CN108533363B

CN108533363B - 一种车载dpf在线再生系统及控制方法

Info

Publication number: CN108533363B
Application number: CN201810564209.9A
Authority: CN
Inventors: 蔡忆昔; 陈祎; 施蕴曦; 樊润林; 崔应欣; 季亮; 濮晓宇; 顾林波
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2023-08-18
Anticipated expiration: 2038-06-04
Also published as: CN108533363A

Abstract

本发明提供了一种车载DPF在线再生系统及控制方法，该系统主要包括后处理系统、NTP生成系统、NTP发生器进气系统、NTP发生器冷却系统、电源供给装置、柴油机系统及控制模块。所述NTP生成系统由进气系统提供空气，由冷却系统控制系统温度，利用系统内部的放电模块生成并通过NTP喷嘴向后处理系统提供NTP活性物质。所述电源供给装置为NTP生成系统中各放电模块提供不同的电压。所述控制模块通过各类传感器和泵控制整个系统。所述柴油机系统可以在再生模式下与NTP系统和后处理系统的进行耦合，实现车载DPF在线再生系统的控制和优化。本专利可有效提高NTP生成系统效率和DPF再生效率，在发动机运行过程中即可对DPF进行再生，更加贴近实际应用。

Description

一种车载DPF在线再生系统及控制方法

技术领域

本发明属于柴油机尾气后处理技术领域，具体地，涉及一种利用NTP技术的DPF在线再生系统。

背景技术

作为一种区别于汽油机的内燃机，柴油机经济性更好，热效率高，广泛运用于工业、农业和日常生活的每一个角落。然而，柴油车巨大的保有量也带来诸多环境问题，其排放物中的一氧化碳(CO)、碳氢(HC)、氮氧化物(NOx)和颗粒物(Particulate matter，PM)会对环境和人造成一定的危害。PM中的有机可溶性成分及多环芳香烃，具有一定的致癌性，并且PM的吸入会增加人体肺部的机械性复合，对人体心脏、呼吸系统造成危害。NOx则是导致酸雨和光化学烟雾的主要因素，并且能通过呼吸进入人体肺部，与水分作用生成亚硝酸与硝酸，对肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用，从而增加毛细血管及肺泡壁的通透性，引起肺水肿。因此，对柴油机排放物的控制势在必行。

柴油机颗粒物捕集器(Diesel particulate filter,DPF)是目前降低PM最常用的机外净化技术之一，对PM的捕集效率可达90％以上。但在DPF捕集的过程中，PM会大量积聚，导致DPF阻塞，进而使排气背压升高，影响发动机正常运行。因此，为提高DPF的实用性，必须适时对DPF进行再生。

低温等离子体技术(Non-thermal plasma，NTP)是一种新型的排气净化技术。NTP发生器通过对空气进行高压放电，产生O₃、NO₂等强氧化性的活性物质。已有研究表明，将NTP活性物质通入DPF中进行离线再生有较好的效果。然而，在柴油机工作过程中，排气降低了NTP活性物质的浓度，同时由于气体流动速度较快，导致活性物质与DPF内沉积的积碳反应不充分，弱化了DPF在线再生效果。目前设计的NTP发生器多适用于空气净化、低温灭菌以及静态模拟气体净化试验等领域。专利申请CN106437948A设计了一种DPF再生系统及控制方法，利用NTP喷射系统及热电转化装置，对双DPF系统进行在线交替再生，并采用了在线再生和离线再生相结合的再生策略，提高了在线再生时的NTP利用率及DPF再生效率。但其再生过程只满足排气分流的情况，无法实现全流在线再生；采用双DPF结构占用空间较大。在实际应用中，如何解决柴油机在线再生DPF以及NTP发生器系统优化等问题，进而在柴油机DPF再生领域成功应用该技术，还需进一步研究。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种车载DPF在线再生系统及其控制方法，采用基于介质阻挡放电的同轴多级NTP生成系统，通过耦合NTP发生器、柴油机和后处理系统并对DPF再生系统进行控制和优化，可有效实现柴油机DPF在线再生。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种车载DPF在线再生系统，其特征在于，包括后处理系统、NTP生成系统、进气系统、冷却系统、电源供给装置、柴油机系统及控制模块，

所述后处理系统包括安装在柴油机系统排气管上的DPF，DPF前端有NTP喷嘴和第一压力传感器、后端为第二压力传感器，DPF外部嵌套有电加热层，DPF上方装有DPF温度传感器，用于检测DPF再生时的温度，并将所测温度反馈给控制模块；

电源供给装置为NTP生成系统提供电源，所述NTP生成系统由多个NTP放电模块，每一个NTP放电模块均包括高压电极、低压电极和石英管，高压电极嵌套在石英管的外侧，高压电极外部涂覆绝缘导热硅胶，低压电极设置在石英管内侧、且与石英管之间留有间隙作为介质阻挡放电区，每个放电模块的内层、外层分别设有内层套管、外层套管；

多个NTP放电模块嵌套布置，所述低压电极与内层套管之间设置有低压电极水冷通道，高压电极与外层套管之间设置有高压电极水冷通道，高压电极水冷通道、低压电极水冷通道均与冷却系统相连通；

每一个NTP放电模块的低压电极与石英管之间的介质阻挡放电区均为第一空气通道，位于内层的NTP放电模块的外层套管与内层套管之间的缝隙为第二空气流道，且位于相邻两层NTP放电模块的第一空气通道通过该两层NTP放电模块之间的第二空气流道连通，且空气流道呈S型；所述空气流道的进气口与进气系统相连、出气口与DPF相连；

每一个NTP放电模块的高压电极通过一根导线与电源供给装置相连，低压电极均独立接地，多个NTP放电模块的电压不同、电压由内层向外层依次升高；

第一压力传感器、第二压力传感器、DPF温度传感器均与控制模块相连。

进一步地，所述进气系统包括NTP空气滤清器、质量流量传感器、供气泵和进气管，所述NTP空气滤清器设置在供气泵的进气一侧，所述进气管位于供气泵的出气一侧、且与NTP生成系统的空气流道相连，所述质量流量传感器设在NTP空气滤清器与供气泵之间；所述质量流量传感器、供气泵均与控制模块相连；

所述供气泵接受控制模块的信号控制，形成闭环控制系统。

进一步地，冷却系统包括依次连通的NTP系统水箱、水泵、散热器，散热器的出水端通过冷却水管与NTP生成系统的水冷流道相连，散热器处设置风扇，冷却系统中还设置水温传感器，

水温传感器、风扇均与控制模块相连，用于监测冷却水温度并将所测冷却水的温度反馈给控制模块，通过控制风扇转速的大小对经过散热器的冷却水进行冷却，使NTP生成系统的温度保持在较优的范围内。

进一步地，DPF上方装有DPF温度传感器，用于检测DPF再生时的温度，并将所测温度反馈给控制模块；控制模块通过控制电加热层对DPF再生温度控制。

进一步地，DPF的材料为壁流式蜂窝陶瓷，孔密度是100cpsi，直径为144mm，母线长152mm。

进一步地，低压电极与石英管之间的介质阻挡放电区的放电间隙为2mm。

进一步地，相邻的所述高压电极水冷通道、低压电极水冷通道依次贯通，形成S型冷却水通道。

进一步地，位于最外层的NTP放电模块外部的外层套管上设有排水部件，位于最内层的NTP放电模块的内层套管一端端部设有进水部件，所述排水部件、进水部件均与冷却系统相连；

位于最内层的NTP放电模块的内层套管另一端端部设有进气口，位于最外层的NTP放电模块外部的石英管上设有出气口，所述进气口、出气口均与进气系统相连；

所述进水部件仅通过位于最内层的NTP放电模块的内层套管与冷却水通道相连通，所述进气口仅通过位于最内层的NTP放电模块的内层套管与空气流道相连通。

进一步地，电源供给装置包括车载电源、逆变升压器和电压控制器，所述车载电源作为装置总电源，车载电源所提供的电压经逆变升压器处理，升高至NTP生成系统中放电模块所需的高电压；控制模块将不同的电压信号通过电压控制器传递给逆变升压器，使逆变升压器对每一级NTP放电模块中的高压电极提供不同的电压。

所述车载DPF在线再生系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：对后处理系统进行标定试验，确定不同工况下DPF可正常工作时两端的最大压差值和再生完成时DPF两端的目标压差，分别作为再生起始压差值、再生完成压差值；通过试验确定NTP活性物质与DPF内部颗粒的最佳反应温度范围作为再生温度区间；将再生起始压差值P_start、再生完成压差值P_over、再生温度区间[T_min,T_max]存入控制模块；

步骤二：对NTP生成系统、进气系统、冷却系统和电源供给装置进行联合标定试验，确定在NTP发生器所能承受的最大空气流量Q₂和再生所需的最小流量Q₁范围内NTP发生器中每级放电模块的最优放电电压区间和冷却水的上限温度T₀，将其存入控制模块；

步骤三：通过DPF前端压力传感器和DPF后端压力传感器监测DPF两端压差P，与控制模块中预存的再生起始压差值P_start进行比较，以判断DPF是否需要再生；

步骤四：当发动机运行时，若监测到DPF两端压差大于再生起始压差值时，控制模块向NTP发生器冷却系统、NTP发生器进气系统和电源供给装置发送信号使系统开始工作控制柴油机进入再生模式；在整个再生过程中：

质量流量传感器将NTP进气系统的空气流量Q反馈给控制模块，当Q<Q1时，控制模块提高供气泵转速并增加高压电极的放电电压，如果Q>Q2则减小供气泵转速并减小高压电极的放电电压；

控制模块从水温传感器接收到反馈信息水温T，如果冷却水实时温度T_w大于事先预存入得冷却水温度T₀则开启风扇为流经散热器的冷却水进行冷却；最后向后处理系统喷入NTP活性物质，进行在线再生；

步骤五：DPF上方的温度传感器实时监测再生温度T_d，若T_d>T_max，采取增加喷油提前角的发动机控制策略降低排气温度，由于整个反应在排气的氛围下进行，进而降低反应温度；当T_d<T_min时，开启嵌套在DPF上的电加热层，使反应区温度保持在合适的温度范围内；

步骤六：如果DPF两端压差P>P_over则返回控制步骤五，继续执行循坏步骤；当P<P_over，表明再生已经完成，控制模块关闭NTP生成系统、NTP发生器进气系统、NTP发生器冷却系统和电源供给装置。

本发明的有益效果：利用NTP生成系统产生的NTP活性物质对DPF进行再生，再生所需的温度远低于PM起燃温度，能在较低的温度下进行再生；NTP生成系统中交错布置的NTP放电模块可以减缓反应气体的流动速度，稳定了气体压力，延长了气体在反应区内的滞留时间；NTP发生器中每一层放电模块中高压电极的放电特性可以单独控制，提高了放电效率；反应气体放电后均可得以冷却，抑制NTP活性物质热解；NTP生成系统采用独立的冷却系统，可以精确的控制反应器温度；采用在线再生，在发动机运行过程中即可对DPF进行再生，更加贴近实际应用；控制模块能使柴油机进入再生模式后能精确控制发动机运行参数。

附图说明

图1为本发明所述车载DPF在线再生系统示意图。

图2为后处理系统结构示意图。

图3中(a)为NTP生成系统结构示意图，(b)为NTP放电模块局部结构图。

图4为进气系统结构示意图。

图5为冷却系统结构示意图。

图6为电源供给装置结构示意图。

图7为柴油机系统统结构示意图。

图8为控制模块执行示例性步骤的流程图。

图中：

100-后处理系统，101-第一压力传感器，102-电加热层，103-DPF温度传感器，104-DPF，105-第二压力传感器，106-NTP喷嘴；200-NTP生成系统，201-进气口，202-一级高压电极导线，203-二级高压电极导线，204-三级高压电极导线，205-高压电极，206-石英管，207-介质阻挡放电区，208-低压电极，209-排水部件，210-出气口，211-低压电极接地导线，212-进水部件，213-冷却水通道，214-高压电极水冷通道，215-低压电极水冷通道，216-内层套管，217-外层套管，218-壳体，219-挡板；300-进气系统，301-NTP空气滤清器，302-质量流量传感器，303-供气泵，304-进气管；400-冷却系统，401-NTP系统水箱，402-水泵，403-散热器，404-冷却水管，405-风扇，406-水温传感器；500-电源供给装置，501-车载电源，502-逆变升压器，503-电压控制器；600-柴油机系统，601-柴油机空气滤清器，602-柴油器进气道，603-柴油机，604-柴油机排气管，605-柴油器进气流量传感器；700-控制模块。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，本发明所述的车载DPF再生系统包括：后处理系统100、NTP生成系统200、进气系统300、冷却系统400、电源供给装置500、柴油机系统600及控制模块700。所述后处理系统100与柴油机系统600由柴油机排气管604相连接，NTP生成系统200通过NTP喷嘴106向后处理系统100提供NTP活性物质。进气系统300通过进气管304向NTP生成系统200提供反应气，冷却系统400利用冷却水管404向NTP生成系统200提供冷却水进行冷却。电源供给装置500为NTP生成系统200中各放电模块提供不同的电压。控制模块700通过各类传感器和泵控制整个系统。

如图2所示，所述后处理系统100包括安装在柴油机系统600排气管604上的DPF104，DPF104前端有NTP喷嘴106和第一压力传感器101、后端为第二压力传感器105。再生时由NTP喷嘴106通入NTP活性物质。DPF104采用的材料为堇青石，采用壁流式蜂窝陶瓷，孔密度是100cpsi，直径为144mm，母线长152mm。DPF104外部嵌套有电加热层102，DPF104上方装有DPF温度传感器103，第一压力传感器101、第二压力传感器105、DPF温度传感器103均与控制模块700相连。DPF温度传感器103用于检测DPF再生时的温度，并将所测温度反馈给控制模块700，以此通过控制电加热层102的电流控制发热功率，使DPF再生温度保持在最佳值，从而使再生过程更加稳定。控制模块700由第一压力传感器101、第二压力传感器105获得DPF104前后两端的压差信号。

电源供给装置500为NTP生成系统200提供电源，所述NTP生成系统200由多个NTP放电模块，如图3所示，每一个NTP放电模块均包括高压电极205、低压电极208和石英管206，高压电极205嵌套在石英管206的外侧，高压电极205外部涂覆绝缘导热硅胶，可在水冷过程中带走热量并防止漏电。低压电极208设置在石英管206内侧、且与石英管206之间留有间隙作为介质阻挡放电区207，每个放电模块的内层、外层分别设有内层套管216、外层套管217。低压电极208与石英管206之间的介质阻挡放电区207的放电间隙为2mm。

多个NTP放电模块嵌套布置，并置于壳体218内部，所述壳体218为聚四氟乙烯粘接的全封闭结构。反应气每经过一级放电区，NTP活性物质的浓度增加，反应气气体减少。由于活性物质中有带电粒子，进而提高了气体的带电粒子浓度，使反应气更容易发生放电反应，故设置高级数模块的高压电极放电电压低于低级数模块，有利于提高NTP活性物质的生成率和各级高压电极的放电效率。

所述低压电极208与内层套管216之间设置有低压电极水冷通道215，高压电极205与外层套管217之间设置有高压电极水冷通道214，高压电极水冷通道214、低压电极水冷通道215均与冷却系统400相连通。本实施例中，相邻的所述高压电极水冷通道214、低压电极水冷通道215依次贯通，形成S型冷却水通道213。冷却水通过进水部件212流入NTP发生器内部对各部件模块进行冷却，经过各层冷却水通道213最后从排水部件209流出。此结构使冷却水可以直接接触高压电极205与低压电极208，增强了冷却效果。

每一个NTP放电模块的低压电极208与石英管206之间的介质阻挡放电区207均为第一空气通道，位于内层的NTP放电模块的外层套管217与内层套管216之间的缝隙为第二空气流道，且位于相邻两层NTP放电模块的第一空气通道通过该两层NTP放电模块之间的第二空气流道连通，且空气流道呈S型；所述空气流道的进气口与进气系统300相连、出气口与DPF104相连。空气流道呈S型，反应气可以连续的通过各层介质阻挡放电区域，并且反应气在流动过程中会多次往返改变流动方向，减缓了反应气的流动速度，延长了反应气在发生器中的反应时间，增加了NTP的生成量。内、外两层套管之间为反应气流动空间，由于内、外两层套管中通有冷却水，使经过放电区的高温反应气迅速冷却，避免反应生成的NTP活性物质发生热解。

反应气从进气口201进入NTP发生器内部经过各层NTP放电模块中的介质阻挡放电区207进行反应，反应过后的气体经过内层套管216和外层套管217所组成的间隙，由于两套管外部由冷却水流通，经过了放电区的温度较高的反应气可以迅速冷却，避免反应生成的NTP活性物质发生热解。

位于最外层的NTP放电模块外部的外层套管217上设有排水部件209，位于最内层的NTP放电模块的内层套管216一端端部设有进水部件212，所述排水部件209、进水部件212均与冷却系统400相连。位于最内层的NTP放电模块的内层套管216另一端端部设有进气口201，位于最外层的NTP放电模块外部的石英管206上设有出气口210，所述进气口201、出气口210均与进气系统300相连。所述进水部件212仅通过位于最内层的NTP放电模块的内层套管216与冷却水通道213相连通，所述进气口201仅通过位于最内层的NTP放电模块的内层套管216与空气流道相连通。气路与水路由挡板219分隔开。

每一个NTP放电模块的高压电极205通过一根导线与电源供给装置500相连，低压电极208均独立接地，多个NTP放电模块的电压不同、电压由内层向外层依次升高。本实施例中，NTP放电模块的数量为三个，从内到外分别为一级NTP放电模块、二级NTP放电模块、三级NTP放电模块，它们分别用一级高压电极导线202、二级高压电极导线203、三级高压电极导线204与外部电路连接；三个NTP放电模块的低压电极208分别通过一根低压电极接地导线211独立接地。

由于活性物质中有带电粒子，进而提高了气体的带电粒子浓度，使反应气更容易发生放电反应，故设置高级数模块的高压电极放电电压低于低级数模块，有利于提高NTP活性物质的生成率，进而提高各级高压电极205的放电效率。

如图4所示，所述进气系统300包括NTP空气滤清器301、质量流量传感器302、供气泵303和进气管304，所述NTP空气滤清器301设置在供气泵303的进气一侧，所述进气管304位于供气泵303的出气一侧、且与NTP生成系统200的空气流道相连，所述质量流量传感器302设在NTP空气滤清器301与供气泵303之间；所述质量流量传感器302、供气泵303均与控制模块700相连；所述供气泵303接受控制模块700的信号控制，形成闭环控制系统。所述供气泵303接受控制模块700的信号控制，向NTP生成系统200提供经过NTP空气滤清器301过滤的空气，由于此系统为闭环控制系统，故供气流量精确可控。

如图5所示，冷却系统400包括依次连通的NTP系统水箱401、水泵402、散热器403，散热器403的出水端通过冷却水管404与NTP生成系统200的水冷流道相连，散热器403处设置风扇405，冷却系统400中还设置水温传感器406，水温传感器406、风扇405均与控制模块700相连，用于监测冷却水温度并将所测冷却水的温度反馈给控制模块700，通过控制风扇405转速的大小对经过散热器403的冷却水进行冷却，使NTP生成系统200的温度保持在较优的范围内。

所述水泵402接收控制模块700的信号后，从NTP系统水箱401中抽取循环冷却水进入NTP生成系统200进行冷却，之后冷却水在NTP生成系统200中冷却各模块带走热量，从排水部件209流出，经管路进入水箱401进行下一轮循环。由于冷却水流经NTP生成系统200后温度会升高减弱冷却效果，故冷却水管404上装有水温传感器406，以监测冷却水温度。水温传感器406将所测温度反馈给控制模块700，以此通过控制风扇405转速的大小对经过散热器403的冷却水进行冷却，使NTP生成系统200的温度保持在较优的范围内。

如图6所示，所述车载电源501作为装置总电源。电源供给装置500包括车载电源501、逆变升压器502和电压控制器503，所述车载电源501作为装置总电源，车载电源所提供的电压经逆变升压器502处理，升高至NTP生成系统200中放电模块所需的高电压；控制模块700将不同的电压信号通过电压控制器503传递给逆变升压器502，使逆变升压器502对每一级NTP放电模块中的高压电极205提供不同的电压。

如图7所示，空气经滤清器601过滤进入柴油器进气道602而后通入柴油机603。柴油器进气流量传感器605监测柴油机的进气流量并向控制模块700反馈流量信号，最后排气由柴油机排气管604接入后处理系统100。由于后处理系统100对DPF104进行再生时要求温度在100℃-200℃左右，温度过高会导致NTP活性物质分解，影响再生效果。因此通过DPF温度传感器103反馈的温度信号进行控制，以使后处理系统100与柴油机系统600能够耦合，温度过高时采取延迟喷油的策略，温度过低时利用电加热层102对DPF104进行加热保温，进而能对再生温度进行控制。

如图8所示，本发明所述车载DPF在线再生系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：对后处理系统100进行标定试验，确定不同工况下DPF104可正常工作时两端的最大压差值和再生完成时DPF104两端的目标压差，分别作为再生起始压差值、再生完成压差值。通过试验确定NTP活性物质与DPF104内部颗粒的最佳反应温度范围作为再生温度区间。将再生起始压差值P_start、再生完成压差值P_over、再生温度区间[T_min,T_max]存入控制模块700。

步骤二：对NTP生成系统200、进气系统300、冷却系统400和电源供给装置500进行联合标定试验，确定在NTP发生器所能承受的最大空气流量Q₂和再生所需的最小流量Q₁范围内NTP发生器中每级放电模块的最优放电电压区间和冷却水的上限温度T₀，将其存入控制模块700。

步骤三：通过DPF前端第一压力传感器101和DPF后端第二压力传感器105监测DPF104两端压差P，与控制模块700中预存的再生起始压差值P_start进行比较，以判断DPF104是否需要再生；

步骤四：当发动机运行时，若监测到DPF104两端压差大于再生起始压差值时，控制模块700向NTP发生器冷却系统400、NTP发生器进气系统300和电源供给装置500发送信号使系统开始工作控制柴油机进入再生模式；在整个再生过程中：

质量流量传感器302将NTP进气系统的空气流量Q反馈给控制模块700，当Q<Q1时，控制模块700提高供气泵303转速并增加高压电极205的放电电压，如果Q>Q2则减小供气泵303转速并减小高压电极205的放电电压；

控制模块700从水温传感器406接收到反馈信息水温T_w，如果冷却水实时温度T_w大于事先预存入得冷却水温度T₀则开启风扇405为流经散热器403的冷却水进行冷却；最后向后处理系统100喷入NTP活性物质，进行在线再生；

步骤五：DPF104上方的温度传感器103实时监测再生温度T_d，若T_d>T_max，采取增加喷油提前角的发动机控制策略降低排气温度，由于整个反应在排气的氛围下进行，进而降低反应温度；当T_d<T_min时，开启嵌套在DPF104上的电加热层102，使反应区温度保持在合适的温度范围内；

步骤六：如果DPF104两端压差P>P_over则返回控制步骤五，继续执行循坏步骤；当P<P_over，表明再生已经完成，控制模块700关闭NTP生成系统200、NTP发生器进气系统300、NTP发生器冷却系统400和电源供给装置500。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种车载DPF在线再生系统，其特征在于，包括后处理系统（100）、NTP生成系统（200）、进气系统（300）、冷却系统（400）、电源供给装置（500）、柴油机系统（600）及控制模块（700），

所述后处理系统（100）包括安装在柴油机系统（600）排气管（605）上的 DPF（104）， DPF（104）前端有NTP喷嘴（106）和第一压力传感器（101）、后端为第二压力传感器（105），DPF（104）外部嵌套有电加热层（102），DPF（104）上方装有DPF温度传感器（103），用于检测DPF再生时的温度，并将所测温度反馈给控制模块（700）；

电源供给装置（500）为NTP生成系统（200）提供电源，所述NTP生成系统（200）由多个NTP放电模块，每一个NTP放电模块均包括高压电极（205）、低压电极（208）和石英管（206），高压电极（205）嵌套在石英管（206）的外侧，高压电极（205）外部涂覆绝缘导热硅胶，低压电极（208）设置在石英管（206）内侧、且与石英管（206）之间留有间隙作为介质阻挡放电区（207），每个放电模块的内层、外层分别设有内层套管（216）、外层套管（217）；

多个NTP放电模块嵌套布置，所述低压电极（208）与内层套管（216）之间设置有低压电极水冷通道（215），高压电极（205）与外层套管（217）之间设置有高压电极水冷通道（214），高压电极水冷通道（214）、低压电极水冷通道（215）均与冷却系统（400）相连通；所述冷却系统（400）包括依次连通的NTP系统水箱（401）、水泵（402）、散热器（403），散热器（403）的出水端通过冷却水管（404）与NTP生成系统（200）的水冷流道相连，散热器（403）处设置风扇（405）；

每一个NTP放电模块的低压电极（208）与石英管（206）之间的介质阻挡放电区（207）均为第一空气通道，位于内层的NTP放电模块的外层套管（217）与内层套管（216）之间的缝隙为第二空气流道，且位于相邻两层NTP放电模块的第一空气通道通过该两层NTP放电模块之间的第二空气流道连通，且空气流道呈S型；所述空气流道的进气口与进气系统（300）相连、出气口与DPF（104）相连；低压电极（208）与石英管（206）之间的介质阻挡放电区（207）的放电间隙为2 mm；

每一个NTP放电模块的高压电极（205）通过一根导线与电源供给装置（500）相连，低压电极（208）均独立接地，多个NTP放电模块的电压不同、电压由内层向外层依次升高；

第一压力传感器（101）、第二压力传感器（105）、DPF温度传感器（103）均与控制模块（700）相连。

2.根据权利要求1所述的车载DPF在线再生系统，其特征在于，所述进气系统（300）包括NTP空气滤清器（301）、质量流量传感器（302）、供气泵（303）和进气管（304），所述NTP空气滤清器（301）设置在供气泵（303）的进气一侧，所述进气管（304）位于供气泵（303）的出气一侧、且与NTP生成系统（200）的空气流道相连，所述质量流量传感器（302）设在NTP空气滤清器（301）与供气泵（303）之间；所述质量流量传感器（302）、供气泵（303）均与控制模块（700）相连；

所述供气泵（303）接受控制模块（700）的信号控制，形成闭环控制系统。

3.根据权利要求2所述的车载DPF在线再生系统，其特征在于：冷却系统（400）中还设置水温传感器（406），

水温传感器（406）、风扇（405）均与控制模块（700）相连，用于监测冷却水温度并将所测冷却水的温度反馈给控制模块（700），通过控制风扇（405）转速的大小对经过散热器（403）的冷却水进行冷却，使NTP生成系统（200）的温度保持在事先预存入控制模块（700）的冷却水的上限温度T₀以下。

4.根据权利要求3所述的车载DPF在线再生系统，其特征在于：DPF（104）上方装有DPF温度传感器（103），用于检测DPF再生时的温度，并将所测温度反馈给控制模块（700）；控制模块（700）通过控制电加热层（102）对DPF（104）再生温度控制。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的车载DPF在线再生系统，其特征在于：DPF（104）的材料为壁流式蜂窝陶瓷，孔密度是100 cpsi，直径为144 mm，母线长152 mm；

相邻的所述高压电极水冷通道（214）、低压电极水冷通道（215）依次贯通，形成S型冷却水通道（213）；

位于最外层的NTP放电模块外部的外层套管（217）上设有排水部件（209），位于最内层的NTP放电模块的内层套管（216）一端端部设有进水部件（212），所述排水部件（209）、进水部件（212）均与冷却系统（400）相连；

位于最内层的NTP放电模块的内层套管（216）另一端端部设有进气口（201），位于最外层的NTP放电模块外部的石英管（206）上设有出气口（210），所述进气口（201）、出气口（210）均与进气系统（300）相连；

所述进水部件（212）仅通过位于最内层的NTP放电模块的内层套管（216）与冷却水通道（213）相连通，所述进气口（201）仅通过位于最内层的NTP放电模块的内层套管（216）与空气流道相连通。

6.根据权利要求1所述的车载DPF在线再生系统，其特征在于：电源供给装置（500）包括车载电源（501）、逆变升压器（502）和电压控制器（503），所述车载电源（501）作为装置总电源，车载电源所提供的电压经逆变升压器（502）处理，升高至NTP生成系统（200）中放电模块所需的高电压；控制模块（700）将不同的电压信号通过电压控制器（503）传递给逆变升压器（502），使逆变升压器（502）对每一级NTP放电模块中的高压电极（205）提供不同的电压。

7.一种如权利要求1-6任一项所述车载DPF在线再生系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：对后处理系统（100）进行标定试验，确定不同工况下DPF（104）可正常工作时两端的最大压差值和再生完成时DPF（104）两端的目标压差，分别作为再生起始压差值、再生完成压差值；通过试验确定NTP活性物质与DPF（104）内部颗粒的最佳反应温度范围作为再生温度区间；将再生起始压差值P_start、再生完成压差值P_over、再生温度区间 [T_min,T_max]存入控制模块（700）；

步骤二：对NTP生成系统（200）、进气系统（300）、冷却系统（400）和电源供给装置（500）进行联合标定试验，确定在NTP发生器所能承受的最大空气流量Q₂和再生所需的最小流量Q₁范围内NTP发生器中每级放电模块的最优放电电压区间和冷却水的上限温度T₀，将其存入控制模块（700）；

步骤三：通过DPF前端第一压力传感器（101）和DPF后端第二压力传感器（105）监测DPF（104）两端压差P，与控制模块（700）中预存的再生起始压差值P_start进行比较，以判断DPF（104）是否需要再生；

步骤四：当发动机运行时，若监测到DPF（104）两端压差大于再生起始压差值时，控制模块（700）向NTP发生器冷却系统（400）、NTP发生器进气系统（300）和电源供给装置（500）发送信号使系统开始工作控制柴油机进入再生模式；在整个再生过程中：

质量流量传感器（302）将NTP进气系统的空气流量Q反馈给控制模块（700），当Q<Q1时，控制模块（700）提高供气泵（303）转速并增加高压电极（205）的放电电压，如果Q>Q2则减小供气泵（303）转速并减小高压电极（205）的放电电压；

控制模块（700）从水温传感器（406）接收到反馈信息水温T_w，如果冷却水实时温度T_w大于事先预存入的冷却水温度T₀则开启风扇（405）为流经散热器（403）的冷却水进行冷却；最后向后处理系统（100）喷入NTP活性物质，进行在线再生；

步骤五：DPF（104）上方的温度传感器（103）实时监测再生温度T_d，若T_d>T_max，采取增加喷油提前角的发动机控制策略降低排气温度，由于整个反应在排气的氛围下进行，进而降低反应温度；当T_d<T_min时，开启嵌套在DPF（104）上的电加热层（102），使反应区温度保持在合适的温度范围内；

步骤六：如果DPF（104）两端压差P>P_over则返回控制步骤五，继续执行循坏步骤；当P<P_over，表明再生已经完成，控制模块（700）关闭NTP生成系统（200）、NTP发生器进气系统（300）、NTP发生器冷却系统（400）和电源供给装置（500）。