多个电能系统回路启动信号，第二工作流体326还可以通过电能系统再热流动路径370流体连通。在如图9所示的另一实施例中，响应于一个或多个指不主控制器60启动如上所述的电能系统驱动模式的信号，能量回收和冷却系统控制器62可以电子发送一个或多个电能系统启动信号,在一个实施例中，一个或多个驱动内燃和电能系统阀组件562的电能系统再热启动信号，以便通过能量回收和流体输送流动路径526和再热流动路径532流体连通的工作流体512被引导通过第一、第二、第三、和第四电能系统部件流动路径554、556、558、560。另外，如图10所示的实施例，响应于启动电能系统驱动模式中，能量回收和冷却系统控制器62可以电子发送一个或多个启动与每个启动的电能系统部件36相关联的每个单独的混合动力总成部件能量回收和冷却回路602的电能系统启动信号。这样，每个前述流动路径和/或回路可以形成和/或对应于电能系统驱动模式和电能路径97。
[0121]此外，图1所示的混合动力机器12的混合动力总成14可以包括混合驱动操作模式或混合驱动模式并在混合驱动操作模式或混合驱动模式下操作，其中燃烧驱动的输出功率和电能驱动的输出功率都可以沿着各自的能量路径并通过变速器20被输送到推进元件22。具体地，在混合驱动模式下，主控制器20可以将一个或多个驱动信号发送给内燃机32与电能系统部件36，除了其各种驱动器和电子控制器之外，包括但不限于电池50、电子模块48、发电机52、或电动机46。响应于这些信号,如上所述,燃烧驱动的输出功率沿着内燃能量路径95被输送至推进元件22，另外如上所述，可以从内燃机32输送到发电机52，沿着第三或发电机能量路径99通过发电机轴56并随后通过电能路径97输送到推进元件22。因此，在该模式下，基于许多因素，包括但不限于混合动力总成14的各种瞬时操作状态、条件及控制，电能系统18的任一个或多个电能系统部件36和/或内燃能量系统16的任一个或多个内燃能量能系统部件24可以定义为主要的、高强度热量和能量源。作为响应，根据如图2-图10所示的能量回收和冷却系统10的任一个或多个前述可适用的实施例并与其一致，能量回收和冷却系统控制器62可以发送一个或多个驱动信号，和/或如这里所述，如图
2-图10所示的能量回收和冷却系统10的当前公开的任一个或多个实施例可以以其它方式操作，以便工作流体(例如，这里所述的工作流体218，第二工作流体326，工作流体412、512、612)被流体传送并被引导以从电能系统18的任一个或多个电能系统部件36和/或内燃能量系统16的任一个或多个内燃能量系统部件24交换热能、除热、冷却，并产生能量，这些部件可以定义为高强度热量和能量源。
[0122]具体地，如图2和图3所示的实施例，响应于前述信号以及主控制器60启动混合驱动模式并驱动混合动力机器12的混合动力总成14，其中可以沿着任一个或多个内燃能量路径95、电能路径97和发电机能量路径99输送输出功率，能量回收和冷却系统控制器62可以发送一个或多个电内燃能量系统启动信号和一个或多个电能系统启动信号，以选择性地启动内燃能量系统回路250和电能系统回路252，以从内燃能量系统16的内燃能量系统部件24或电能系统部件36，交换热能、除热、冷却、并产生能量，这些部件可以定义为高强度热量和能量源。在如图4-图6所示的实施例中，响应于前述信号以及主控制器60启动混合驱动模式，基于混合驱动模式下混合动力机器12的操作，能量回收和冷却系统控制器62可以电子发送一个或多个启动内燃能量系统回路304的内燃能量系统回路启动信号和/或还可以电子发送一个或多个启动电能系统回路306的电能回路启动信号，以从可以定义为主要的、高强度热量和能量源的内燃能量系统部件24和/或电能系统部件36，交换热能、除热、冷却、并产生能量。在图10所示的实施例中，基于混合动力机器12在混合驱动模式下的操作，响应于前述信号和主控制器60启动混合驱动模式，能量回收和冷却系统控制器62可以电子发送一个或多个启动每个单独的混合动力总成部件的能量回收和冷却回路602的内燃能量系统启动信号和/或一个或多个电能系统启动信号，以从内燃能量系统部件24和/或电能系统部件36交换热能、除热、冷却，产生能量。
[0123]在图3的示例性实施例中，与前述一致，基于混合动力机器12在混合驱动模式下的操作，部分地响应于任一个或多个内燃能量系统部件24和电能系统部件36的操作温度、热量产生、和/或冷却需求，能量回收和冷却系统控制器62还可以将一个或多个内燃能量系统阀组件驱动信号，其可以包括一个或多个内燃能量系统导管流动路径控制信号，发送至内燃能量系统阀组件268，或者可以将一个或多个电能系统阀组件驱动信号，其可以包括一个或多个电能系统导管流动路径控制信号，发送至电能系统阀组件288，以从每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的各个内燃能量系统部件24或各个电能系统部件36，交换热能、除热、冷却、并产生能量。
[0124]以基本类似的方式，如上所述，参考图6、图8和图9的实施例，能量回收和冷却系统控制器62可以从这里所述的温度传感器64和/或主控制器60接收一个或多个读数或信号，即在混合动力机器12在混合驱动模式下的操作过程中各个第一、第二、第三和/或第四电能系统部件38、40、42、44，以及第一和/或第二内燃能量系统部件26、28的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度。作为响应，能量回收和冷却系统控制器62可以将一个或多个内燃能量系统阀组件驱动信号和/或一个或多个电能系统阀组件驱动信号，其可以包括一个或多个内燃能量系统导管流动路径控制信号和再热导管流动路径控制信号和/或一个或多个电能系统导管流动路径控制信号和再热导管流动路径控制信号，发送给每个各自的内燃能量系统阀组件382、468和每个各自的电能系统阀组件394、470，参考图9，可以将一个或多个能量回收和流体输送导管流动路径控制信号和一个或多个再热导管流动路径控制信号发送给内燃和电能系统阀组件562。通过这种结构，基于混合动力机器12在操作驱动模式下的操作过程中每个部件的温度和/或启动和/或操作或驱动的强度(或未运行)和/或冷却需求，响应于前述信号，前述阀组件可以从每个、任一个或多个和/或任意组合和顺序的各个内燃能量系统部件24和/或各个电能系统部件36交换热能、除热、冷却、并产生能量。
[0125]另外，图1所示的混合动力机器12的混合动力总成14的内燃机驱动模式、电能系统驱动模式、和/或混合驱动模式中任一个或多个或每一个可以包括许多其它模式并可以在许多其它模式下操作，包括但不限于制动模式和/或再生制动模式，其中旋转能量分别可以从推进元件22沿着电能路径97被引导至电能系统18，并可以地作为电能损耗或由包括电子模块48中的电阻栅转换成电能，或用于对电池50充电。此外，内燃机驱动模式和/或任何其它前述模式可以包括混合辅助模式或在混合辅助模式下操作，取决于许多因素，包括但不限于混合动力总成14的各种变换或瞬时操作的状态、条件、和控制，可以将混合辅助模式启动，其中沿着电能路径97从电能系统18电能驱动的输出功率可以用于辅助、补充、或代替沿着内燃能量路径95从内燃能量系统16燃烧驱动的输出功率。因此，在任一种前述模式下，并根据如上所述的混合动力总成14的各种变换或瞬时操作状态、条件以及控制，任一个或多个或任意组合的电能系统18的电能系统部件36和/或内燃能量系统16的内燃能量系统部件24可以定义为主要的、高强度热量和能量源。
[0126]因此，能量回收和冷却系统控制器62可以从如上所述的温度传感器64和/或主控制器60接收任一个或多个读数或信号，其可以指示混合驱动操作模式、制动模式、再生制动模式、混合辅助模式或任何其它模式，其中任一个或多个或任意组合的电能系统18的电能系统部件36和/或内燃能量系统16的内燃能量系统部件24可以定义为主要的、高强度热量和能量源，这可以取决于前述因素。作为响应，根据能量回收和冷却系统10的任一个或多个前述的可适用实施例并与其一致，能量回收和冷却系统控制器62可以发送一个或多个驱动信号，和/或如这里所述，当前公开的能量回收和冷却系统10的任一个或多个实施例可以以其他方式操作，以便如这里的任一可适用实施例所述并与其一致，响应于任一个或多个和/或任意组合的内燃能量系统部件24和/或电能系统部件36的操作温度、热量产生、和/或冷却需求中的任一个或多个以及混合动力总成14的启动、控制、和/或操作中的任一个或多个，工作流体(包括如上所述的工作流体218，第一工作流体314，第二工作流体326，工作流体412、512、612中任一个或多个)可以被流体传送并被引导以从每个、任一个或多个和/或或任意组合和顺序的各个内燃能量系统部件24和/或各个电能系统部件36交换热能、除热、冷却、并产生能量。
[0127]显然，对于本领域技术人员来说，能够对本实用新型的系统作出各种修改和变化，而不脱离本公开的范围。对于本领域技术人员来说，通过考虑该实用新型的说明和该系统的实施，其它实施例将是显而易见的。意在认为说明和示例仅是示例性的，本实用新型的保护范围由所附权利要求书及它们的等同物确定。
【权利要求】
1.一种用于混合动力机器的能量回收和冷却系统，包括至少一个泵；至少一个冷凝器，和至少一个涡轮，其特征在于: 第一流动路径，流体连通地连接于泵、冷凝器和涡轮；所述第一流动路径热连通地连接于所述混合动力机器的燃能系统部件； 第二流动路径，流体连通地连接于泵、冷凝器和涡轮，所述第二流动路径热连通地连接于所述混合动力机器的电能系统部件，以及 控制器，连接于至少一个流体控制装置，所述流体控制装置包括至少一个阀门或泵马达，其配置为选择性地启动所述第一流动路径和所述第二流动路径。
2.根据权利要求1所述的用于混合动力机器的能量回收和冷却系统，其特征在于，所述第一和第二流动路径是流体集成的、闭环回路，其配置为在所述第一流动路径与所述第二流动路径之间切换工作流体的路径。
3.根据权利要求2所述的用于混合动力机器的能量回收和冷却系统，其特征在于，所述第一流动路径配置为选择性地引导工作流体与第一燃能系统部件和第二燃能系统部件中的一个或多个进行热连通，以及，其中所述第二流动路径配置为选择性地引导工作流体与第一电能系统部件和第二电能系统部件中的一个或多个进行热连通。
4.根据权利要求3所述的用于混合动力机器的能量回收和冷却系统，其特征在于，所述第一流动路径配置为选择性地引导第一工作流体与所述第一燃能系统部件和所述第二燃能系统部件中的一个或多个进行热连通，以及，其中所述第二流动路径配置为选择性地引导第二工作流体与所述第一电能系统部件和所述第二电能系统部件中的一个或多个进行热连通。
5.根据权利要求1所述的用于混合动力机器的能量回收和冷却系统，其特征在于，所述第二流动路径为再热流动路径。
6.根据权利要求1所述的用于混合动力机器的能量回收和冷却系统，其特征在于，所述第一流动路径包括在第一回路中，所述第一回路包括第一泵、第一冷凝器和第一涡轮，并且，其中所述第二流动路径包括在第二回路中，所述第二回路包括第二泵、第二冷凝器和第二涡轮。
7.根据权利要求6所述的用于混合动力机器的能量回收和冷却系统，其特征在于，所述第一回路是闭环回路，所述第二回路是闭环回路，所述第一回路与所述第二回路流体地分开。
8.根据权利要求1所述的用于混合动力机器的能量回收和冷却系统，其特征在于，所述控制器响应于所述混合动力机器的内燃机驱动模式的启动，启动所述第一流动路径，所述混合动力机器的内燃机驱动模式配置为沿着所述混合动力机器的传动系统的内燃能量路径输送燃烧驱动的输出能量。
9.根据权利要求1所述的用于混合动力机器的能量回收和冷却系统，其特征在于，还包括与电能系统部件热连通的温度传感器，其中响应于所述电能系统部件的操作温度，所述控制器配置为选择性地引导第二工作流体与所述混合动力机器的一个或多个电能系统部件进行热连通。
【文档编号】B60K6/22GK204037316SQ201420328364
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2013年6月21日
【发明者】J·E·詹森 申请人:卡特彼勒公司