CN112042266B - 用于水性产品储箱的双能加热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种设置为将水性产品输送给机动车辆的水性产品消耗装置的水性产品存储储箱(2)，所述机动车辆是包括至少一个冷却液体回路和至少一个电源的类型的，所述存储储箱(2)包括设置为加热包含在所述存储储箱(2)中的水性产品的双能加热装置(1)。所述储箱的特征在于，所述双能加热装置(1)包括所述水性产品的加热板(10)，该加热板设置为选择性地由第一加热装置(11)、或由与所述第一加热装置(11)分别且独立的第二加热装置(12)、或同时由所述第一加热装置(11)和第二加热装置(12)加热，并在于，所述第一加热装置(11)是设置为密封地连接到所述车辆的冷却液体回路的液动加热回路，并在于，所述第二加热装置(12)是设置为连接到车辆的电源的电气加热回路。

Description

用于水性产品储箱的双能加热装置
技术领域
本发明一般性地涉及水性产品存储储箱的技术领域，该储箱构造为将水性产品输送给车辆、尤其是机动车辆的水性产品消耗装置。
本发明的第一主题涉及一种水性产品的双能加热装置，其包含在构造为将水性产品输送给车辆、尤其是机动车辆的水性产品消耗装置的储箱中。
本发明的第二主题涉及一种用于车辆、尤其是机动车辆的水性产品的存储储箱的加热性防晃动装置(anti-ballottement)。
本发明还涉及一种水性产品的存储储箱。
背景技术
在喷射发动机类型的热力车辆中，已知将水性产品注入发动机的进气回路。在该例子中，热力发动机是水性产品的消耗装置。该水性产品一般是去矿物质水，它通过与进气混合而降低喷射发动机的燃烧室入口处的空气-燃料混合物的温度。由此获得汽油发动机中更好的抗压强度和柴油发动机中更好的燃烧。水还具有冷却发动机内部零件(例如活塞和气缸)的效果。由此能减少污染(未燃烧颗粒、CO、NOx)并在高强度使用时可达到25％的燃料节省。这样的注射系统在专利文献FR2801076 A1中说明。
在具有柴油发动机类型的热力车辆中，已知在SCR催化器上游，将水性产品注入发动机的排放气体中，以减少NOx排放。在该例子中，SCR催化器是水性产品消耗装置。该水性产品一般是尿素水溶液，像例如AdBlue(注册商标)。这样的注射系统在专利文献EP381236A1和WO9736676 A1中说明。
在燃料电池类型的电动车辆中，已知基于尿素水溶液产生电。在氢燃料电池类型的电动车辆中，尿素用于通过其在电解槽中的电解来产生氢。在该例子中，电解槽是水性产品的消耗装置，水性产品是尿素。这样的燃料电池在专利文献US2009095636 A1中说明。在氨燃料电池类型的电动车辆中，尿素用于通过在水解反应器中水解来产生氨。在该例子中，水解反应器是水性产品的消耗装置，水性产品是尿素。这样的燃料电池在专利文献WO2018055175 A1中说明。在尿素燃料电池类型的电动车辆中，尿素用于在燃料电池中直接产生电。在该例子中，燃料电池是水性产品的消耗装置，其中水性产品是尿素。这样的燃料电池在专利文献EP2433327 A1中说明。
由前述例子可以理解，无论所使用的发动机是什么类型的，配备有这样的发动机的车辆必须能够装载一定量的水性产品，该量与所追求的续航能力(单位为千米)直接成比例。为此，在车辆中安装有水性产品的存储储箱。
术语“水性产品”是指包含水的产品，这排除汽油和柴油以及来自原油精炼的其它燃料。术语“水性产品”还指可溶于水的产品，像例如醇。
为了给存储储箱充装水性产品，使用液态水性产品，一般是以该形态将其输送给车辆的水性产品的消耗装置。此外，已知在某些温度和压强状态下，水性产品会冻结。车辆的存储储箱中冻结的水或冻结的尿素不能被输送给车辆的水性产品的消耗装置。该情境一般在寒冷国家的冬天发生。
为了弥补该缺陷，已知用于解冻包含在存储储箱中的水性产品的加热装置。特别地，已知借助于双能加热源来解冻包含在存储储箱中的水性产品，其中第一加热源来自连接到车辆冷却液体回路的液动加热回路，并且其中第二加热源来自连接到车辆电能源的电气加热回路。这样的加热装置在专利文献WO2018050895 A1中说明。
已知的双能加热装置具有体积大且难以优化布置的缺陷。实际上，两个加热回路每个都在存储储箱中占据各自的体积，这要求能够正确地彼此相对地布置在储箱中以优化双能加热装置与水性产品之间的热交换，除此之外还要能够正确地彼此相对地布置以避免任何负面的相互作用。这不是令人满意的。而且，液动加热回路像电气加热回路一样，经常是螺旋形或蛇形管，其仅提供有限的与水性产品热交换的表面。此外，已知的双能加热装置不允许自由地组合液动加热回路提供的能量和电气加热回路提供的能量。
用于机动车辆的水性产品的存储储箱还存在另一问题。当水性产品不完全冻结时，车辆速度或取向的改变造成液态质量体在储箱中运动，因此造成该质量体与储箱壁撞击，产生不期望的噪音(在英文中也称作“slosh noise”)。
为了弥补该缺陷，已知防晃动装置(在英文中也称作“baffle anti-slosh”)。防晃动装置的目的在于当车辆突然加速、制动和转弯时吸收与储箱内生成的波浪相关的噪音。这样的装置在专利文献FR3038000 A1中说明。在该文献中，防晃动装置包括防晃动隔板，其永久性地集成有由不锈钢制成的电阻轨道。该电阻轨道连接到使得防晃动装置具有加热性的供电点。
然而，在专利文献FR3038000 A1中披露的加热性防晃动装置具有仅围绕防晃动隔板加热水性产品的缺陷，这对于快速解冻包含在车辆存储储箱中的水性产品(像例如水或尿素)是不足够的。实际上，在-15摄氏度下，热力发动机(热机)在启动后五分钟达到其正常温度，而且，热机车辆驾驶员期待在启动之后五分钟获得其车辆的所有功率。然而，只要热机车辆的水性产品消耗装置没有正确地得到供给，车辆的功率就受限以保护发动机和限制污染性排放。该情形在构造为将水性产品(像例如水或尿素)输送给该水性产品的消耗装置的储箱的内容物还冻结时发生。
发明内容
本发明的一个目的尤其在于克服上述缺陷。
关于水性产品冻结问题，本发明的第一主题在于一种设置为加热包含在水性产品的存储储箱中的水性产品的双能加热装置，存储储箱设置为将水性产品输送给机动车辆水性产品消耗装置，该机动车辆的类型是包括至少一个冷却液体回路和至少一个电源的，所述加热装置包括水性产品的加热板，其设置为选择性地由第一加热装置、或由与第一加热装置分别且独立的第二加热装置、或同时由第一和第二加热装置加热。
借助于本发明的第一主题，解决了液动加热回路和电气加热回路的相互布置的难点，通过将所有加热回路集中在单个构件——加热板——中，显著地减小双能加热装置的体积和制造成本。根据本发明的第一主题的加热板的另一优点在于，由于加热板是板而非管，它提供更大的与水性产品热交换的表面。术语“板”是指厚度相对于其它维度(长度、宽度)可忽略的元件。
最后，借助于本发明的第一主题，对于组合由液动加热回路提供的能量和由车辆的电气加热回路提供的能量，具有更大的自由度。
根据本发明的第一主题可单独或组合地采用的附加特征：
-第一加热装置是设置为密封地连接到车辆的冷却液体回路的液动加热回路，第二加热装置是设置为连接到车辆电源的电气加热回路。由此，加热板借助于已经存在于车辆中可用的能源来加热。
-液动加热回路和电气加热回路在加热板上弯曲地延伸。由此，对加热板的加热更加快速和均匀。
-液动加热回路和电气加热回路是交缠的(或交织的，entrelacés)。由此，液动加热回路的路径与电气加热回路的路径相同。借助于该特征，对加热板的加热更加快速和均匀。
-加热板包括第一加热装置和第二加热装置。
-加热板由第一金属板材和第二金属板材的组装形成，第一和第二加热装置夹置在第一金属板材与第二金属板材之间。由此，第一和第二加热装置集成在单个构件——加热板——中。这对于减小根据本发明的第一主题的双能加热装置的体积是特别有利的。
-第一和第二金属板材中至少一个被冲压以形成第一管道，液动加热回路包括该第一管道。这能够以更小的成本实现液动加热回路。
-第一和第二金属板材中至少一个被冲压以形成设置为容置第二加热装置的第二管道。这能够以更小的成本实现用于容置第二加热装置的管道。
-加热板包括设置为向机动车辆的水性产品消耗装置的水性产品供给模块输送包含在水性产品存储储箱中的水性产品的液动传输回路。由此，加热板集成能够确保储箱良好运行、更具体地说确保储箱的构造为将水性产品输送给车辆的水性产品消耗装置的供给装置良好运行的额外功能。
-液动传输回路包括第三管道和至少一个设置为抽吸包含在水性产品的存储储箱中的水性产品的抽吸点。这能够以更小的成本实现液动传输回路。
-液动传输回路包括设置为将所述至少一个抽吸点连接到抽吸泵的液动连接装置。由此，加热板集成液动传输回路的额外元件。
-第一加热装置是液动加热回路。
-第一加热装置包括至少一个加热板的位于至少一个第一抽吸点附近的第一加热区域和至少一个加热板的与第一区域相比更远离所述至少一个第一抽吸点、优选地位于至少一个第二抽吸点附近的第二加热区域，第一加热装置设置为使得第一加热装置的单位面积瞬时加热功率在第一区域中比在第二区域中更大。
-第二加热装置是电气加热回路。
-第二加热装置包括至少一个加热板的位于至少一个第一抽吸点附近的第一加热区域和至少一个加热板的与第一区域相比更远离所述至少一个第一抽吸点、优选地位于至少一个第二抽吸点附近的第二加热区域，第二加热装置设置为使得第二加热装置的单位面积瞬时加热功率在第一区域中比在第二区域中更大。由此，可快速地获得解冻的水性产品以允许其抽吸，这即使是当可用于第二加热装置(像例如电气加热回路)的功率受限时也是如此。在车辆启动时，由于电池组可提供的瞬时功率有限，该功率可能会是受限的，并且其还可能受到其它的例如旨在车辆乘客舒适的电气装置(像加热座位或座舱的加热)使用的限制，这些装置可能会相对于解冻包含在储箱中的水性产品的功能优先地消耗电功率。
根据本发明的第一主题可单独或组合地采用的其它附加特征：
-第一加热装置是连接到车辆的不可避免的热量回收回路的加热回路。“不可避免的热量”是指车辆的未使用的剩余热量。这能够以例如发动机的剩余热量和/或制动的剩余热量和/或排放气体的多余热量来加热加热板。
-第一管道与第二管道分离。这能够避免第一和第二加热装置相互加热。
-加热板由金属制成，例如由钢、不锈钢或铝制成。这能够在加热板与水性产品之间具有更好的热交换。
-加热板覆盖有杀虫剂，例如具有抗菌特性的金属，例如锌、银、铜或镍。这能够避免包含在存储储箱中的水性产品的生物污染。
-加热板覆盖有抗腐蚀性覆层，例如基于锌的覆层。这能够保护加热板免受腐蚀。
-第一管道对于包含在储箱中的水性产品是密封的。这能够避免冷却液体和水性产品相互混合。
-第一金属板材在第一管道两侧沿着第一管道密封地组装到第二金属板材。由此，避免冷却液体泄漏到加热板外。
-第一金属板材密封地组装到第二金属板材是通过将第一金属板材激光透射焊接或钎焊或TIG焊接到第二金属板材上实现的。由此，获得在所想要的位置密封的组装。
-第一金属板材密封地组装到第二金属板材是通过将第一金属板材胶粘或胶合(encollage)或层压(contre-collage)到第二金属板材上实现的。由此，改善密封装置的密封性。
-两个金属板材中至少一个被冲压以形成用于液动传输回路的第三管道。这能够以更小的成本实现液动传输回路。
-加热板由三个金属板材的组装形成：第一、第二和第三板材。第一加热装置夹置在第一和第二板材之间，而第二加热装置夹置在第二和第三板材之间。
根据本发明，还提供一种设置为将水性产品输送给机动车辆的水性产品消耗装置的水性产品的存储储箱，该存储储箱包括根据本发明的第一主题的双能加热装置和用于将加热板固定到存储储箱的固定装置。由此，获得特别有创新性的加热储箱。
根据本发明的附加特征，该存储储箱包括设置为通过用紫外线辐射照射水性产品来对包含在存储储箱中的水性产品净化的紫外线辐射净化装置。这能够避免包含在存储储箱中的水性产品的生物污染。
关于“slosh noise”的问题，本发明的第二主题在于一种用于机动车辆中的水性产品存储储箱的加热性防晃动装置，其包括至少一个设有水性产品次级加热装置的防晃动隔板，该防晃动隔板与包括水性产品初级加热装置的加热板联结。
借助于本发明的第二主题，在水性产品储箱中获得增大的加热功率，这能够更快速地解冻包含在储箱中的水性产品，以一旦发动机达到了其正常运行温度(即大约90摄氏度的温度)就具有车辆的整个功率。“更快速地解冻”是指包含在存储储箱中的水性产品的解冻的量高于车辆的水性产品消耗装置的需求。例如，在-15摄氏度下，解冻的量高于在车辆发动机启动之后经过五分钟时车辆的水性产品消耗装置的需求。
根据本发明的第二主题可单独或组合地采用的附加特征：
-防晃动隔板例如通过焊接、铆接或螺固，固定到所述加热板。这能够与加热板分别地制造防晃动隔板，并之后使其联结到后者。
-防晃动隔板来自(出自)加热板。这使得防晃动隔板能够与加热板同时由相同的(同一)部件制造获得。
-防晃动隔板垂直于加热板。这使得能够在围绕加热板之外，例如围绕供给模块，加热水性产品。
-次级和/或初级加热装置包括电气加热回路和/或液动加热回路。由此，可既在次级加热装置中又在初级加热装置中组合不同的能源。
-次级加热装置与初级加热装置是共用(加热能源)的。这允许使用所述一个或多个相同能源来加热加热板和/或防晃动隔板。
-次级加热装置与初级加热装置共享相同的电气和/或液动加热回路。这允许使用所述一个或多个相同加热回路来同时加热加热板和防晃动隔板。
-加热板和防晃动隔板包括第一加热装置和第二加热装置。
-第一加热装置是液动加热回路。
-第一加热装置包括初级加热装置和次级加热装置。
-第一加热装置包括至少一个加热板的位于至少一个第一抽吸点附近的第一加热区域和至少一个加热板的与第一区域相比更远离所述至少一个第一抽吸点、优选地位于至少一个第二抽吸点附近的第二加热区域，第一加热装置设置为使得第一加热装置的单位面积瞬时加热功率在第一区域中比在第二区域中更大。
-第二加热装置是电气加热回路。
-第二加热装置包括初级加热装置和次级加热装置。
-第二加热装置包括至少一个加热板的位于至少一个第一抽吸点附近的第一加热区域和至少一个加热板的与第一区域相比更远离所述至少一个第一抽吸点、优选地位于至少一个第二抽吸点附近的第二加热区域，第二加热装置设置为使得第二加热装置的单位面积瞬时加热功率在第一区域中比在第二区域中更大。由此，可快速地获得不冻结的水性产品以允许其抽吸，这即使是在可用于第二加热装置(像例如电气加热回路)的功率受限时也是如此。在车辆启动时，由于电池组可提供的瞬时功率有限，该功率可能会受到限制，并其还可能受其它的例如旨在车辆乘客舒适的电气装置(像加热座位或座舱的加热)使用的限制，这些装置可能会相对于解冻包含在储箱中的水性产品的功能优先地消耗电能功率。防晃动隔板和/或加热板至少部分地包括金属元件，像例如由不锈钢和/或铝制成的元件。这允许一方面在防晃动隔板与水性产品之间、另一方面在加热板与水性产品之间更好的热交换。
根据本发明，还提供一种水性产品的存储储箱，其包括内部体积、底壁、水性产品流动线，和至少一个根据本发明的第二主题的加热性防晃动装置，其中，防晃动隔板一方面在储箱的内部体积中垂直于储箱底壁、另一方面在储箱中垂直于流动线地延伸，并且其中，加热板平行于储箱底壁地延伸。
根据本发明的储箱主题的附加特征，储箱包括位于两个防晃动隔板之间的供给模块。这能够更快速地解冻供给模块。
根据本发明的储箱主题的附加特征，储箱包括接收水性产品的补充空腔。当储箱水平放置时比储箱的其余部分在重力方向上更深的该补充空腔能够在比储箱其余部分更低的高度处接收水性产品。
根据本发明，可将本发明的第一主题的一个或多个特征与本发明的第二主题的一个或多个特征相组合，反之亦然。
附图说明
现在将借助于以下附图说明本发明的一个非限制性的实施例：
-图1是根据本发明的第一主题的双能加热装置的上部面的立体图；
-图2是包括根据本发明的第一主题的双能加热装置的水性产品的存储储箱的立体剖视图；
-图3是包括根据本发明的第一主题的双能加热装置的水性产品的存储储箱的剖视图；
-图4是根据本发明的第一主题的双能加热装置的下部面的立体图；
-图5是根据本发明的第一主题的双能加热装置的下部面的局部的立体剖视图；
-图6是抽吸点的局部立体剖视图；
-图7是液动连接装置的局部的立体剖视图；
-图8是根据本发明的第二主题的第一实施方式的加热性防晃动装置的上部面的立体图；
-图9是根据本发明的第二主题的第二实施方式的加热性防晃动装置的上部面的立体图；
-图10是包括根据本发明的第二主题的第一实施方式的加热性防晃动装置的水性产品的存储储箱的剖视图；
-图11是根据本发明的第二主题的第三实施方式的加热性防晃动装置的上部面的立体图；
-图12是根据本发明的第二主题的第四实施方式的加热性防晃动装置的上部面的立体图；
-图13是装配有根据本发明的第二主题的加热性防晃动装置的水性产品的存储储箱的立体剖视图；
-图14是根据本发明的第二主题的第六实施方式的加热性防晃动装置的立体分解视图。
在所有图中，相同的元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
如图1所示的双能加热装置1包括加热板10，其整体形状为矩形，该矩形具有两条长边100、101、两条短边102、103、连接四条边的四个角105、106、107、108、上部面10a和下部面10b，上部面10a与下部面10b之间的距离设置为5mm至15mm，该距离是加热板10的厚度。术语“上部面”和“下部面”是指在双能加热装置安装在水性产品的存储储箱的底部(见图2)时，所述储箱分别朝向上和下的面。在所示例子中，加热板10在其中部具有圆形开口4以让水性产品供给模块5通过(见图2)。而且，加热板10的角105、106、107、108布置为达到储箱2的底部角，在所示例子中，加热板10的角105、106、107、108在储箱2的底部的四个角中支承在储箱2的底部上。优选地，加热板10是由金属制成的。实际上，当加热板10安装在尿素存储储箱中时，优选的是加热板由不锈钢制成以更好地抵抗腐蚀，而当加热板10安装在水存储储箱中时，加热板可有利地由铝制成，因为铝比钢更加导热。
根据本发明的第一主题的一个特征，加热板10可选择地被第一加热装置11、被与第一加热装置11分别且独立的第二加热装置12、或同时被第一加热装置11和第二加热装置12加热，这允许加热操作模式高度多样性。根据本发明的第一主题的一个具体实施方式，第一加热装置11是液动加热回路11，第二加热装置12是电气加热回路12。在本发明的第一主题的一个优选实施方式中，液动加热回路11是在加热板10上弯曲地延伸的管道11’。在一个具体实施方式中，管道11’在加热板10的厚度中自上部面10a凸出。在运行时，管道11’由例如发动机冷却液体的载热液体从液体入口11a向液体出口11b流通过(见图4)。乙二醇是用作发动机冷却液体的载热液体的一个例子。有利地，电气加热回路12是在加热板10上弯曲地延伸的例如为500W的电气加热管(也称作“管状电气加热器”或“加热电阻”)(未示出)。在本发明的第一主题的一个优选实施方式中，电气加热管容置于加热板10的管道12’中。在一个具体实施方式中，管道12’在加热板10的厚度中自所述上部面10a凸出。在运行时，像例如电池组的电源通过电插头12a、12b(见图4)供电给电气加热管。
车辆的电子控制单元ECU(英文为“Electronic Control Unit”)(未示出)根据车辆外部/内部温度状况、发动机转速、驾驶员行为、车辆倾斜度和其它参数控制加热板10的选择性加热方式。由此，在某些情况中，加热板10会仅由液动加热回路11来加热，在其它情况中，加热板10会仅由电气加热回路12来加热，而在另外其它情况中，加热板10会同时由液动加热回路11和电气加热回路12来加热。
液动加热回路11和电气加热回路12构成与加热板10一体的部分。“构成一体的部分”是指液动加热回路11和电气加热回路12基本上在加热板10的厚度中延伸。加热板10是通过与液动加热回路11和电气加热回路12两个回路中的一个和/或另一个接触而被加热的导热板。有利地，液动加热回路11和电气加热回路12是交缠的(entrelacé)。术语“交缠”是指液动加热回路11和电气加热回路12一同在加热板10上弯曲地延伸，同时保持相互平行。
在实践中，在寒冷天气时，当加热板10必须解冻包含在热机车辆的存储储箱中的水性产品(像例如水或尿素)时，给液动加热回路11供给来自热机(未示出)的冷却回路的冷却液体。实际上，在发动机启动之后，冷却液体开始在发动机的冷却回路中升温，由此升温的冷却液体被输送到液动加热回路11中。一旦热的冷却液体经过管道11’，它与加热板10交换热量。该热量交换的效果在于通过导热加热加热板10。一旦加热板10足够热，与加热板10接触的水性产品就开始解冻并液化。
上一自然段中说明的操作方式同时适用于具有燃料电池的类型的电动车辆的情况。不同之处在于用来自燃料电池(未示出)的冷却回路的冷却液体来供给液动加热回路11。
可理解，加热板10越热，即其温度越高，则冻结的水性产品就越快液化，由此设置与第一加热装置11分别且独立的加热板10的第二加热装置12是有意义的。在实践中，当加热板10必须解冻包含在热机或燃料电池车辆的存储储箱中的水性产品(像例如水或尿素)时，电气加热回路12由车辆的电源(未示出)供电。一旦电气加热管开始加热，它与加热板10交换热量。该热量交换的效果在于通过导热加热加热板10。由此，通过组合加热板10的不同的两个加热装置11和12，获得对于解冻冻结的水性产品更加有效的加热板10。已知的用于量化两个表面之间的热量交换的参数是传热系数，单位为瓦/平方米·开尔文(W·m-2·K-1)。
在图1中还示出第三回路13，该第三回路像第一加热回路11和第二加热回路12一样，构成加热板10一体的部分，但与前述回路不同地，它不是加热回路。实际上，该回路13是液动传输回路，其功能在于将包含在存储储箱2中的水性产品向水性产品供给模块5(见图2)传送。更具体地说，液动传输回路13的功能在于确保，无论机动车辆的行驶位置如何，模块5总是能够获得包含在存储储箱2中的水性产品。至于模块5，它用于将水性产品输送给车辆的水性产品消耗装置。当例如机动车辆转急弯并且存储储箱2几乎空的时候，少量可用的水性产品会积累在储箱2的一侧或另一侧。如果同时车辆的水性产品消耗装置需求水性产品，它可能会由于供给模块5的抽吸泵3不能够通达积累在储箱2的一侧或另一侧的水性产品而接收不到水性产品。设置液动传输回路13，以避免该情况。在实践中，液动传输回路13包括使得四个抽吸点13a、13b、13c、13d相互连接的管道13’，每个抽吸点13a、13b、13c、13d分别布置在加热板10的角105、106、107和108处。液动传输回路13另外还包括液动连接装置14，该连接装置14用于将抽吸点13a、13b、13c、13d通过管道13’连接到抽吸泵3(见图2)。由此，当水性产品积累在储箱2的一侧或另一侧时，由于角105、106、107、108在存储储箱2中的具体布置，总是存在至少一个浸没在水性产品中的抽吸点13a、13b、13c、13d。通过该布置，无论机动车辆的行驶位置如何，模块5的抽吸泵3总是找得到存储储箱2中的待泵送的水性产品。
有利地，像管道11’和12’一样，管道13’在加热板10的厚度中自上部面10a凸出。
图2示出安装在水性产品存储储箱2(未示出)的底部中的加热板10。在所示例子中，储箱2由通过塑料材料模制获得的两个半壳体来制造：上部半壳体2a和下部半壳体2b。两个半壳体2a、2b沿着接合平面P彼此热焊接到一起，以形成封闭的存储储箱。在储箱通过热焊接封闭之前，加热板10被放入和固定在储箱底部中。加热板10的固定通过多个固定装置20(在图2中仅可见单一固定装置)来确保。在所示例子中，固定装置20通过杆21穿过设置在加热板10的厚度中的开口来获得，该杆21是来自模制储箱2底部的半壳体的塑料杆，并向储箱2内部凸出。安装在杆21的自由端部上的推压垫圈22用于加热板10的停止止挡。还示出水性产品供给模块5。当储箱2是水储箱时，模块5也称作WDM，即英文的“Water DeliveryModule”。WDM是设置为给喷射发动机提供加压水的组件。在WDM模块的构件中，包括有像抽吸泵3的水泵和用于将加压水注入车辆发动机中的注射管道(未示出)。还可以有用于测量水的温度的温度传感器(未示出)和用于测量水的一个或多个物理化学特性的性质传感器(未示出)。有利地，WDM模块还包括稳定器罐6(在英文中也称作涡流罐“swirl pot”)，其旨在永久性地存储对于水泵良好运行有利的一定量的水。
在上部半壳体2a中设置有充装管路7以给储箱2充装水性产品。通过快速连接类型的液动连接器11c将例如乙二醇的冷却液体(未示出)引导到液动加热回路11中。通过插在电气插头12a、12b上的电连接器12c实现将电气加热回路12接到车辆的电源。
图3示出包括双能加热装置10的水性产品的存储储箱2。有利地，加热板10的角105、106、107、108设置为到达储箱2的底部的角。而且，加热板10的角105、106、107、108支承在储箱2的底部上，这能够将抽吸点13a、13b、13c、13d布置在储箱底部，以总是能够通达水性产品，即使是在水性产品量少的时候。为了改善加热板10与包含在储箱2中的水性产品之间的热交换，水性产品还存在于加热板10的下方，即在下部面10b与储箱2的底部之间，这允许增强加热板10与水性产品之间的热交换。下部面10b与储箱的底部之间的距离为10至20mm。
图4示出从下部面10b观察的加热板10。在该视图中，液动加热回路11和电气加热回路12以及液动传输回路13不可见。实际上，管道11’、12’、13’不自下部面10b凸出。自下部面10b凸出的是金属管11a、11b和电气插头12a、12b。
液动连接器11c连接到金属管11a、11b(见图2)，以将液动加热回路11连接到机动车辆的冷却回路。优选地，金属管11a、11b焊接在加热板10的下部面10b上，一个在液动加热回路11的入口，另一个在其出口。电气插头12a、12b在其基部插在还用于在加热板10中支撑插头12a、12b的绝缘材料中。在加热板10的厚度中设置有开口10c、10d以用于固定装置20(见图2)。
图5示出由两个金属板材8、9形成的加热板10。优选地，板材8、9是厚度为0.5至0.6mm的不锈钢板材。第一金属板材8包含加热板10的上部面10a，第二金属板材9包含加热板10的下部面10b。有利地，液动加热回路11和电气加热回路12夹在第一金属板材8与第二金属板材9之间。在一个优选实施方式中，第一金属板材8被冲压以形成第一管道11’。液动加热回路11包括第一管道11’。有利地，第一金属板材8还被冲压以形成第二管道12’。电气加热回路12容置于第二管道12’中。借助于该布置，减小两个回路11和12的制造成本。有利地，第一金属板材8还被冲压以形成第三管道13’。液动传输回路13包括第三管道13’。借助于该布置，减小三个回路11、12和13的制造成本。而且，液动传输回路13还被加热板10加热，这能够在需要时解冻包含在液动传输回路13中的水性产品。
图6示出抽吸点13a、13b、13c、13d的几个细节。在这些细节中，有包括抽吸孔15的阀门17和舌件16。舌件16以悬臂的方式安装到加热板10的角106、108。舌件16的自由端部在抽吸孔15上方延伸。舌件16由密度小于1的含氟聚合物类型的泡沫构成，由此，当抽吸点13a、13b、13c、13d浸没在存储储箱2的水性产品中时，舌件16漂浮在水性产品中。舌件16的漂浮允许打开孔15，由此，当启动抽吸泵3时，穿过孔15泵送水性产品。在此当抽吸点浸没时，称阀门17为打开的。
当抽吸点13a、13b、13c、13d不浸没在存储储箱2的水性产品中且启动抽吸泵3时，舌件16由于在液动传输回路13中产生的轻微负压而被吸附住，通过该布置，舌件16密封地堵塞住孔15。在此当抽吸点处于空气中时称阀门17为关闭的。
图7示出液动连接装置14的数个细节。液动连接装置14(也称作“吸管”)安装在球窝节上，以一方面弥补加热板10与WDM模块之间的角度定位缺陷，另一方面便利吸管的安装。
图8示出加热性防晃动装置30，其包括类似于加热板10的加热板10’，但其中，加热板10’中部的开口4’不是圆形的，而是矩形的，并且其中，不存在电气加热回路。矩形开口4’具有来自加热板10’、即与加热板10’一体制造的两条相对的翻边41、42。实际上，第一翻边41是这样的矩形：该矩形在加热板10’中在三条边41a、41b、41c上切割，并以直角折叠在第三条边41d上，以使得第一翻边41升高到上部面10’上方，位于加热板10’的竖直线上，同时与水性产品在储箱2中的流动线F垂直(见图10)。类似地，第二翻边42是这样的矩形：该矩形在加热板10’中在三条边42a、42b、42c上切割，并以直角折叠在第四条边42d上，以使得第二翻边42升高到上部面10’a上方，位于加热板10’的竖直线上，同时在开口4’的另一侧，面对第一翻边41。借助于该布置，翻边41、42形成防晃动隔板。
加热板10’包括包含在储箱2中的水性产品的初级加热装置(见图10)，例如液动加热回路11。液动加热回路11包括一方面在加热板10’上弯曲地延伸、另一方面在翻边41、42上弯曲地延伸的管道11”，由此，每块翻边41、42都被与加热板10’相同的液动加热回路11经过。借助于该布置，翻边41、42形成设有包含在储箱2中的水性产品的次级加热装置的防晃动隔板。
术语“初级加热装置”是指设置为更快速地解冻包含在储箱中的水性产品的加热装置。术语“次级加热装置”是指设置为辅助初级加热装置的加热装置。
图9示出防晃动装置30的一个实施变型。在该实施方式中，第一防晃动隔板43和第二防晃动隔板44分别包括三个矩形金属板材。防晃动隔板43、44彼此相对，这在于它们通过开口4相互分隔。第一防晃动隔板43和第二防晃动隔板44的每个矩形分别设有分别位于矩形的边43a和44a上的焊接爪43’、44’。焊接爪43’、44’分别在每个矩形的两侧以在90°与-90°两者之间的交替的折叠角度折叠。焊接爪43’、44’分别焊接在加热板10”的上部面10”a上以将防晃动隔板43、44联结到加热板10”。优选地，加热板10”的上部面10”a和防晃动隔板43、44的金属板材的矩形是由不锈钢制成的部件。在本发明的第二主题的该实施变型中，加热板10”包括初级加热装置，例如不在防晃动隔板43、44上延伸的液体或电气加热回路。在此，防晃动隔板43、44的次级加热装置由金属板材的矩形实现，所述金属板材的矩形通过焊接到加热板10”，并通过导热接收来自加热板10”的热量，并将其传递给水性产品。借助于该布置，防晃动隔板43、44用作散热器翼部，其中，散热器是加热板10”。
替代焊接地，爪43’、44’可铆接或螺固到加热板10”。
图10示出安装在水性产品存储储箱2底部中的图8的加热性防晃动装置30。箭头F示出水性产品的流动线。
图11示出加热性防晃动装置30的一个实施变型。在该实施变型中，第一防晃动隔板45基于在垂直于加热板10’的上部面10’a的平面中弯曲地延伸的管实现。管45具有用于载热流体的入口45a和出口45b。在所示例子中，入口45a密封地组装到液动加热回路11的管道11”的上游，出口45b密封地组装到管道11”的下游。由此，当热的冷却液体在管道11”中流通时，该液体的一部分绕行到管45中，该管由此形成设有次级加热装置的防晃动隔板。“热的冷却液体”是指冷却液体比包含在储箱中的水性产品更热。
有利地，与第一防晃动隔板45相同的第二防晃动隔板46安装在与该第一防晃动隔板相对之处，即在开口4的另一侧。防晃动隔板45、46垂直于储箱2中的水性产品的流动线F地布置(见图10)。更有利地，金属板45c、46c分别焊接在不同的管45、46上。板45c、46c被冲压以形成其形状类似于百叶窗的片104。借助于该布置，增强穿过防晃动隔板45、46循环的液体的湍流。
图12示出加热性防晃动装置30的一个实施变型。在该实施方式中，第一防晃动隔板47基于在垂直于加热板10’的上部面10’a的平面中弯曲地延伸的加热电阻实现。加热电阻47通过两个电端子47a、47b来供电。在所示例子中，电阻47作为分路地安装于在加热板10’上弯曲地延伸的电气加热回路12”(未示出)上。借助于该布置，防晃动隔板47设有次级加热装置。有利地，与第一防晃动隔板47相同的第二防晃动隔板48安装在与该第一防晃动隔板相对之处，位于开口4的另一侧。防晃动隔板47、48垂直于储箱2中的水性产品的流动线F地布置(见图10)。
图13示出安装在水性产品存储储箱2的底部中的加热板10’。还示出水性产品供给模块5。在该实施方式中，防晃动隔板50、51在模块5两侧相互面对。借助于该布置，模块5和其包含的水性产品被次级加热装置加热，这特别有利，这是因为这能够实现比仅由初级加热装置来解冻更快速地解冻模块5。在该例子中可见次级加热装置如何辅助初级加热装置。
图14示出防晃动装置30的一个实施变型。在该实施方式中，加热性防晃动装置30包括加热板10’和源自加热板10’的两块相对的翻边41、42。在该实施变型中，加热板10’和两条翻边41、42通过组装基础金属板材110、初级金属板材112和次级金属板材114形成。在该例子中，初级金属板材112组装在基础金属板材110的下部面上，次级金属板材114组装在基础金属板材110的上部面110a上。
如图13所示，加热板10’包括第一加热装置11，该第一加热装置包括包含在储箱2中的水性产品的初级加热装置，例如液动加热回路11。例如，液动加热回路11密封地连接到车辆的冷却液体回路。液动加热回路11包括管道11”，该管道一方面在加热板10’上弯曲地延伸，另一方面在翻边41、42上弯曲地延伸。由此，每条翻边41、42被与加热板10’相同的液动加热回路11经过。借助于该布置，翻边41、42形成设有包含在储箱2中的水性产品的次级加热装置的防晃动隔板50、51，次级加热装置也由第一加热装置11形成。在该例子中，管道11”布置在加热板10’的下部面上。例如，管道11”在加热板10’的厚度中凸出，形成为夹在基础金属板材110与初级金属板材112之间。
加热板10’另外还包括与第一加热装置11分别且独立的第二加热装置12。第二加热装置12包括包含在储箱2中的水性产品的初级加热装置，例如电气加热回路12。例如，电气加热回路12连接到车辆的电源。在该例子中，电气加热回路12位于加热板10’的上部面上。例如，它在加热板10’的厚度中凸出，并夹在基础金属板材110与次级金属板材114之间。在所示例子中，电气加热回路12包括电阻轨道，这能够获得设计特别简单的电气加热回路。电气加热回路12可例如包括至少一条电阻轨道，例如多条电阻轨道。
例如，当电气加热回路12由电阻轨道构成时，电阻轨道的面积在第一区域中比在第二区域中更大，以增大该第一区域中的单位面积瞬时电加热功率。由此，当车辆启动时，例如当车辆仍处于停止还未行驶时，在包含在储箱2中的水性产品冻结的情况下，冻结的水性产品可以在第一区域附近比在储箱2的其余部分更快速地被加热并由此液化，这能够使得水性产品在该第一区域中更快速解冻。面积增大例如是通过增大电阻轨道在第一区域中的曲折数量来实现的，电阻轨道的宽度保持大致相同。电阻轨道由此在第一区域中比在第二区域中更长。在另一例子中，当电气加热回路包括多条电阻轨道时，电阻轨道的数量可以在第一区域中比在第二区域中更多，以增大在该第一区域中的单位面积瞬时电加热功率。在该情况中，还可以是一条或多条电阻轨道的面积在第一区域中比该一条或多条电阻轨道在第二区域中的面积更大，以进一步增大在第一区域中的瞬时电加热功率。
类似地，在液动加热回路11中，单位面积瞬时液体加热功率在第一区域中比在第二区域中更大，以在第一区域中比在第二区域中更快速地解冻水性产品。在该例子中，单位面积瞬时液体加热功率的增大是通过增大液动加热回路、例如管道11”的曲折数量来实现的。
加热板10’在图14所示的例子中包括类似于上文所述的第三回路，它是液动传输回路13。由此，液动传输回路13包括使得四个抽吸点13a、13b、13c、13d相互连接的管道13’，每个抽吸点13a、13b、13c、13d都布置在加热板10’的分别的角落处。加热板10’可包括多个抽吸点，这些抽吸点例如布置在储箱2中的至少两个不同的高度处。在所示例子中，抽吸点13a和13b由此大致处于相同的第一高度处，抽吸点13c和13d大致处于相同的第二高度处，该第二高度允许它们当加热板10’布置在储箱2的底部并且储箱2水平地布置时更深地布置在储箱2中。高度是在具有水平轴和竖直轴的直角坐标系中定义的，其中竖直轴由地球重力的方向给出。由此，当第一抽吸点的竖直轴的坐标值大于第二抽吸点的竖直轴坐标值时，第一抽吸点比第二抽吸点更高。相反地，当第一抽吸点的竖直轴的坐标值小于第二抽吸点的竖直轴坐标值时，第一抽吸点比第二抽吸点更低。
此外，储箱2可包括用于接收水性产品的补充空腔。该补充空腔的底部比储箱2的其余部分对于水性产品更低。在该空腔中可布置有至少一个抽吸点，例如两个抽吸点13c、13d，单位面积瞬时电加热功率在这些抽吸点中至少一个13d的区域(称作第一区域)中比在至少另一抽吸点13c的第二区域中更大，以能够在该第一区域中更快速地解冻水性产品。由此，由于重力和该空腔，没有冻结或解冻的水性产品会流动到空腔中，从而便利其通过该抽吸点13d的抽吸。在水性产品例如仍在至少另一抽吸点13c处冻结的同时，包含在储箱2中的没有冻结的水性产品可由此通过至少该抽吸点13d被抽吸。
在所示例子中，抽吸点13a位于最接近第三区域之处，在该第三区域中电气加热回路12的单位面积瞬时电加热功率最大。由于该更大的单位面积电加热功率，在该第三区域中由电气加热回路12加热能够非常快速地解冻少量水性产品，以在车辆启动时使其通过在抽吸点13a中的抽吸而几乎立即可用，这即使是当可用于电气加热回路12的单位面积电加热功率受到限制时也同样有效。
要指出的是，抽吸点的高度和在该抽吸点的区域中单位面积可用的电加热功率不一定关联。实际上，可以以更高的强度加热位于比第二抽吸点更“高”或更“低”之处的第一抽吸点，而不管该第一抽吸点处加热的水性产品的量如何。
在该例子中，管道13’布置在加热板10’的下部面上。例如，管道13’在加热板10’的厚度中凸出，并形成为夹在基础金属板材110与初级金属板材112之间。
液动传输回路13另外还包括类似于上文所述的液动连接装置14(未示出)。
当然，根据本发明的第二主题的加热性防晃动装置的加热板的这样的实施变型能够直接且毫无疑义地适用于根据本发明的第一主题的双能加热装置的加热板，这是通过布置具有相同特征的加热板(除了该加热板不包括由翻边41、42形成的防晃动隔板)而实现的。
当然，可不超出本发明范围地对本发明进行众多改变。
例如，关于本发明的第一主题，加热板10的几何形状不一定要是矩形的。实际上，所示的加热板是矩形的以适于所示的存储储箱的底部的形状，然而，在另一实施例中，加热板10是圆形的(未示出)或具有适于其中安装有该加热板的存储储箱的底部的形状的其它形状。类似地，所示的加热板是平面的，但在另一实施形式中，加热板是非平面的，以适于其中安装有该加热板的存储储箱的底部的形状，例如，加热板10是阶梯状的(未示出)。
尽管在所示例子中液动加热回路11和电气加热回路12是交缠(或交织)的，还可考虑这些回路的其它造形，例如，液动加热回路11在加热板10上沿着与电气加热回路12(未示出)所遵循的路径不同的路径弯曲地延伸。
关于本发明的第二主题，还可考虑加热板10’由本发明的第一主题的加热板10构成，使得加热板10’的初级加热装置是与电气加热回路12(未示出)组合的液动加热回路11。借助于该布置，次级加热装置也可是与电气加热回路12(未示出)组合的液动加热回路11。
而且，如果将防晃动隔板与垂直于加热板10’的上部面10”的轴之间形成的角度称为α，当防晃动隔板垂直于加热板10’时，则α＝0°。在本发明的第二主题的另一实施方式(未示出)中，可考虑角度α为介于-45°至+45°。
根据本发明的储箱优选地由塑料材料制成(即其壁主要由塑料材料制成)。术语“塑料”是指任何包括至少一种合成树脂聚合物的材料。任何类型的塑料可以是合适的。属于热塑性材料类别的塑料特别合适。术语“热塑性材料”是指任何热塑性聚合物，尤其是热塑性弹性体以及它们的混合物。术语“聚合物”同时指均聚物和共聚物，尤其是二元和三元共聚物。
尽管附图示出设置为将水输送给热力车辆的喷射发动机的水储箱，本发明不限于该应用。实际上，根据本发明的第一主题的双能加热装置和根据本发明的第二主题的加热性防晃动装置分别易于安装在构造为将尿素输送给柴油发动机类型的热力车辆的SCR催化器的尿素、例如AdBlue(注册商标)储箱中。在另一应用中，尿素储箱可以构造为将尿素输送给电解槽、水解反应器、或燃料电池类型的电动车辆的燃料电池。
在自动或半自动类型的车辆中，在前述水性产品存储储箱之外，还有用于清洁传感器(例如LIDAR或RADAR)的水性产品储箱，根据本发明的第一主题的双能加热装置和根据本发明的第二主题的加热性防晃动装置分别还可应用于该类型的储箱。

Claims (12)

1.一种水性产品的存储储箱(2)，设置为将水性产品输送给机动车辆的水性产品的消耗装置，所述机动车辆是包括至少一个冷却液体回路和至少一个电源的类型的，所述存储储箱(2)包括设置为加热包含在所述存储储箱(2)中的水性产品的双能加热装置(1)，其特征在于，
所述双能加热装置(1)包括所述水性产品的加热板(10)，该加热板设置为选择性地由第一加热装置(11)、或由与所述第一加热装置(11)分别且独立的第二加热装置(12)、或同时由所述第一加热装置(11)和第二加热装置(12)加热，所述加热板(10)包括第一加热装置(11)与第二加热装置(12),并在于，
所述第一加热装置(11)是设置为密封地连接到所述车辆的冷却液体回路的液动加热回路，并在于，
所述第二加热装置(12)是设置为连接到车辆的电源的电气加热回路。
2.如权利要求1所述的存储储箱(2)，其特征在于，所述液动加热回路(11)和所述电气加热回路(12)在所述加热板(10)上弯曲地延伸。
3.如权利要求1或2所述的存储储箱(2)，其特征在于，所述液动加热回路(11)和所述电气加热回路(12)是交缠的。
4.如权利要求1或2所述的存储储箱(2)，其特征在于，所述加热板(10)由第一金属板材(8)和第二金属板材(9)的组装形成，并在于，所述第一加热装置(11)和第二加热装置(12)夹置在所述第一金属板材(8)与所述第二金属板材(9)之间。
5.如权利要求4所述的存储储箱(2)，其特征在于，所述第一金属板材(8)和所述第二金属板材(9)中至少一个被冲压以形成第一管道(11’)，并在于，所述液动加热回路(11)包括所述第一管道(11’)。
6.如权利要求4所述的存储储箱(2)，其特征在于，所述第一金属板材(8)和所述第二金属板材(9)中至少一个被冲压以形成设置为容置所述第二加热装置(12)的第二管道(12’)。
7.如权利要求1或2所述的存储储箱(2)，其特征在于，所述加热板(10)包括设置为向机动车辆的水性产品消耗装置的水性产品供给模块(5)输送包含在所述存储储箱(2)中的水性产品的液动传输回路(13)。
8.如权利要求7所述的存储储箱(2)，其特征在于，所述液动传输回路(13)包括第三管道(13’)和至少一个设置为抽吸包含在所述存储储箱(2)中的水性产品的抽吸点(13a、13b、13c、13d)。
9.如权利要求8所述的存储储箱(2)，其特征在于，所述液动传输回路(13)包括液动连接装置(14)，其设置为将所述至少一个抽吸点(13a、13b、13c、13d)连接到抽吸泵(3)。
10.如权利要求1或2所述的存储储箱(2)，其特征在于，该存储储箱另外还包括用于将所述加热板(10)固定到所述存储储箱(2)的固定装置(20)。
11.如权利要求1或2所述的存储储箱(2)，其中，所述第二加热装置(12)包括至少一个所述加热板(10)的位于至少一个第一抽吸点(13a)附近的第一加热区域和至少一个所述加热板(10)的与所述第一加热区域相比更远离所述至少一个第一抽吸点(13a)的第二加热区域，所述第二加热装置(12)设置为使得所述第二加热装置(12)的单位面积瞬时加热功率在所述第一加热区域中比在所述第二加热区域中更大。
12.如权利要求11所述的存储储箱(2)，其中，所述第二加热区域位于至少一个第二抽吸点(13b)附近。
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