CN209488243U - 一种机动车尾气动热混合发电装置及机动车尾气排放系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体公开了一种机动车尾气动热混合发电装置及机动车尾气排放系统，混合发电装置包括气流发电装置，安装在机动车的尾气管中；第一超级电容，与气流发电装置连接；热发电装置，安装尾气管的管壁上；第二超级电容，与热发电装置连接；第一超级电容和第二超级电容均用于对尾气监测系统供电，相对现有技术无需设置外置电源，也无需通过机动车内置电源进行供电；并且气流发电装置和热发电装置可构成冗余电力系统，当发动机正常工作时，可通过两者发电，当发动机熄火后可通过热发电装置继续发电，可适应机动车的不同工况，并且当机动车的发动机停机后，可通过发动机工作时第一超级电容和第二超级电容存储的电量维持尾气监测系统的待机耗电。

Description

一种机动车尾气动热混合发电装置及机动车尾气排放系统

技术领域

本实用新型涉及汽车尾气发电领域，尤其涉及一种机动车尾气动热混合发电装置及机动车尾气排放系统。

背景技术

汽车的普及带给人们出行的便利，但其排放的尾气也带来了相应的环境污染问题。对机动车尾气精细化管理的需求日益迫切，有必要对小型车所排放的尾气进行监测。

现有技术中通常通过在汽车尾气排放管上安装尾气监测系统对小型车排放的尾气进行监测，但是尾气监测装置很难普及。尾气监测系统所采用的电力通常通过外部电源或者机动车内置电源进行供电，采用外部电源供电时，需要在机动车上设置相应的安装位置，并且需要频繁更换电源；通过机动车内置电源进行供电时，供电线缆外置，供电线缆很容易遭到人为破坏，导致尾气监测系统无法正常工作，并且在安装尾气监测系统时还会出现电器接口的兼容性问题、潜在的安全隐患问题，这些因素都导致尾气监测装置无法正常安装及工作。

因此，亟需一种机动车尾气动热混合发电装置及机动车尾气排放系统以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种机动车尾气动热混合发电装置及机动车尾气排放系统，以解决现有技术中尾气监测系统所采用的电力通常通过外部电源或者机动车内置电源进行供电的问题导致其无法正常安装及工作的问题。

一方面，本实用新型提供一种机动车尾气动热混合发电装置，该动车尾气动热混合发电装置包括：

气流发电装置，安装在机动车的尾气管中；

第一超级电容，与所述气流发电装置连接；

热发电装置，安装所述尾气管的管壁上；

第二超级电容，与所述热发电装置连接；

所述第一超级电容和所述第二超级电容均用于对尾气监测系统供电，所述尾气监测系统用于采集机动车尾气的参数。

作为优选，还包括第三超级电容，所述第一超级电容和所述第二超级电容均与所述第三超级电容电连接，所述第三超级电容用于对所述尾气监测系统供电。

作为优选，所述气流发电装置包括风扇，与所述风扇连接的发电机，以及与所述发电机连接的整流器，所述整流器与第一充电控制电路连接，所述第一充电控制电路与所述第一超级电容电连接。

作为优选，所述第一充电控制电路包括第一微处理器和第一充电阀门，所述第一微处理器分与所述第一充电阀门和所述第一超级电容连接，所述整流器和所述第一超级电容通过所述第一充电阀门连接，所述第一微处理器用于控制所述第一充电阀门连通或断开。

作为优选，所述热发电装置包括沿所述尾气管的周向设置的多个并联的发电组件，多个所述发电组件均与第二充电控制电路连接，所述第二充电控制电路与所述第二超级电容电连接。

作为优选，所述第二充电控制电路包括第二微处理器和第二充电阀门，所述第二微处理器分别与所述第二充电阀门和所述第二超级电容连接，所述发电组件和所述第二超级电容通过所述第二充电阀门连接，所述第二微处理器用于控制所述第二充电阀门连通或断开。

作为优选，所述热发电装置还包括环状的壳体，所述壳体与所述尾气管一体成型，多个并联的所述发电组件沿所述壳体的周向设置，所述气流发电装置安装于所述壳体的通孔中。

作为优选，所述气流发电装置的风扇转动设置于所述壳体内。

作为优选，还包括第三微处理器、第三充电阀门和第四充电阀门，所述第一超级电容和所述第三超级电容通过所述第三充电阀门连接，所述第二超级电容和所述第三超级电容通过所述第四充电阀门连接，所述第三微处理器分别与所述第三充电阀门、所述第四充电阀门和所述第三超级电容连接，所述第三微处理器能够分别控制所述第三充电阀门和所述第四充电阀门的连通或断开。

另一方面，本实用新型提供一种机动车尾气排放系统，包括上述任一方案中的机动车尾气动热混合发电装置，还包括尾气监测系统，所述机动车尾气动热混合发电装置和所述尾气监测系统集成设置。

本实用新型的有益效果为：

通过设置在机动车尾气管中的气流发电装置和热发电装置为尾气监测系统供电，可以稳定地提供尾气监测系统所需电力，相对现有技术无需设置外置电源，也无需通过机动车内置电源进行供电；并且气流发电装置和热发电装置可构成冗余电力系统，当发动机正常工作时，两者均可进行发电，当发动机熄火后可通过热发电装置继续发电，可适应机动车的工况。并且当机动车的发动机停机后，可通过发动机工作时第一超级电容和第二超级电容存储的电量维持尾气监测系统的待机耗电。

附图说明

图1为本实用新型实施例中机动车尾气动热混合发电装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中机动车尾气动热混合发电装置的的气流发电装置和热发电装置集成设置时的结构示意图。

图中：

1、气流发电装置；11、风扇；12、发电机；13、整流器；14、第一微处理器；15、第一充电阀门；

2、第一超级电容；

3、热发电装置；31、发电组件；311、热电陶瓷片；32、第二微处理器；33、第二充电阀门；34、壳体；

4、第二超级电容；

5、第三微处理器；

6、第三充电阀门；

7、第四充电阀门；

8、第三超级电容。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1和图2所示，本实施例提供一种机动车尾气动热混合发电装置，该机动车尾气动热混合发电装置，包括气流发电装置1、第一超级电容2、热发电装置3和第二超级电容4。其中，气流发电装置1安装在机动车的尾气管中，第一超级电容2与气流发电装置1连接并用于对尾气监测系统供电，气流发电装置1通过机动车尾气产生的高速气流发电，并能通过第一超级电容2将气流发电装置1产生的电力储存，从而可通过气流发电装置1为尾气监测系统供电。热发电装置3安装尾气管的管壁上，第二超级电容4与热发电装置3连接并用于对尾气监测系统供电；热发电装置3通过机动车产生的高温气流和外界的温差产生电能，并能够通过第二超级电容4将产生的电力存储，从而可通过热发电装置3为尾气监测系统供电。本实施例中，气流发电装置1和热发电装置3可构成冗余电力系统，当发动机正常工作时，可通过两者发电，当发动机熄火后可通过热发电装置3继续发电一段时间，充分考虑了机动车不同工况下为尾气监测系统供电的问题。并且当机动车的发动机停机后，可通过发动机工作时第一超级电容2和第二超级电容4存储的电量维持尾气监测系统的待机耗电。

该机动车尾气动热混合发电装置还包括第三超级电容8，第一超级电容2和第二超级电容4均与第三超级电容8电连接，通过第三超级电容8对尾气监测系统供电。特别当发动机熄火后，可通过第三超级电容8存储的电量为尾气监测系统供电。

气流发电装置1包括风扇11，与风扇11连接的发电机12，以及与发电机12连接的整流器13，整流器13连接有第一充电控制电路，第一充电控制电路与第一超级电容2电连接，第一充电控制电路包括第一微处理器14和第一充电阀门15，第一微处理器14分别与第一充电阀门15和第一超级电容2连接，整流器13和第一超级电容2通过第一充电阀门15连接，第一微处理器14用于控制第一充电阀门15连通或断开。机动车尾气的高速气流驱动风扇11转动，从而风扇11带动与其连接的发电机12产生交流电，经整流器13整流后，变成直流电被第一超级电容2存储。需要注意的是，当直流电的电压大于第一超级电容2的电压并且第一超级电容2的电压小于其额定电压时，第一超级电容2才能够被充电，当发动机停机或者尾气气流过小时，导致该气流发电装置1无法发电或者产生的直流电电压较小时，以及第一超级电容2充满电后，气流发电装置1充电停止。

热发电装置3包括沿尾气管的周向设置的多个并联的发电组件31，多个发电组件31均与第二充电控制电路连接，第二充电控制电路与第二超级电容4电连接。第二充电控制电路包括第二微处理器32和第二充电阀门33，第二微处理器32分别与第二充电阀门33和第二超级电容4连接，发电组件31和第二超级电容4通过第二充电阀门33连接，第二微处理器32用于控制第二充电阀门33连通或断开。发电组件31包括多个串联的热电陶瓷片311，热电陶瓷片311在温差作用下可以发电，多个热电陶瓷片311串联并且多个发电组件31并联提高输出的电压和电流，当该输出的电压高于第二超级电容4的电压并且第二超级电容4的电压小于其额定电压时，第二超级电容4才能够被充电，但随着尾气管温度的降低，使多个发电组件31产生的电压小于第二超级电容4的电压或者第二超级电容4充满电后，热发电装置3的充电停止。

热发电装置3还包括环状的壳体34，壳体34与尾气管一体成型，也可通过焊接工艺使壳体34和尾气管成为一体。多个并联的发电组件31沿壳体34的周向设置，气流发电装置1安装于壳体34的通孔中。具体的，多个热电陶瓷片311且沿壳体34的轴向间隔嵌设在壳体34上。优选地，气流发电装置1的风扇11转动设置于壳体34内，从而可以使气流发电装置1和温差发电装置集成设置，进一步缩小了该机动车尾气动热混合发电装置的封装体积。

该机动车尾气动热混合发电装置还包括第三微处理器5、第三充电阀门6和第四充电阀门7，第一超级电容2和第三超级电容8通过第三充电阀门6连接，第二超级电容4和第三超级电容8通过第四充电阀门7连接，第三微处理器5分别与第三充电阀门6、第四充电阀门7和第三超级电容8连接，第三微处理器5能够分别控制第三充电阀门6和第四充电阀门7的连通或断开。

优选地，机动车尾气动热混合发电装置和尾气监测系统集成设置，将机动车尾气动热混合发电装置和尾气监测系统整合成一个模块，并且机动车尾气动热混合发电装置和尾气监测系统之间的输电线路隐藏在模块中，可避免人为破坏输电线路。

本实施例中，尾气监测系统工作时与手机功率接近，工作状态功率在1-2W，待机状态在30-50mW。机动车尾气流速一般在0.15-1.5m/s，质量流量为20-40g/s，流体动能总功率在0.2W-45W。尾气流动能产生0.03W-2W功率的能量，不到机动车尾气动能1/10，尾气流通不会存在滞后影响。机动车尾气热气流温度在200-400度，热电陶瓷发电片面积为30平方厘米，热发电功率超过5W，尾气流热能和尾气流动能产生的电能足够给尾气监测模块提供稳定的电能，使得尾气监测模块能稳定采集传感信号，获得北斗位置信息，并向其他系统发送采集的尾气综合数据。

本实施例还提供一种机动车尾气排放系统，包括上述方案中的机动车尾气动热混合发电装置，还包括尾气监测系统，机动车尾气动热混合发电装置和尾气监测系统集成设置。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机动车尾气动热混合发电装置，其特征在于，包括：

气流发电装置(1)，安装在机动车的尾气管中；

第一超级电容(2)，与所述气流发电装置(1)连接；

热发电装置(3)，安装所述尾气管的管壁上；

第二超级电容(4)，与所述热发电装置(3)连接；

所述第一超级电容(2)和所述第二超级电容(4)均用于对尾气监测系统供电，所述尾气监测系统用于采集机动车尾气的参数。

2.根据权利要求1所述的机动车尾气动热混合发电装置，其特征在于，还包括第三超级电容(8)，所述第一超级电容(2)和所述第二超级电容(4)均与所述第三超级电容(8)电连接，所述第三超级电容(8)用于对所述尾气监测系统供电。

3.根据权利要求1所述的机动车尾气动热混合发电装置，其特征在于，所述气流发电装置(1)包括风扇(11)，与所述风扇(11)连接的发电机(12)，以及与所述发电机(12)连接的整流器(13)，所述整流器(13)与第一充电控制电路连接，所述第一充电控制电路与所述第一超级电容(2)电连接。

4.根据权利要求3所述的机动车尾气动热混合发电装置，其特征在于，所述第一充电控制电路包括第一微处理器(14)和第一充电阀门(15)，所述第一微处理器(14)分别与所述第一充电阀门(15)和所述第一超级电容(2)连接，所述整流器(13)和所述第一超级电容(2)通过所述第一充电阀门(15)连接，所述第一微处理器(14)用于控制所述第一充电阀门(15)连通或断开。

5.根据权利要求1所述的机动车尾气动热混合发电装置，其特征在于，所述热发电装置(3)包括沿所述尾气管的周向设置的多个并联的发电组件(31)，多个所述发电组件(31)均与第二充电控制电路连接，所述第二充电控制电路与所述第二超级电容(4)电连接。

6.根据权利要求5所述的机动车尾气动热混合发电装置，其特征在于，所述第二充电控制电路包括第二微处理器(32)和第二充电阀门(33)，所述第二微处理器(32)分别与所述第二充电阀门(33)和所述第二超级电容(4)连接，所述发电组件(31)和所述第二超级电容(4)通过所述第二充电阀门(33)连接，所述第二微处理器(32)用于控制所述第二充电阀门(33)连通或断开。

7.根据权利要求5所述的机动车尾气动热混合发电装置，其特征在于，所述热发电装置(3)还包括环状的壳体(34)，所述壳体(34)与所述尾气管一体成型，多个并联的所述发电组件(31)沿所述壳体(34)的周向设置，所述气流发电装置(1)安装于所述壳体(34)的通孔中。

8.根据权利要求7所述的机动车尾气动热混合发电装置，其特征在于，所述气流发电装置(1)的风扇(11)转动设置于所述壳体(34)内。

9.根据权利要求2所述的机动车尾气动热混合发电装置，其特征在于，还包括第三微处理器(5)、第三充电阀门(6)和第四充电阀门(7)，所述第一超级电容(2)和所述第三超级电容(8)通过所述第三充电阀门(6)连接，所述第二超级电容(4)和所述第三超级电容(8)通过所述第四充电阀门(7)连接，所述第三微处理器(5)分别与所述第三充电阀门(6)、所述第四充电阀门(7)和所述第三超级电容(8)连接，所述第三微处理器(5)能够分别控制所述第三充电阀门(6)和所述第四充电阀门(7)的连通或断开。

10.一种机动车尾气排放系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的机动车尾气动热混合发电装置，还包括尾气监测系统，所述机动车尾气动热混合发电装置和所述尾气监测系统集成设置。