CN104999900A - 甲醇锂电池混联式混合动力汽车排气余热回返*** - Google Patents

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万里翔
张敬科
何柯达
王朝俊
任宏飞
韩菲
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Abstract

本发明公开了一种甲醇锂电池混联式混合动力汽车排气余热回返***，设置在甲醇锂电池混联式混合汽车上以回收利用甲醇发动机尾气余热,混合汽车动力由与甲醇改质气装置8气路相连的甲醇发动机和锂电池2提供，甲醇改质气装置8设置有电加热器9，其特征在于,由控制器、受控制器控制的阀系和相应的管路、为控制器1提供温度信息的温度传感器构成动力排气余热回返***：发动机5的尾气口与第一换向阀4的进气端气路连接；第一换向阀4的出气端具有三条支路，即通过消音器11排空的第一支路、为锂电池2外腔加热的第二支路和为甲醇改质气装置8提供辅助热量的第三支路。本发明尾气热量回收利用***，可将排气余热充分利用以达到节约不可再生能源和保护环境的目的,适用于各类载荷的混合动力汽车。

Description

甲醇锂电池混联式混合动力汽车排气余热回返***
技术领域
本发明涉及混合动力汽车，尤其是甲醇锂电池混联式混合动力汽车排气余热利用装置技术领域。
背景技术
作为目前汽车主要使用的能源，石油制品的汽油和柴油，一方面，汽车尾气对环境产生较大的影响；另一方面，石油资源属于非再生能源，面临枯竭。据相关资料介绍，已探明的石油资源以目前的速度开采，只能开采40多年，天然气也只能开采60多年。因此汽车急需寻找替代能源，同时减少对环境的污染。
电动汽车作为21世纪的主要能源汽车，由于电能属于二次能源，来源丰富，污染小，噪声低，能源效率高等因素，被业界看好，但蓄电池电动汽车，目前的瓶颈技术，如能量密度低，没有得到根本的改善，为了保证必要的续驶里程，就要装备庞大、笨重的电池组，又占空间，又影响有效装载。若减少电池组，必然会使续驶里程缩短，同时又影响动力性。常常实行折衷，几方面都不理想。此外电池成本高，充电时间长，比功率低等问题导致电动汽车真正成为汽车的主导产品还需要一定的时间。燃料电池电动汽车，如果采用纯氢，同样面临能量密度低，续驶里程短及储带困难，需要加氢网络等问题；如果采用目前成熟的汽油或甲醇燃料电池，一方面将汽油或甲醇燃料重整为氢，技术复杂，成本高，启动时间过长，仍然需要汽油或甲醇。
在现阶段以后的一段时间内，混合动力汽车成为今后主要汽车发展的重点车型，混合动力汽车可以把电能和燃料(汽油或柴油、醇类等)的特点结合起来，既减少了排放污染，又减少了燃料的使用，同时对汽车的性能也影响不大。目前的甲醇锂电池混联式混合动力进行汽车的驱动，将现在已经较为成熟的行星轮动力分配装置、甲醇改质气装置和锂电池供电装置相结合取得了长足的进步，但长时间使用甲醇发动机也将产生大量的废气余热，如何利用这些余热在此基础上添加尾气热量回收利用***，以达到进一步节约不可再生能源和保护环境的目的，是一个值得挑战的问题。
发明内容
鉴于以上陈述的已有方案或相关技术的不足，本发明针对甲醇发动机废气余热，提出了甲醇锂电池混联式混合动力汽车排气余热回返***，已克服现有技术的以上不足。
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
甲醇锂电池混联式混合动力汽车排气余热回返***，设置在甲醇锂电池混联式混合汽车上以回收利用甲醇发动机尾气余热,混合汽车动力由与甲醇改质气装置8气路相连的甲醇发动机和锂电池2提供，甲醇改质气装置8设置有电加热器9。由控制器、受控制器控制的阀系和相应的管路、为控制器1提供温度信息的温度传感器构成动力排气余热回返***：甲醇发动机5的尾气口与第一换向阀4的进气端气路连接；第一换向阀4的出气端具有三条支路，即通过消音器11排空的第一支路、为锂电池2外腔加热的第二支路和为甲醇改质气装置8提供辅助热量的第三支路。
进一步地，第二换向阀的进气端10与甲醇改质气装置8的尾气排出端相连，其出气端分别与消音器11和锂电池组2的外腔相连。
应用电动汽车市场上较为成熟的锂电池2供电装置一方面为汽车较小工况提供动力；另一方面为甲醇改制气装置供热，利用安装在改制气装置8中的温度传感器对该装置进行温度监控，传感器14、15将信号传输到控制器1，当改制气装置8中的温度超过反应发生的上线温度时，控制器1发出信号，停止锂电池组2为改制气装置8加热；当尾气提供的热量不足以达到反应发生的温度时，控制器1发出信号，使锂电池组2为改制气装置8加热，保证温度在反应的温度范围内。
采用本发明尾气热量回收利用***，可将排气余热充分利用以达到节约不可再生能源和保护环境的目的。
附图说明如下：
图1为本发明尾气热量回收利用***结构图。：图中标号：1控制器、2锂电池组、3冷暖风***、4、10换向阀、5甲醇发动机、6混合气进气道、7甲醇箱、8甲醇改质气发生装置、9加热装置、11消音器、12、13、14、15温度传感器；
图2为本发明实施例行星轮动力传输示意图。图中标号：Ⅰ太阳轮轴(与甲醇发动机相连)、Ⅱ太阳轮制动轮、Ⅲ滑动啮合套(可以左右滑动)、Ⅳ外齿圈制动轮、Ⅴ固定轮、Ⅵ外齿圈、Ⅶ外齿圈动力输入端(与锂电池电动机相连)、Ⅷ行星架(动力输出)外齿圈制动轮、Ⅸ太阳轮。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰，下面结合附图对本发明作进一步的描述。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示:
应用电动汽车市场上较为成熟的锂电池2供电装置一方面为汽车较小工况提供动力；另一方面为甲醇改制气装置供热，利用安装在改制气装置8中的温度传感器对该装置进行温度监控，传感器14、15将信号传输到控制器1，当改制气装置8中的温度超过反应发生的上线温度时，控制器1发出信号，停止锂电池组2为改制气装置8加热；当尾气提供的热量不足以达到反应发生的温度时，控制器1发出信号，使锂电池组2为改制气装置8加热，保证温度在反应的温度范围内。
热量进行回收的过程为：通过管道中温度传感器13向控制器1传输信号，控制器1分析后调控换气阀为锂电池2供热以及气态甲醇的改质反应提供合适的温度。甲醇发动机5的尾气热量可同时给锂电池2加热(如若需要加热时)和甲醇改质气装置8提供热量；在部分工况，如若甲醇发动机5尾气热量不足以同时为二者提供热量时，尾气热量应优先给锂电池2提供热量，保证锂电池2正常的工作温度，甲醇改质气热量由锂电池2提供；当锂电池2在正常的工作温度范围或高于正常工作温度范围时，甲醇发动机5尾气热量仅提供给甲醇改质气装置8，此时汽车冷气***应给锂电池2降温冷却。如图1所示。
安装在锂电池组2的温度传感器12向控制器1传送信号，控制器1分析处理后调控冷暖风***3使锂电池组2工作在最佳放电温度范围内。
由图2可看到，甲醇发动机5的输出轴与行星轮系的太阳轮轴Ⅰ相连，由锂电池组2供电的电动机与外齿圈轴Ⅶ相连，行星架Ⅷ为动力输出。当滑动啮合套Ⅲ同时套在太阳轮制动轮Ⅱ和固定轮Ⅴ时，甲醇发动机停止动力输出，电动机提供的动力传递到外齿圈Ⅶ后，通过行星架Ⅷ输出。当滑动啮合套Ⅺ同时套在外齿圈制动轮Ⅳ和固定轮Ⅴ时，电动机动力不能输出，甲醇发动机提供的动力通过太阳轮轴Ⅰ传递到太阳轮Ⅸ后，通过行星架Ⅷ输出。当滑动啮合套Ⅲ和Ⅺ同时处于一侧位置时，既不把太阳轮制动轮与固定轮啮合，又不把外齿圈制动轮Ⅳ与固定轮Ⅴ啮合时，甲醇发动机5和由锂电池2供电的电动机同时输出动力。应用此装置实现甲醇和锂电池动力的混联。
采用本发明的基本方案，在实际实施时，可以衍生出多种不同的等同产品，但凡是根据发明的技术方案及其发明构思，加以等同替换与改变，均被认为属于发明的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.甲醇锂电池混联式混合动力汽车排气余热回返***，设置在甲醇锂电池混联式混合汽车上以回收利用甲醇发动机尾气余热,混合汽车动力由与甲醇改质气装置8气路相连的甲醇发动机和锂电池2提供，甲醇改质气装置8设置有电加热器9，其特征在于,由控制器、受控制器控制的阀系和相应的管路、为控制器1提供温度信息的温度传感器构成动力排气余热回返***：发动机5的尾气口与第一换向阀4的进气端气路连接；第一换向阀4的出气端具有三条支路，即通过消音器11排空的第一支路、为锂电池2外腔加热的第二支路和为甲醇改质气装置8提供辅助热量的第三支路。
2.如权利要求1所述的甲醇锂电池混联式混合动力汽车排气余热回返***，其特征在于：第二换向阀的进气端10与甲醇改质气装置8的尾气排出端相连，其出气端分别与消音器11和锂电池组2的外腔相连。
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