CN117365710A - 颗粒物过滤器和颗粒物过滤系统 - Google Patents

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CN117365710A
CN117365710A CN202311596730.8A CN202311596730A CN117365710A CN 117365710 A CN117365710 A CN 117365710A CN 202311596730 A CN202311596730 A CN 202311596730A CN 117365710 A CN117365710 A CN 117365710A
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李凯
王燕军
王运静
柯佳
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Abstract

本申请公开了一种颗粒物过滤器和颗粒物过滤系统。该颗粒物过滤器包括:过滤体,用于捕集发动机排放的尾气中的颗粒物;并且所述过滤体的目标部位具有导电性,以便在所述目标部位通电时用于对所述过滤体上捕集的颗粒物进行加热,以燃烧去除所述颗粒物。根据本申请实施例的颗粒物过滤器,在目标部位通电时能够对积累的颗粒物进行直接加热,促使颗粒物燃烧去除,有利于提高电能的利用率。

Description

颗粒物过滤器和颗粒物过滤系统
技术领域
本申请属于发动机排放控制领域,具体涉及一种颗粒物过滤器和颗粒物过滤系统。
背景技术
颗粒物过滤器是净化发动机排气颗粒物污染最有效的技术手段,在颗粒物过滤器工作一段时间后,内部累积的颗粒物会造成排气背压的显著上升,从而对发动机的正常工作产生不利影响。消除过滤器内部的颗粒物、保持发动机持续正常工作的方法称作颗粒物过滤器再生。
颗粒物过滤器再生主要分为需要人为输入能量的主动再生和无需外加能量的被动再生。相比于被动再生,主动再生具有可靠性高、效果稳定等特点。电加热再生是一种常见的主动再生技术。传统的电加热再生技术一般需要在颗粒物过滤器前加装一个单独的电加热器,利用该电加热器的电热效应产生热量,加热发动机排气的气体温度,并且随着排气气体的流动来提升颗粒物过滤器内的温度,进而可以点燃颗粒物过滤器内捕集的颗粒物,从而实现颗粒物过滤器的再生。
然而,上述单独加装的电加热器需要占用较大的体积,增加了发动机后处理系统的复杂性,不利于颗粒物过滤器技术的集成与应用。另外,单独加装的电加热器是通过加热发动机排出的气体温度,间接的对颗粒物过滤器内的颗粒物进行加热,电能利用效率低,从而极大地限制着电加热再生技术在发电储电能力较低的车辆或移动机械上的应用。
有鉴于此,亟需提供一种占用体积较小、电能利用率较高的颗粒物过滤器再生技术。
申请内容
为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题,本申请提供一种颗粒物过滤器和颗粒物过滤系统。
在第一方面中,本申请提供一种颗粒物过滤器,包括:过滤体,用于捕集发动机排放的尾气中的颗粒物;并且所述过滤体的目标部位具有导电性,以便在所述目标部位通电时用于对所述过滤体上捕集的颗粒物进行加热,以燃烧去除所述颗粒物。
在一些实施例中,所述目标部位位于所述过滤体的端部和/或中部。
在另一些实施例中,所述目标部位位于所述过滤体上的后端,所述后端为尾气流出过滤体的一端。
在又一些实施例中,所述目标部位具有镀层;和/或所述目标部位为掺杂导电元素的碳化硅材质。
在一些实施例中,所述镀层的材质为镍和/或铬。
在另一些实施例中,所述掺杂导电元素的碳化硅材质包括掺杂硅、镍、钼、铝中的至少一种导电元素的碳化硅材质。
在又一些实施例中,具有镀层的目标部位通过如下方式操作得到:将所述过滤体上涂敷低熔点绝缘材料;去除所述过滤体上目标部位的低熔点绝缘材料;对所述目标部位进行电镀,以形成所述镀层;以及去除所述过滤体上剩余的低熔点绝缘材料。
在一些实施例中,将所述过滤体上涂覆低熔点绝缘材料包括:将所述过滤体上至少包括所述目标部位的目标区域涂覆低熔点绝缘材料。
在又一些实施例中,所述低熔点绝缘材料包括石蜡。
在另一些实施例中,具有镀层的目标部位通过如下方式操作得到:对所述过滤体进行电镀;以及去除所述过滤体上除所述目标部位以外的其他部位上的电镀材料,以形成所述镀层。
在又一些实施例中,对所述过滤体进行电镀包括:对所述过滤体上至少包括所述目标部位的目标区域进行电镀。
在一些实施例中,去除所述过滤体上除所述目标部位以外的其他部位上的电镀材料包括:将所述目标部位涂覆低熔点绝缘材料;腐蚀去除所述过滤体上除所述目标部位以外的其他部位上的电镀材料;以及去除所述目标部位上涂覆的低熔点绝缘材料,以形成所述镀层。
在又一些实施例中,所述低熔点绝缘材料包括石蜡。
在另一些实施例中,所述目标部位为具有目标式样的加热电路。
在又一些实施例中,所述目标式样包括之字形回路、多路并列和螺旋形中的至少一种。
在一些实施例中,所述目标部位具有镀层,并且所述过滤体为堇青石、钛酸铝和碳化硅材质中的至少一种。
在第二方面中,本申请提供一种颗粒物过滤系统,包括:如本申请在第一方面中任一项所述的颗粒物过滤器;压差传感器,其用于检测颗粒物过滤器两端的压力差;以及再生控制器,用于根据所述压力差,控制是否对所述颗粒物过滤器中的目标部位进行通电。
在一些实施例中,颗粒物过滤系统还包括:温度传感器,用于检测颗粒物传感器内的温度;并且所述再生控制器进一步用于根据所述压力差和所述温度,控制是否对所述颗粒物过滤器中的目标部位进行通电。
通过如上所提供的本申请实施例的颗粒物过滤器和颗粒物过滤系统,本申请实施例通过将过滤体的目标部位设置为具有导电性,使其在通电时能够与捕集的颗粒物直接接触并进行直接加热,这样可以使得加热产生的热量直接传递给颗粒物,促使颗粒物更容易燃烧并去除,有利于提高电能的利用效率,实现颗粒物过滤器的电加热再生。进一步地,由于具有导电性的目标部位直接设置于过滤体上,而无需单独加装,从而可以形成一体式的可再生颗粒物过滤器,可以节省颗粒物过滤器的体积,有利于实现颗粒物过滤器再生技术的集成和广泛应用。
附图说明
图1示出了根据本申请实施例的颗粒物过滤器的示意图;
图2示出了根据本申请实施例的过滤体的孔道示意图;
图3a示出了根据本申请实施例的目标部位为之字形回路的示意图;
图3b示出了图3a中的局部A的放大图;
图4示出了根据本申请实施例的目标部位为多路并列的示意图;
图5示出了根据本申请实施例的目标部位为螺旋形的示意图;
图6示出了根据本申请实施例的目标部位的制作方法的流程图;
图7示出了根据本申请另一个实施例的目标部位的制作方法的流程图;
图8示出了根据本申请实施例的颗粒物过滤系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应当理解,本申请的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的,而并不意在限定本申请。如在本申请说明书和权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解,在本申请说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
如在本说明书和权利要求书中所使用的那样,术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
图1示出了根据本申请实施例的颗粒物过滤器的示意图。如图1中所示,颗粒物过滤器10可以包括过滤体101,用于捕集发动机排放的尾气中的颗粒物;并且过滤体101的目标部位102可以具有导电性,以便在目标部位102通电时用于对过滤体101上捕集的颗粒物进行加热,以燃烧去除捕集的颗粒物,实现颗粒物过滤器的再生。在一些应用场景中,颗粒物过滤器10可以布置于发动机的尾气排放管路上,以接收发动机排放的尾气。在另一些实施例中,颗粒物过滤器10还可以包括壳体,其内部放置过滤体101。
在一些实施例中,过滤体101可以具有蜂窝状结构,并且其蜂窝状结构中的每个孔道可以为单向开口,以便于捕集尾气中的颗粒物。例如,图2示出了根据本申请实施例的过滤体的孔道示意图。如图2中所示,箭头表示气体流动的方向,以过滤体中相邻的三个孔道的侧视图为例进行说明:假设第一孔道201具有进气口而不具有出气口(即进气口开放,出气口封闭),第二孔道202和第三孔道203具有出气口而不具有进气口(即进气口封闭,出气口开放),则气体可以从第一孔道201的进气口进入,并可以从第一孔道201的侧壁穿过以进入第二孔道202和第三孔道203内,以便从第二孔道202和第三孔道203的出气口流出。经过这样的过程,气体中的颗粒物可以被截留在第一孔道201的出口端和侧壁上。可以理解的是,图2中所示为示例性的,根据本申请实施例的过滤体可以由多个例如图2中所示的第一孔道201、第二孔道202和第三孔道203组成,这里将不再赘述。下面返回图1继续进行描述。
如图1中进一步示出的,过滤体101的目标部位102可以具有导电性,当目标部位102通电时,随着目标部位102的温度升高,附着在目标部位102上的颗粒物将发生燃烧,产生的二氧化碳和水蒸气将排出,从而实现消除颗粒物的目的和效果。接着,随着燃烧反应的进一步进行,燃烧产生的热量将向过滤体101的其他部位传递,使得其他部位上积累的颗粒物也可以在高温下燃烧,进而可以基本上去除掉过滤体101上捕集的全部颗粒物。
在一些实施例中,目标部位102可以为过滤体101的局部。相比于过滤体101整体具有导电性并通过整体通电来去除颗粒物,根据本申请实施例的过滤体101的目标部位102导电有利于降低电能的消耗,以及有利于提高电能的利用率,从而有利于实现在储电能力较低的车辆或移动机械上的应用。
在另一些实施例中,目标部位102可以位于过滤体101的端部和/或中部。这里的端部可以包括一端或两端,例如过滤体101的前端和/或后端。这里的中部是相对于端部而言,在过滤体101两端之间可以均属于过滤体101的中部。在另一些实施例中,目标部位102可以仅位于过滤体101的中部或者一端。在又一些实施例中,目标部位102可以位于过滤体101的中部和一端,或者可以位于过滤体101的两端,或者可以位于过滤体101的中部和两端。
在另一些实施例中,目标部位102可以位于过滤体101上的后端,后端为尾气流出过滤体101的一端。例如图1中所示,假设尾气流动的方向为图中从左向右的方向,则图1中所示的目标部位102位于过滤体101上的后端;假设尾气流动的方向为图中从右向左的方向,则图1中所示的目标部位102位于过滤体101上的前端。
目标部位102位于过滤体101上的前端,可以利用尾气的流动,带动热量的传播,使得前端的颗粒物燃烧产生的热量更容易沿着尾气的流动方向传递至过滤体101上的其他部位。目标部位102位于过滤体101上的中部,使得中部的颗粒物燃烧产生的热量向两端传递时的传递距离较短,从而有利于降低热量损失。目标部位102位于过滤体101上的后端时,由于后端是尾气流出的位置,通常是颗粒物积累量最多的位置,因此目标部位102位于过滤体101的后端可以使得更多的颗粒物能够充分燃烧氧化,更有利于提高颗粒物燃烧的效率和过滤体101的再生效果。
在又一些实施例中,目标部位102可以具有镀层;和/或目标部位102可以为掺杂的碳化硅材质。在一些实施例中,目标部位102可以仅具有镀层,该镀层可以具有导电性,使得目标部位102实现导电的功能。在另一些实施例中,目标部位102可以为掺杂导电元素的碳化硅材质,导电元素可以是具有导电性的元素,使得目标部位102实现导电的功能。在又一些实施例中,目标部位102可以既具有掺杂导电元素的碳化硅材质,其表面还具有镀层,以实现目标部位102的导电功能。
在一些实施例中,掺杂导电元素的碳化硅材质可以包括掺杂硅、镍、钼、铝等中的至少一种导电元素的碳化硅材质。对于具有掺杂导电元素的碳化硅材质的目标部位102的过滤体101,可以通过在过滤体101的胚料挤制过程中,在预设区域内的碳化硅颗粒间掺混硅、镍、钼、铝等导电元素的颗粒,以提升胚料的局部导电性,从而形成具有低电阻、高导电性的目标部位102。在另一些实施例中,掺杂导电元素的掺杂量可以为5%左右。
在一些应用场景中,对于堇青石、钛酸铝和碳化硅等材质中的至少一种材质形成的过滤体101,可以通过在目标部位102形成镀层的方式,使得目标部位102具有导电性。在一些实施例中,镀层的材质可以为镍和/或铬等金属。镍在使用中具有良好的耐高温、抗氧化和耐腐蚀性能。在另一些实施例中,镀层可以通过在过滤体101的目标部位102进行电镀来形成。在又一些实施例中,镀层可以具有一定的深度、宽度和形状。镀层的深度、宽度和形状可以影响目标部位102的电阻值,从而影响目标部位102的电加热功率。在一些优选实施例中,镀层的厚度可以为0.1mm,镀层的高度(或称深度)可以为10mm,目标部位102的宽度可以为1mm。镀层的高度可以理解为是目标部位102在沿过滤体101的长度方向上的尺寸。
以上结合图1对根据本申请实施例的颗粒物过滤器进行了示例性的描述,可以理解的是,本申请实施例中通过设置过滤体101的目标部位102导电,可以利用过滤体101本身所占用的体积,而无需额外占用其他空间就可实现颗粒物过滤器的再生,从而节省了发动机后处理系统中宝贵的空间,简化了颗粒物过滤器的应用的技术难度。另一方面,由于目标部位102位于过滤体101上,其与积累的颗粒物形成紧密的接触,再生时电能产生的热量直接传递给颗粒物,大大改善了加热效果,更有利于颗粒物过滤器的再生。与传统电加热技术相比,在加热功率相同的情况下,本申请实施例的颗粒物过滤器有利于提升再生效率。
还可以理解的是,图中所示是示例性的而非限制性的,例如,图1中所示的目标部分的形状不限于图示中的环形,而是可以根据需要设计式样。在一些实施例中,目标部位可以为具有目标式样的加热电路。在另一些实施例中,该目标式样可以包括之字形回路、多路并列和螺旋形等中的至少一种。加热电路的目标式样可以决定电流方向和加热区域的大小,可以根据不同的应用场景和需求进行设计或选择。为了便于理解,下面结合图3a-图5进行描述。
图3a-图5示出了根据本申请实施例的目标部位的目标式样的多个示意图,其中图3a示出了根据本申请实施例的目标部位为之字形回路的示意图。如图3a中所示的过滤体的横截面中可以看出,目标部位可以呈之字形回路301,之字形回路301可以是具有折返形状的电路式样。之字形回路301的两端可以用于连接第一电极302和第二电极303,以便于形成连通电路。第一电极302和第二电极303可以通过外接电源实现通电。为了便于理解根据本申请实施例的加热电路在过滤体上的具体状态,下面结合图3b对图3a中的局部A进行描述。
图3b示出了图3a中的局部A的放大图。如图3b中所示,从图3a的过滤体截面局部A放大后可以看出,过滤体包括多个孔道305,多个孔道305之间由孔道壁306分隔,其中有的孔道的出气端为封闭端307,该封闭端307可以由塞子堵塞来形成。
进一步地,在过滤体的目标部位上可以形成具有镀层的加热电路,结合图3a和3b中所示,该之字形回路可以包括镀层,镀层的宽度W可以为例如1mm。镀层的宽度W可以理解为镀层在过滤体的径向方向上的宽度。从另一角度理解,如图3a中所示,镀层的宽度W在视觉上呈现为之字形回路301上之字形线条的宽度。
如图3b中进一步所示,将局部A中的任一包括镀层的孔道(图中点划线示出区域)放大后可以看出,镀层的厚度D是镀层附着在孔道壁上的厚度。在一些实施例中,镀层的厚度D可以为例如0.1mm。
图4示出了根据本申请实施例的目标部位为多路并列的示意图。如图4中所示的过滤体的横截面中可以看出,目标部位可以呈多路并列401,多路并列401可以是由具有相同电流输入端和相同电流输出端的多条并联电路组成。多路并列401的两端可以用于连接第一电极302和第二电极303,以便于形成连通电路。
图5示出了根据本申请实施例的目标部位为螺旋形的示意图。如图5中所示的过滤体的横截面中可以看出,目标部位可以呈螺旋形式样501,螺旋形式样501可以是呈现环绕形状的电路式样。螺旋形式样501的两端可以用于连接第一电极302和第二电极303,以便于形成连通电路。
以上结合图3a-图5对多种电路式样进行了示例性的描述,可以理解的是,上面的描述是示例性的而非限制性的,例如图4中所示出的多路并列401的并列电路可以不限于图示中的三条,可以根据需要设置的更多或者更少。进一步地,为了便于理解过滤体上目标部位的形成方法,下面将结合图6和图7进行示例性的说明。
图6示出了根据本申请实施例的目标部位的制作方法的流程图。如图6中所示,方法600可以包括:在步骤601中,可以将过滤体上涂敷低熔点绝缘材料。在一些实施例中,可以将过滤体整体涂覆低熔点绝缘材料。在另一些实施例中,可以将过滤体上至少包括目标部位的目标区域涂覆低熔点绝缘材料。例如,在一些应用场景中,可以将过滤体的端部一定高度的区域(即目标区域)均涂覆低熔点绝缘材料,从而可以在后续步骤中形成不超过该区域的目标部位。在一个优选实施例中,低熔点绝缘材料可以包括石蜡。
接着,在步骤602中,可以去除过滤体上目标部位的低熔点绝缘材料。在一些应用场景中,根据预设的目标部位的目标式样,可以在涂覆低熔点绝缘材料的区域中,通过例如加热的方式融化掉符合目标式样的目标部位上的低熔点绝缘材料。
然后,流程可以前进到步骤603中,可以对目标部位进行电镀,以形成镀层。在一个具体实施例中,可以将过滤体上包括目标部位的区域进入到电镀液中,浸渍深度可以为例如上述目标区域的高度。通过该电镀操作可以将电镀材料镀到低熔点绝缘材料热熔后所暴露的过滤体本身的材质上,从而在目标部位上形成镀层,浸渍区域的其他部位上因为低熔点绝缘材料的存在而不会产生镀层。
在一些实施例中,电镀液可以包括:250g/L硫酸镍、45g/L氯化镍、30g/L硼酸、0.25g/L的十二烷基硫酸钠;电镀液的pH值约为3.5。在另一些实施例中,电镀操作时可以将电镀液的温度调整到55℃,电流密度设置为20mA·cm-2。在又一些实施例中,例如需要目标部位102的高度为10mm时,电镀时间可以为5小时。
进一步地,在步骤604中,可以去除过滤体上剩余的低熔点绝缘材料。例如,仍然可以通过加热融化的方式去除过滤体上其他部位上的低熔点绝缘材料。过滤体上剩余的低熔点绝缘材料可以是指过滤体上除目标部位以外的其他位置上的低熔点绝缘材料。至此,可以得到包括镀层的过滤体,使得过滤体的目标部位具有导电性。通常情况下,镀层厚度越大,电阻越小,电功率越高,加热温度就越高;电镀线路越宽,电阻越小,电功率越高,加热温度也就越高;电镀线路越高,电阻越小,电功率越高,加热温度也越高。
以上结合图6对根据本申请实施例的在目标部位上电镀镀层的方法进行了示例性的说明,可以理解的是,通过先涂覆低熔点绝缘材料再进行电镀,可以降低在目标部位进行电镀的难度,从而使得在所需的目标部位形成镀层的操作过程更加简单且易于实施。
还可以理解的是,上面的描述是示例性的而非限制性的,例如,在目标部位上电镀镀层的方法可以不限于上述的先涂覆低熔点绝缘材料再电镀,也可以根据需要先电镀再涂覆低熔点绝缘材料。下面将结合图7进行示例性的描述。
图7示出了根据本申请另一个实施例的目标部位的制作方法的流程图。如图7中所示,方法700可以包括:在步骤701中,可以对过滤体进行电镀。在一些实施例中,可以对过滤体整体均进行电镀。在另一些实施例中,可以对过滤体上至少包括目标部位的目标区域进行电镀。例如,在一些应用场景中,可以将过滤体的端部浸渍到电镀液中,浸渍深度即为目标区域的高度,从而使得过滤体上包括目标部位的目标区域均具有电镀层。
接着,在步骤702中,可以去除过滤体上除目标部位以外的其他部位上的电镀材料,以形成目标部位上的镀层。在一些应用场景中,根据预设的目标部位的目标式样,可以通过腐蚀等方式去掉目标部位以外的其他位置上的电镀材料,以便保留目标部位上的镀层。
在一些实施例中,步骤702可以包括:将目标部位涂覆低熔点绝缘材料;腐蚀去除过滤体上除目标部位以外的其他部位上的电镀材料;以及去除目标部位上涂覆的低熔点绝缘材料,以形成镀层。通过在目标部位涂覆低熔点绝缘材料,可以利用低熔点绝缘材料保护目标部位上的电镀材料,在后续腐蚀去除电镀材料的过程中能够对过滤体上电镀过的区域均进行腐蚀,而无需特意避开目标部位,仍然能够保留目标部位上的电镀材料,从而再通过例如加热等方式去除低熔点绝缘材料后,即可形成仅在目标部位上保留的镀层。通过这样的方式,可以降低腐蚀去除电镀材料时对操作精准度的要求,也能够避免去除电镀材料时可能由于操作误差而对目标部位的式样造成的影响,从而有利于保证目标部位的导电性能。
以上结合图6和图7对根据本申请多个实施例的在目标部位上电镀镀层的方法进行了示例性的说明,可以理解的是,上面的描述是示例性的而非限制性的,例如,在另一些实施例中,在执行方法600之前或者在执行方法700之前,还可以对过滤体进行预处理,该预处理可以包括例如高温处理、酸碱处理和清洗等处理中的至少一种,以去除过滤体表面的杂质,有利于后续的电镀操作。
本申请在第二方面中,还提供了一种颗粒物过滤系统,下面将结合图8进行示例性的描述。
图8示出了根据本申请实施例的颗粒物过滤系统的示意图。如图8中所示,颗粒物过滤系统800可以包括:颗粒物过滤器10;压差传感器810,其用于检测颗粒物过滤器10两端的压力差;以及再生控制器820,用于根据该压力差,控制是否对颗粒物过滤器10中的目标部位进行通电。颗粒物过滤器10已经在前文中结合图1-图7进行了详细的描述,此处不再赘述。
在一些实施例中,颗粒物过滤器10的外壁上可以设置电极,并通过电极和导线来接通过滤体的目标部位与电源,以形成完整的加热电路。压差传感器810可以与颗粒物过滤器10的两端进行直接连接或者间接连接,以检测压力差。在另一些实施例中,颗粒物过滤器10的两端可以设置引压管,压差传感器810可以通过与引压管连接,以监测颗粒物过滤器10两端的压力差。
在一些应用场景中,压差传感器810检测的压差信号可以实时传输至再生控制器820,再生控制器820根据接收到的压差信号来判断是否需要对颗粒物过滤器10进行再生。在一些实施例中,再生控制器820可以配置用于:响应于颗粒物过滤器10两端的压力差超过压力差阈值,可以控制颗粒物过滤器10启动再生,即可以控制对颗粒物过滤器10的过滤体的目标部位进行通电。在另一些实施例中,压力差阈值可以包括例如15kPa等。
可以理解的是,发动机排气过程中,排气颗粒物被颗粒物过滤器10拦截,沉积在颗粒物过滤器10内,其中一部分颗粒物覆盖在目标部位的表面,或粘着在其周边。随着颗粒物过滤器10内部颗粒物的逐步累积,其造成的排气阻力将不断上升,颗粒物过滤器10两端的压力差随之上升,压差传感器810将这一压力差变化实时报送至再生控制器820。再生控制器820至少可以根据压差信号判断再生时机,需要并适合对颗粒物过滤器10进行再生时,接通加热电路,颗粒物过滤器10内部的目标部位通电发热,使得覆盖在目标部位表面及其周边的颗粒物的温度提升,当达到燃烧温度时将被燃烧去除。同时,燃烧产生的热量传递至过滤体中目标部位周围无加热电路的区域,使这些无加热电路的区域上附着的颗粒物的温度也上升,从而也可以实现燃烧去除。就这样,颗粒物燃烧的过程在颗粒物过滤器10内部以目标部位为起点不断向周边扩散,直至累积颗粒物的完全燃烧和去除,从而实现颗粒物过滤器10的再生。
在另一些实施例中,颗粒物过滤系统800还可以包括:温度传感器,用于检测颗粒物传感器10内的温度;并且再生控制器820可以进一步用于根据压力差和温度,控制是否对颗粒物过滤器10中的目标部位进行通电。在一些实施例中,颗粒物过滤器10可以包括壳体,温度传感器可以布置于颗粒物过滤器10的壳体内。在另一些实施例中,温度传感器可以布置于过滤体内。
在一些应用场景中,温度传感器检测的温度值可以实时传输至再生控制器820,再生控制器820根据接收到的压差信号和温度值来判断是否需要对颗粒物过滤器10进行再生。在一些实施例中,再生控制器820可以配置用于:响应于颗粒物过滤器10两端的压力差超过压力差阈值,并且颗粒物过滤器10内的温度超过温度阈值,可以控制颗粒物过滤器10启动再生,即可以控制对颗粒物过滤器10的过滤体的目标部位进行通电。在另一些实施例中,温度阈值可以包括例如250℃等。
以上结合多个附图对根据本申请实施例的颗粒物过滤器和颗粒物过滤系统进行了详细的描述,可以理解的是,本申请实施例的颗粒物过滤器通过设置目标部位具有导电性,既能够将热量直接传递给截留的颗粒物,提高电能利用率和再生效率,还能够节省空间以便于颗粒物过滤器的安装和应用。另外,相比于全部过滤体均导电,目标部位导电能够显著降低能耗和再生所需的电能,有利于实现在储电能力较低的车辆或者机械上使用。
进一步地,在一些实施例中,通过将目标部位设置于过滤体的后端,可以使得积累颗粒物最多的位置先加热,进而可以使得更多数量的颗粒物能够在第一时间燃烧去除,不仅有利于提高颗粒物的去除率,还能够产生更多的燃烧热量以向未通电位置传递,从而可以实现使用更少的电能达到更好的再生效果。
虽然本文已经示出和描述了本申请的多个实施例,但对于本领域技术人员显而易见的是,这样的实施例只是以示例的方式来提供。本领域技术人员可以在不偏离本申请思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本申请的过程中,可以采用对本文所描述的本申请实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本申请的保护范围,并因此覆盖这些权利要求范围内的等同或替代方案。

Claims (10)

1.一种颗粒物过滤器,其特征在于,包括:
过滤体,用于捕集发动机排放的尾气中的颗粒物;并且
所述过滤体的目标部位具有导电性,以便在所述目标部位通电时用于对所述过滤体上捕集的颗粒物进行加热,以燃烧去除所述颗粒物。
2.根据权利要求1所述的颗粒物过滤器,其特征在于,
所述目标部位位于所述过滤体的端部和/或中部;
优选地,所述目标部位位于所述过滤体上的后端,所述后端为尾气流出过滤体的一端。
3.根据权利要求1或2所述的颗粒物过滤器,其特征在于,
所述目标部位具有镀层;和/或
所述目标部位为掺杂导电元素的碳化硅材质;
优选地,所述镀层的材质为镍和/或铬;
优选地,所述掺杂导电元素的碳化硅材质包括掺杂硅、镍、钼、铝中的至少一种导电元素的碳化硅材质。
4.根据权利要求3所述的颗粒物过滤器,其特征在于,具有镀层的目标部位通过如下方式操作得到:
将所述过滤体上涂敷低熔点绝缘材料;
去除所述过滤体上目标部位的低熔点绝缘材料;
对所述目标部位进行电镀,以形成所述镀层;以及
去除所述过滤体上剩余的低熔点绝缘材料;
优选地,将所述过滤体上涂覆低熔点绝缘材料包括:将所述过滤体上至少包括所述目标部位的目标区域涂覆低熔点绝缘材料;
优选地,所述低熔点绝缘材料包括石蜡。
5.根据权利要求3所述的颗粒物过滤器,其特征在于,具有镀层的目标部位通过如下方式操作得到:
对所述过滤体进行电镀;以及
去除所述过滤体上除所述目标部位以外的其他部位上的电镀材料,以形成所述镀层;
优选地,对所述过滤体进行电镀包括:对所述过滤体上至少包括所述目标部位的目标区域进行电镀。
6.根据权利要求5所述的颗粒物过滤器,其特征在于,去除所述过滤体上除所述目标部位以外的其他部位上的电镀材料包括:
将所述目标部位涂覆低熔点绝缘材料;
腐蚀去除所述过滤体上除所述目标部位以外的其他部位上的电镀材料;以及
去除所述目标部位上涂覆的低熔点绝缘材料,以形成所述镀层;
优选地,所述低熔点绝缘材料包括石蜡。
7.根据权利要求1所述的颗粒物过滤器,其特征在于,
所述目标部位为具有目标式样的加热电路;
优选地,所述目标式样包括之字形回路、多路并列和螺旋形中的至少一种。
8.根据权利要求3-7任一所述的颗粒物过滤器,其特征在于,
所述目标部位具有镀层,并且所述过滤体为堇青石、钛酸铝和碳化硅材质中的至少一种。
9.一种颗粒物过滤系统,其特征在于,包括:
如权利要求1-8任一所述的颗粒物过滤器;
压差传感器,其用于检测颗粒物过滤器两端的压力差;以及
再生控制器,用于根据所述压力差,控制是否对所述颗粒物过滤器中的目标部位进行通电。
10.根据权利要求9所述的颗粒物过滤系统,其特征在于,还包括:
温度传感器,用于检测颗粒物传感器内的温度;并且
所述再生控制器进一步用于根据所述压力差和所述温度,控制是否对所述颗粒物过滤器中的目标部位进行通电。
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