CN114165330A - 基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆及控制方法,包括液氨供给组件、液氨气化组件、氨氢融合燃料内燃机、氨裂解器、动力电池、驱动电机、发电机,氨氢融合燃料内燃机以氨为主燃料,以氨经过氨裂解器重整后产生的氢气为引燃和助燃燃料;氨氢融合燃料内燃机驱动发电机,发电机直接提供给驱动电机为车辆提供驱动力,也可为动力电池充电;在车辆启动时,为氨裂解器中的电加热装置供电,在稳定工作工况下氨裂解能量主要来自于内燃机的冷却和排气热源。在加速工况时,动力电池直接为驱动电机提供辅助动力。本发明可实现氨氢融合燃料内燃机和动力电池联合为车辆提供驱动力,氨氢融合燃料内燃机一直工作在高效区,所需的瞬时功率。

Description

基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆及控制方法
技术领域
本发明涉及节能与新能源车辆领域,特别涉及一种基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆及控制方法。
背景技术
氨是世界上第二大合成的工业化学物质,全球年产量约2亿吨,相关基础及产业链完善。氨不但可以作为氢能的载体,用于制氢,而且氨的物化特性决定它可以作为发动机的替代燃料。与氢一样,氨也可从可再生能源的各种资源中生产,作为内燃机燃料,与氢相比,氨的体积能量密度为14.9MJ/m3,高于氢气的体积能量密度10.7MJ/m3,而且氨在常压下,-33℃就变成液体,具有易储存携带,续航里程长等优势;同时氨的自燃温度高和最小点火能力要求高,可燃范围小,使用安全可靠;但氨存在点火困难、火焰传播速度慢、动力性和响应性差问题,从而导致出现内燃机启动不顺、车辆瞬态动力不足、燃料的利用效率低的现象。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆及控制方法,以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。
为解决上述技术问题所采用的技术方案:
首先本发明提供一种基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆,其包括:液氨供给组件、液氨气化组件、氨氢融合燃料内燃机、氨裂解器、动力电池、驱动电机、发电机,所述氨氢融合燃料内燃机设置有燃料气道喷射装置、燃料缸内喷射装置;
所述液氨供给组件的液氨输出端通过管路与液氨气化组件的液氨输入端连接,所述液氨气化组件的氨气输出端通过管路分别与燃料气道喷射装置的气轨输入端、氨裂解器的氨输入端连接;
所述氨裂解器的混合输出端通过管路与燃料缸内喷射装置的气轨输入端连接,所述氨裂解器设置有电加热装置;
所述氨氢融合燃料内燃机与发电机传动连接,所述驱动电机通过线束分别与发电机、动力电池电连接,所述驱动电机为车辆提供驱动力,所述动力电池通过线束与电加热装置电连接;
所述氨氢融合燃料内燃机的废气输出端通过管路与氨裂解器的废气输入端连接。
本发明的有益效果是:在车辆启动时,动力电池可为氨裂解器内的电加热装置、驱动电机和发电机提供电力,使得氨可在氨裂解器内发生裂解反应,驱动电机驱动车辆运行,发电机拖动氨氢融合燃料内燃机达到启动转速,解决内燃机启动和车辆的瞬态动力需求的问题,在车辆正常工况下,发电机可同时为车辆提供驱动力和为动力电池充电,而在大功率和加速工况时,动力电池直接为驱动电机提供辅助动力,能够补偿车辆的瞬态动力需求;本发明可实现氨氢融合燃料内燃机和动力电池联合为车辆提供驱动力,氨氢融合燃料内燃机一直工作在高效区,所需的瞬时功率由动力电池提供,在满足车辆动力性的同时提高了燃料的利用率,车辆只携带液态氨燃料,可实现二氧化碳零排放。
其中燃料气道喷射装置用于将氨气喷射入氨氢融合燃料内燃机的各缸进气道内,在氨裂解器中部分氨气发生裂解反应生成氮气和氢气,从而形成了氨氮氢混合气体,所述燃料缸内喷射装置用于将氨氮氢混合气喷射入氨氢融合燃料内燃机的各气缸内,所述氨裂解器中氨气只进行裂解反应,混合气中氢气不单独分离出来,因此减小了氨裂解器体积,降低了氨裂解器的成本。
作为上述技术方案的进一步改进,在所述液氨气化组件的氨气输出端与氨裂解器的氨输入端之间设置有第二单向阀。第二单向阀防止氨裂解器内的混合气倒流回液氨气化组件内。
作为上述技术方案的进一步改进,所述基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆还包括催化还原后处理器,所述液氨供给组件的液氨输出端通过管路与催化还原后处理器的氨输入端连接,所述催化还原后处理器的废气输入端通过管路分别与氨裂解器的废气输出端和氨氢融合燃料内燃机的废气输出端连接。
本方案通过催化还原后处理器对废气进行净化处理再排放,其中液氨供给组件也给催化还原后处理器供给氨,氨作为还原剂,对氨氢融合燃料内燃机和氨裂解器来的废气进行净化,净化后的气体再排放到大气中,保护环境,用氨燃料作为还原剂进入催化还原后处理器,没有尿素喷射系统,降低了车辆成本。
作为上述技术方案的进一步改进,所述基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆还包括涡轮增压器,所述涡轮增压器连接于氨氢融合燃料内燃机的废气输出端与催化还原后处理器的废气输入端之间,所述涡轮增压器的空气输出端通过管道与氨氢融合燃料内燃机的空气输入端连接。
本方案还通过涡轮增压器对氨氢融合燃料内燃机的废气能量进一步利用,涡轮增压器可提高进入氨氢融合燃料内燃机的空气量,进一步提升了燃料能量的利用率。
作为上述技术方案的进一步改进,在所述催化还原后处理器的废气输入端与氨裂解器的废气输出端之间设置有电控调压阀,在所述液氨供给组件的液氨输出端与催化还原后处理器的氨输入端之间设置有第二电控流量控制装置。
本方案可根据不同工况,通过电控调压阀调节进入氨裂解器内的废气量,以及通过第二电控流量控制装置调节进入催化还原后处理器内的氨量。
作为上述技术方案的进一步改进,所述液氨气化组件包括蒸发器、冷却水泵、散热器和设置于氨氢融合燃料内燃机上的内燃机冷却系统,所述冷却水泵、内燃机冷却系统、蒸发器、散热器通过管路闭环连接形成冷却液回路,所述蒸发器的介质输入端和介质输出端分别为所述液氨气化组件的液氨输入端和氨气输出端。
本方案对于液氨的气化,通过内燃机冷却系统的热量与液氨换热气化,具体地,与内燃机冷却系统换热后的高温冷却液经过蒸发器,而液氨供给组件提供的液氨经过蒸发器时与高温冷却液换热,冷却液可提供液氨气化所需要的热量,液氨气化成氨气,进而氨裂解所需的热量来自氨氢融合燃料内燃机的冷却液及废气的废弃热能和动力电池的电能,通过梯次能量的综合利用,废弃的能量得到了回收,提高燃料的利用效率,起到节能的效果。本方案设置了风扇为散热器散热。
作为上述技术方案的进一步改进,所述基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆还包括存储稳压冷凝器,所述液氨气化组件的氨气输出端通过管路与存储稳压冷凝器的氨气输入端连接,所述存储稳压冷凝器的氨气输出端通过管路与燃料气道喷射装置的气轨输入端连接,所述氨裂解器混合输出端通过管路与存储稳压冷凝器的混合输入端连接,所述存储稳压冷凝器的混合输出端通过管路与燃料缸内喷射装置的气轨输入端连接。
本方案中经过液氨气化组件气化后的氨气与经过氨裂解器重整后的混合气在存储稳压冷凝器中再进行热交换,可对混合气进行降温和稳压,并且可对氨气进一步地气化。
作为上述技术方案的进一步改进,在所述液氨气化组件的氨气输出端与存储稳压冷凝器的氨气输入端之间设置有第一电控流量控制装置,在所述存储稳压冷凝器的氨气输出端与燃料气道喷射装置的气轨输入端之间设置有第一稳压阀,在所述存储稳压冷凝器的混合输出端与燃料缸内喷射装置的气轨输入端之间设置有第二稳压阀,所述存储稳压冷凝器安装有第三压力传感器、第三温度传感器。
作为上述技术方案的进一步改进,所述基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆还包括逆变器,所述逆变器安装于所述发电机的电输出端,所述燃料气道喷射装置的气轨安装有第一温度传感器和第一压力传感器,所述燃料缸内喷射装置的气轨安装有第二压力传感器,所述氨裂解器安装有第二温度传感器,所述液氨供给组件包括依次连接的液氨储存器和液氨泵,所述液氨泵的输出端为所述液氨供给组件的氨输出端,在所述液氨储存器和液氨泵之间设置有电控截止阀。
此外本发明还提供一种基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆的控制方法,其采用上述的内燃机发电驱动零碳车辆,其中所述燃料气道喷射装置的气轨安装有用于监测气轨温度的第一温度传感器、用于监测轨压的第一压力传感器,所述燃料缸内喷射装置的气轨安装有用于监测轨压的第二压力传感器,所述氨裂解器安装有用于监测氨裂解器内部温度的第二温度传感器,具体控制方法如下:
在车辆启动时,动力电池给氨裂解器中的电加热装置供电,提供氨在氨裂解器反应所需要的能量,同时也可为驱动电机提供能量,驱动车辆运行;经过液氨气化组件气化后的氨气进入氨裂解器中并发生裂解反应,当第一温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器和第二温度传感器达到阈值后,动力电池提供能量给发电机,发电机拖动氨氢融合燃料内燃机达到启动转速,燃料气道喷射装置和燃料缸内喷射装置喷射燃料,氨氢融合燃料内燃机点火启动,驱动发电机发电,发电机发出的电能为驱动电机和动力电池充电提供能量;氨氢融合燃料内燃机点火运行后,排出废气一部分进入氨裂解器中,与动力电池一同为氨裂解反应提供能量,加快氨裂解反应的速度,为氨氢融合燃料内燃机提供更多的引燃和助燃燃料;
在车辆正常运行工况时,氨氢融合燃料内燃机驱动发电机发电,发电机发出的电能直接提供给驱动电机为车辆提供驱动力,同时多余能量为动力电池充电,使得氨氢融合燃料内燃机保持在高效区工作,此时氨裂解能量主要来自于氨氢融合燃料内燃机的热量;
在车辆加速和爬坡大功率工况时,氨氢融合燃料内燃机和动力电池同时为车辆提供驱动能量;
在车辆要停止运行时,氨裂解器停止电加热,氨氢融合燃料内燃机熄火,高压、低压下电后,车辆运行结束。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明;
图1是本发明所提供的基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆,其一实施例的示意图;
图2是本发明所提供的基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆,其一实施例的控制过程示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例,本发明之较佳实施例在附图中示出,附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述,使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案,但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,如果具有“若干”之类的词汇描述,其含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。
本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1~图2,本发明的基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆作出如下实施例:
本实施例的基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆包括:液氨供给组件、液氨气化组件、存储稳压冷凝器12、氨氢融合燃料内燃机9、氨裂解器11、动力电池24、驱动电机25、发电机22、催化还原后处理器21、涡轮增压器18和逆变器23、风扇16,所述氨氢融合燃料内燃机9设置有燃料气道喷射装置8、燃料缸内喷射装置14。
其中液氨供给组件包括依次连接的液氨储存器1和液氨泵3,所述液氨泵3的输出端为所述液氨供给组件的氨输出端,在所述液氨储存器1和液氨泵3之间设置有电控截止阀2,液氨气化组件包括蒸发器4、冷却水泵15、散热器17和设置于氨氢融合燃料内燃机9上的内燃机冷却系统,所述冷却水泵15、内燃机冷却系统、蒸发器4、散热器17通过管路闭环连接形成冷却液回路,所述蒸发器4的介质输入端和介质输出端分别为所述液氨气化组件的液氨输入端和氨气输出端。
液氨供给组件的液氨输出端通过管路与液氨气化组件的液氨输入端连接,所述液氨气化组件的氨气输出端通过管路分别与存储稳压冷凝器12的氨气输入端、氨裂解器11的氨输入端连接,存储稳压冷凝器12的氨气输出端通过管路与燃料气道喷射装置8的气轨输入端连接,所述氨裂解器11的混合输出端通过管路与存储稳压冷凝器12的混合输入端连接,所述存储稳压冷凝器12的混合输出端通过管路与燃料缸内喷射装置14的气轨输入端连接,氨氢融合燃料内燃机9的废气输出端通过管路分别与氨裂解器11的废气输入端、涡轮增压器18的废气输入端连接,所述催化还原后处理器21的废气输入端通过管路分别与氨裂解器11的废气输出端、涡轮增压器18的废气输出端连接,所述涡轮增压器18的空气输出端通过管道与氨氢融合燃料内燃机9的空气输入端连接,所述液氨供给组件的液氨输出端通过管路与催化还原后处理器21的氨输入端连接,所述氨裂解器11设置有电加热装置,所述氨氢融合燃料内燃机9与发电机22传动连接,所述逆变器23安装于所述发电机22的电输出端,逆变器23通过线束分别与驱动电机25、动力电池24电连接,所述动力电池24通过线束与电加热装置电连接,所述驱动电机25为车辆提供驱动力。
所述燃料气道喷射装置8的气轨安装有用于监测气轨温度的第一温度传感器26、用于监测轨压的第一压力传感器27,所述燃料缸内喷射装置14的气轨安装有用于监测轨压的第二压力传感器31,所述氨裂解器11安装有用于监测氨裂解器11内部温度的第二温度传感器28,所述存储稳压冷凝器12安装有第三压力传感器29、第三温度传感器30。
其中燃料气道喷射装置8用于将氨气喷射入氨氢融合燃料内燃机9的各缸进气道内,所述燃料缸内喷射装置14用于将氨氮氢混合气喷射入氨氢融合燃料内燃机9的各气缸内,所述氨裂解器11中氨气只进行裂解反应,混合气中氢气不单独分离出来,因此减小了氨裂解器11体积,降低了氨裂解器11的成本。
在车辆启动时,动力电池24可为氨裂解器11内的电加热装置、驱动电机25和发电机22提供电力,使得氨可在氨裂解器11内发生裂解反应,驱动电机25驱动车辆运行,发电机22拖动氨氢融合燃料内燃机9达到启动转速,解决内燃机启动和车辆的瞬态动力需求的问题;在车辆正常工况下,发电机22可同时为车辆提供驱动力和为动力电池24充电,而在车辆大功率和加速工况时,动力电池24直接为驱动电机25提供辅助动力,能够补偿车辆的瞬态动力需求;本发明可实现氨氢融合燃料内燃机9和动力电池24联合为车辆提供驱动力,氨氢融合燃料内燃机9一直工作在高效区,所需的瞬时功率由动力电池24提供,在满足车辆动力性的同时提高了燃料的利用率,车辆只携带液态氨燃料,可实现二氧化碳零排放。
本实施例通过催化还原后处理器21对废气进行净化处理再排放,其中液氨供给组件也给催化还原后处理器21供给氨,氨作为还原剂,对氨氢融合燃料内燃机9和氨裂解器11来的废气进行净化,净化后的气体再排放到大气中,保护环境,用氨燃料作为还原剂进入催化还原后处理器,没有尿素喷射系统,降低了成本。
以及通过涡轮增压器18对氨氢融合燃料内燃机9的废气能量进一步利用,涡轮增压器18可提高进入氨氢融合燃料内燃机9的空气量,进一步提升了燃料能量的利用率。
而对于液氨的气化,通过内燃机冷却系统的热量与液氨换热气化,具体地,与内燃机冷却系统换热后的高温冷却液经过蒸发器4,而液氨供给组件提供的液氨经过蒸发器4时与高温冷却液换热,冷却液可提供液氨气化所需要的热量,液氨气化成氨气,进而氨裂解所需的热量来自氨氢融合燃料内燃机9的冷却液及废气的废弃热能和动力电池24的电能,通过梯次能量的综合利用,废弃的能量得到了回收,提高燃料的利用效率,起到节能的效果。本实施例还设置了风扇16为散热器17散热。
经过液氨气化组件气化后的氨气与经过氨裂解器11重整后的混合气在存储稳压冷凝器12中再进行热交换,可对混合气进行降温和稳压,并且可对氨气进一步地气化。
进一步地,在所述液氨气化组件的氨气输出端与氨裂解器11的氨输入端之间设置有第二单向阀10。第二单向阀10防止氨裂解器11内的混合气倒流回液氨气化组件。
以及,在所述催化还原后处理器21的废气输入端与氨裂解器11的废气输出端之间设置有电控调压阀19,在所述液氨供给组件的液氨输出端与催化还原后处理器21的氨输入端之间设置有第二电控流量控制装置20,可根据不同工况,通过电控调压阀19调节进入氨裂解器11内的废气量,以及通过第二电控流量控制装置20调节进入催化还原后处理器21内的氨量。
更进一步地,在所述液氨气化组件的氨气输出端与存储稳压冷凝器12的氨气输入端之间设置有第一电控流量控制装置6,在所述存储稳压冷凝器12的氨气输出端与燃料气道喷射装置8的气轨输入端之间设置有第一稳压阀7,在所述存储稳压冷凝器12的混合输出端与燃料缸内喷射装置14的气轨输入端之间设置有第二稳压阀13。
此外,如图2所示,本实施例还提供一种基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆的控制方法,其采用上述的内燃机发电驱动零碳车辆,具体控制方法如下:
在车辆启动时,低压上电,进行自检,自检通过后,动力电池24给氨裂解器11中的电加热装置供电,提供氨在氨裂解器11反应所需要的能量,同时也可为驱动电机25提供能量,驱动车辆运行;经过液氨气化组件气化后的氨气进入氨裂解器11中并发生裂解反应,当第一温度传感器26、第一压力传感器27、第二压力传感器31和第二温度传感器28达到阈值后,动力电池24提供能量给发电机22,发电机22拖动氨氢融合燃料内燃机9达到启动转速,燃料气道喷射装置8和燃料缸内喷射装置14喷射燃料,氨氢融合燃料内燃机9点火启动,驱动发电机22发电,发电机22发出的电能为驱动电机25和动力电池24充电提供能量;氨氢融合燃料内燃机9点火运行后,排出废气一部分进入氨裂解器11中,与动力电池24一同为氨裂解反应提供能量,加快氨裂解反应的速度,为氨氢融合燃料内燃机9提供更多的引燃和助燃燃料;
在车辆正常运行工况时,氨氢融合燃料内燃机9驱动发电机22发电,发电机22发出的电能直接提供给驱动电机25为车辆提供驱动力,同时多余能量为动力电池24充电,使得氨氢融合燃料内燃机9保持在高效区工作,此时氨裂解能量主要来自于氨氢融合燃料内燃机9的热量;
在车辆加速和爬坡大功率工况时,氨氢融合燃料内燃机9和动力电池24同时为车辆提供驱动能量;
在车辆要停止运行时,氨裂解器11停止电加热,氨氢融合燃料内燃机9熄火,高压、低压下电后,车辆运行结束。
在一些实施例中,液氨气化组件、液氨供给组件可采用其他单独的部件来实现各个功能。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆,其特征在于:其包括:液氨供给组件、液氨气化组件、氨氢融合燃料内燃机(9)、氨裂解器(11)、动力电池(24)、驱动电机(25)、发电机(22),所述氨氢融合燃料内燃机(9)设置有燃料气道喷射装置(8)、燃料缸内喷射装置(14);
所述液氨供给组件的液氨输出端通过管路与液氨气化组件的液氨输入端连接,所述液氨气化组件的氨气输出端通过管路分别与燃料气道喷射装置(8)的气轨输入端、氨裂解器(11)的氨输入端连接;
所述氨裂解器(11)的混合输出端通过管路与燃料缸内喷射装置(14)的气轨输入端连接,所述氨裂解器(11)设置有电加热装置;
所述氨氢融合燃料内燃机(9)与发电机(22)传动连接,所述驱动电机(25)通过线束分别与发电机(22)、动力电池(24)电连接,所述驱动电机(25)为车辆提供驱动力,所述动力电池(24)通过线束与电加热装置电连接;
所述氨氢融合燃料内燃机(9)的废气输出端通过管路与氨裂解器(11)的废气输入端连接。
2.根据权利要求1所述的基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆,其特征在于:
在所述液氨气化组件的氨气输出端与氨裂解器(11)的氨输入端之间设置有第二单向阀(10)。
3.根据权利要求1所述的基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆,其特征在于:
所述基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆还包括催化还原后处理器(21),所述液氨供给组件的液氨输出端通过管路与催化还原后处理器(21)的氨输入端连接,所述催化还原后处理器(21)的废气输入端通过管路分别与氨裂解器(11)的废气输出端和氨氢融合燃料内燃机(9)的废气输出端连接。
4.根据权利要求3所述的基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆,其特征在于:
所述基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆还包括涡轮增压器(18),所述涡轮增压器(18)连接于氨氢融合燃料内燃机(9)的废气输出端与催化还原后处理器(21)的废气输入端之间,所述涡轮增压器(18)的空气输出端通过管道与氨氢融合燃料内燃机(9)的空气输入端连接。
5.根据权利要求3所述的基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆,其特征在于:
在所述催化还原后处理器(21)的废气输入端与氨裂解器(11)的废气输出端之间设置有电控调压阀(19),在所述液氨供给组件的液氨输出端与催化还原后处理器(21)的氨输入端之间设置有第二电控流量控制装置(20)。
6.根据权利要求1所述的基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆,其特征在于:
所述液氨气化组件包括蒸发器(4)、冷却水泵(15)、散热器(17)和设置于氨氢融合燃料内燃机(9)上的内燃机冷却系统,所述冷却水泵(15)、内燃机冷却系统、蒸发器(4)、散热器(17)通过管路闭环连接形成冷却液回路,所述蒸发器(4)的介质输入端和介质输出端分别为所述液氨气化组件的液氨输入端和氨气输出端。
7.根据权利要求1所述的基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆,其特征在于:
所述基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆还包括存储稳压冷凝器(12),所述液氨气化组件的氨气输出端通过管路与存储稳压冷凝器(12)的氨气输入端连接,所述存储稳压冷凝器(12)的氨气输出端通过管路与燃料气道喷射装置(8)的气轨输入端连接,所述氨裂解器(11)混合输出端通过管路与存储稳压冷凝器(12)的混合输入端连接,所述存储稳压冷凝器(12)的混合输出端通过管路与燃料缸内喷射装置(14)的气轨输入端连接。
8.根据权利要求7所述的基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆,其特征在于:
在所述液氨气化组件的氨气输出端与存储稳压冷凝器(12)的氨气输入端之间设置有第一电控流量控制装置(6),在所述存储稳压冷凝器(12)的氨气输出端与燃料气道喷射装置(8)的气轨输入端之间设置有第一稳压阀(7),在所述存储稳压冷凝器(12)的混合输出端与燃料缸内喷射装置(14)的气轨输入端之间设置有第二稳压阀(13),所述存储稳压冷凝器(12)安装有第三压力传感器(29)、第三温度传感器(30)。
9.根据权利要求1所述的基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆,其特征在于:
所述基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆还包括逆变器(23),所述逆变器(23)安装于所述发电机(22)的电输出端,所述燃料气道喷射装置(8)的气轨安装有第一温度传感器(26)和第一压力传感器(27),所述燃料缸内喷射装置(14)的气轨安装有第二压力传感器(31),所述氨裂解器(11)安装有第二温度传感器(28),所述液氨供给组件包括依次连接的液氨储存器(1)和液氨泵(3),所述液氨泵(3)的输出端为所述液氨供给组件的氨输出端,在所述液氨储存器(1)和液氨泵(3)之间设置有电控截止阀(2)。
10.一种基于氨氢融合燃料的内燃机发电驱动零碳车辆的控制方法,其特征在于:
其采用如权利要求1至9任意一项所述的内燃机发电驱动零碳车辆,其中所述燃料气道喷射装置(8)的气轨安装有用于监测气轨温度的第一温度传感器(26)、用于监测轨压的第一压力传感器(27),所述燃料缸内喷射装置(14)的气轨安装有用于监测轨压的第二压力传感器(31),所述氨裂解器(11)安装有用于监测氨裂解器(11)内部温度的第二温度传感器(28),具体控制方法如下:
在车辆启动时,动力电池(24)给氨裂解器(11)中的电加热装置供电,提供氨在氨裂解器(11)反应所需要的能量,同时也可为驱动电机(25)提供能量,驱动车辆运行;经过液氨气化组件气化后的氨气进入氨裂解器(11)中并发生裂解反应,当第一温度传感器(26)、第一压力传感器(27)、第二压力传感器(31)和第二温度传感器(28)达到阈值后,动力电池(24)提供能量给发电机(22),发电机(22)拖动氨氢融合燃料内燃机(9)达到启动转速,燃料气道喷射装置(8)和燃料缸内喷射装置(14)喷射燃料,氨氢融合燃料内燃机(9)点火启动,驱动发电机(22)发电,发电机(22)发出的电能为驱动电机(25)和动力电池(24)充电提供能量;氨氢融合燃料内燃机(9)点火运行后,排出废气一部分进入氨裂解器(11)中,与动力电池(24)一同为氨裂解反应提供能量,加快氨裂解反应的速度,为氨氢融合燃料内燃机(9)提供更多的引燃和助燃燃料;
在车辆正常运行工况时,氨氢融合燃料内燃机(9)驱动发电机(22)发电,发电机(22)发出的电能直接提供给驱动电机(25)为车辆提供驱动力,同时多余能量为动力电池(24)充电,使得氨氢融合燃料内燃机(9)保持在高效区工作,此时氨裂解能量主要来自于氨氢融合燃料内燃机(9)的废弃热量;
在车辆加速和爬坡大功率工况时,氨氢融合燃料内燃机(9)和动力电池(24)同时为车辆提供驱动能量;
在车辆要停止运行时,氨裂解器(11)停止电加热,氨氢融合燃料内燃机(9)熄火,高压、低压下电后,车辆运行结束。
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