CN103256108B - 一种汽车尾气发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车尾气发电装置，设置在汽车排气管内且位于三元催化器远离发动机的一端；该尾气发电装置可以通过ECU对监测器监测到的能够对涡轮发电机正常运行造成影响的相关信息进行分析处理，并根据分析结果来对涡轮发电机的进气控制阀进行控制，从而控制涡轮发电机中尾气的通断。本发明的尾气发电装置在提高汽车尾气利用率的基础上，还能进一步保证其中涡轮发电机的正常使用。

Description

一种汽车尾气发电装置
技术领域
本发明涉及汽车尾气循环利用领域，特别是涉及一种汽车尾气发电装置。
背景技术
从内燃机中排出的尾气的能量大约占了发动机热效率的25％-40％，除了造成很大程度的浪费以外，还会对环境造成污染。针对这一问题，目前有出现例如利用这部分尾气进行涡轮增压，但是也只能利用10％左右，并且由于涡轮增压的迟滞效应以及结构复杂等原因使得这种技术全面运用比较困难。除此之外，也出现了利用这部分尾气来驱动相应发电机进行发电的类似技术，但同样存在能源利用率低的问题；并且由于尾气的流量及压力是随车况随时改变，所以很难保证尾气能够随时正常驱动发电机工作，经常容易造成发电机的损坏等。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车尾气发电装置，在提高汽车尾气利用率的基础上，还能进一步保证其中涡轮发电机的正常使用。
为了实现上述目的，本发明提供了一种汽车尾气发电装置，所述发电装置是设置在汽车排气管内且位于三元催化器远离发动机的一端，包括：
涡轮发电机，与汽车蓄电池相连，通过汽车尾气气流的驱动来进行发电；
监测器，用于实时监测尾气中能够对涡轮发电机正常运行造成影响的相关信息；
进气控制阀，位于所述涡轮发电机的进气口，用于控制所述涡轮发电机中尾气的通断；
ECU，用于：在所述相关信息值未达到所述涡轮发电机正常运行标准值的条件下，控制所述进气控制阀阻断尾气流入所述涡轮发电机中。
可选地，所述监测器为压力传感器，对应的所述相关信息为尾气压力。
可选地，还包括压力控制阀，用于调整所述尾气压力至所述涡轮发电机正常运行所需压力值。
可选地，所述ECU内存储有所述涡轮发电机正常运转时所需要所述尾气压力的标准值，通过将所述压力传感器得到的压力值与所述标准值进行对比，从而判断是否需要对所述压力控制阀进行控制。
可选地，所述监测器为流量传感器，在尾气中对应的所述相关信息为尾气流量。
可选地，还包括流量控制器，用于调整所述尾气流量至所述涡轮发电机正常运行所需流量。
可选地，所述ECU内存储有所述涡轮发电机正常运转时所需要所述尾气流量的标准值，通过将所述流量传感器得到的尾气流量值与所述标准值进行对比，从而判断是否需要对所述流量控制器进行控制。
本发明至少存在以下有益技术效果：
本发明发电装置首先是能够利用汽车尾气带动涡轮发电机进行发电，从而对尾气进行利用，利用率高，也减小对环境的污染；另外，发电装置中ECU可以通过对尾气中能够影响涡轮发电机正常使用的相关信息进行监测和处理，再根据处理结果控制涡轮发电机中尾气的流通，实时保证涡轮发电机的正常使用，使得涡轮发电机不易损坏，稳定性强，节约成本。
附图说明
图1为本发明实施例中发电装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中简要流程示意图；
其中：
1-排气管，2-三元催化器，3-涡轮发电机，4-蓄电池，5-进气控制阀，6-压力传感器，7-压力控制阀，8-流量传感器，9-流量控制器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供了一种汽车尾气发电装置。发电装置是设置在汽车排气管1内且位于三元催化器2远离发动机的一端。发电装置可以包括：
涡轮发电机3，与汽车蓄电池4相连，通过汽车尾气气流的驱动来进行发电。
监测器，用于实时监测尾气中能够对涡轮发电机3正常运行造成影响的相关信息。其中相关信息可以为多种，例如尾气压力、尾气流量、尾气流速、尾气温度等，并可以使用对应的监测器进行监测。
进气控制阀5，位于涡轮发电机3的进气口，用于控制涡轮发电机3中尾气的通断。
ECU，用于存储信息；判断若监测器监测到的相关信息值未达到涡轮发电机3正常运行标准值，则控制上述进气控制阀5关闭，从而阻断尾气流入涡轮发电机3中。相应地，如果判断上述相关信息监测值与涡轮发电机3正常运行标准值相等，则进气控制阀5打开，尾气流入涡轮发电机3中，驱动涡轮发电机3正常工作，进行发电。另外，上述涡轮发电机3正常运行时尾气相关信息的标准值可以根据涡轮发电机3的型号来确定，一般通过简单的试验测量即可获得，完成后存储在ECU中。
本发明发电装置首先是能够利用汽车尾气带动涡轮发电机3进行发电，从而对尾气进行利用，利用率高，也减小对环境的污染。另外，发电装置中ECU可以通过对尾气中的相关信息进行监测和处理，再根据处理结果来控制涡轮发电机3中尾气的流通，实时保证涡轮发电机3的正常使用，使得涡轮发电机3不易损坏，稳定性强，节约成本。
本发明的一个优选实施例中，上述监测器可以为压力传感器6，其中相关信息为尾气压力。另外，还可以包括压力控制阀7，可以对尾气压力进行调节，用于调整尾气压力至涡轮发电机3正常运行所需的压力值。
其中，ECU内存储有涡轮发电机3正常运转时所需要尾气压力的标准值，ECU通过将上述压力传感器7得到的压力值与内部存储的标准值进行对比，从而判断是否需要对压力控制阀7进行控制。例如，当压力传感器6监测的尾气压力不等于ECU中的标准值时，此时ECU可以控制压力控制阀7开启，从而对尾气压力进行调整；并且此时上述实施例中的进气控制阀5是处于关闭状态，直到尾气压力满足要求才会被ECU开启。
本发明通过对尾气压力进行实时监测，ECU一方面可以根据监测结果来控制压力控制阀7，从而调整尾气压力至标准值；另外一方面ECU还通过控制进气控制阀5来确保只有尾气压力满足涡轮发电机3正常使用要求是才能流通，使得涡轮发电机3的正常使用，不易损坏。并且本实施例中相关信息是采用尾气压力，使得测量较为方便快捷，也可以使得判断结果更及时准确。
本发明的一个优选实施例中，上述监测器可以为流量传感器8，其中相关信息为尾气流量。另外，还可以包括流量控制器9，可以对尾气流量进行控制，用于调整尾气流量至涡轮发电机3正常运行所需的流量值。
其中，ECU内存储有涡轮发电机3正常运转时所需要尾气流量的标准值，ECU通过将上述流量传感器8得到的流量值与内部存储的标准值进行对比，从而判断是否需要对流量控制器9进行控制。例如，当流量传感器8监测的尾气流量不等于ECU中的标准值时，此时ECU可以控制流量控制器9开启，从而对尾气流量进行调整；并且此时上述实施例中的进气控制阀5是处于关闭状态，直到尾气流量满足要求才会被ECU开启。
本发明通过对尾气流量进行实时监测，ECU一方面可以根据监测结果来控制流量控制器9，从而调整尾气流量至标准值；另外一方面ECU还通过控制进气控制阀5来确保只有尾气流量满足涡轮发电机3正常使用要求是才能流通，使得涡轮发电机3的正常使用，不易损坏。并且本实施例中相关信息是采用尾气流量值，使得测量较为方便快捷，也可以使得判断结果更及时准确。
本发明的一个优选实施例中，特别如图1具体结构中所示，本发电装置中可以同时设置压力传感器6和流量传感器8以及它们对应的压力控制阀7和流量控制器9。当然，压力传感器6和流量传感器8设置顺序也可以互换，不影响本发明的正常运行，具体运行过程与上述分开设置时是一致的，此处不再赘述。这样设置可以使得本发明的涡轮发电机3在双重保护下工作，稳定性和安全性能更强。
本发明尾气发电装置的简单工作流程如下：
本例主要是以同时设置压力传感器6和流量传感器8为例，且尾气的压力监测是位于尾气流量监测之前。
特别如图2所示，排气管中的尾气经过三元催化器2后，先进行压力监测和压力调节步骤。通过压力传感器6对尾气压力进行监测，压力传感器6把得到的尾气压力监测值反馈到ECU，ECU再将该监测值与存储的标准值对比；当监测值不等于标准值时，ECU先关闭进气控制阀5，尾气从排气管1内涡轮发电机3旁边的通道流走，正常排出；同时ECU控制压力控制阀7开启对尾气压力进行调整，直到压力值达到标准值。
压力监测和调节完成后，尾气到达流量监测这一步骤。通过流量传感器8对尾气流量进行监测，流量传感器8把得到的尾气流量监测值反馈到ECU，ECU再将该监测值与存储的标准值对比；当监测值不等于标准值时，ECU先关闭进气控制阀5，尾气从排气管1内涡轮发电机3旁边的通道流走，正常排处；同时ECU再控制流量控制器9开启对尾气流量进行调整，直到流量值达到标准值。
最后，当上述尾气压力以及尾气流量均达到标准值时，ECU控制进气控制阀5开启，允许气流进入涡轮发电机3中并驱动其转动发电，最终将产生的电能存贮到汽车蓄电池中4，以供其他设备使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种汽车尾气发电装置，其特征在于，所述发电装置是设置在汽车排气管（1）内且位于三元催化器（2）远离发动机的一端，包括：
涡轮发电机（3），与汽车蓄电池（4）相连，通过汽车尾气气流的驱动来进行发电；
监测器，用于实时监测尾气中能够对涡轮发电机（3）正常运行造成影响的相关信息；
进气控制阀（5），位于所述涡轮发电机（3）的进气口，用于控制所述涡轮发电机（3）中尾气的通断；
ECU，用于：在所述相关信息值未达到所述涡轮发电机（3）正常运行标准值的条件下，控制所述进气控制阀（5）阻断尾气流入所述涡轮发电机（3）中。
2.根据权利要求1所述的汽车尾气发电装置，其特征在于，所述监测器为压力传感器（6），对应的所述相关信息为尾气压力。
3.根据权利要求2所述的汽车尾气发电装置，其特征在于，还包括压力控制阀（7），用于调整所述尾气压力至所述涡轮发电机（3）正常运行所需压力值。
4.根据权利要求3所述的汽车尾气发电装置，其特征在于，所述ECU内存储有所述涡轮发电机（3）正常运转时所需要所述尾气压力的标准值，通过将所述压力传感器（7）得到的压力值与所述标准值进行对比，从而判断是否需要对所述压力控制阀（7）进行控制。
5.根据权利要求1所述的汽车尾气发电装置，其特征在于，所述监测器为流量传感器（8），在尾气中对应的所述相关信息为尾气流量。
6.根据权利要求5所述的汽车尾气发电装置，其特征在于，还包括流量控制器（9），用于调整所述尾气流量至所述涡轮发电机（3）正常运行所需流量。
7.根据权利要求6所述的汽车尾气发电装置，其特征在于，所述ECU内存储有所述涡轮发电机（3）正常运转时所需要所述尾气流量的标准值，通过将所述流量传感器（8）得到的尾气流量值与所述标准值进行对比，从而判断是否需要对所述流量控制器（9）进行控制。
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