WO2023110646A1 - Dispositif de chauffage electrique d'un catalyseur de gaz d'echappement - Google Patents

Dispositif de chauffage electrique d'un catalyseur de gaz d'echappement Download PDF

Info

Publication number
WO2023110646A1
WO2023110646A1 PCT/EP2022/085081 EP2022085081W WO2023110646A1 WO 2023110646 A1 WO2023110646 A1 WO 2023110646A1 EP 2022085081 W EP2022085081 W EP 2022085081W WO 2023110646 A1 WO2023110646 A1 WO 2023110646A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
catalyst
heating
exhaust
honeycomb structure
heating device
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/085081
Other languages
English (en)
Inventor
Steven Maertens
Damien Verdier
Alain Fontanet
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Publication of WO2023110646A1 publication Critical patent/WO2023110646A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • F01N3/2026—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means directly electrifying the catalyst substrate, i.e. heating the electrically conductive catalyst substrate by joule effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/16—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric heater, i.e. a resistance heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/11—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for hybrid vehicles

Definitions

  • the present application relates to an electric exhaust gas catalyst heating device, positioned upstream of the catalyst in an exhaust pipe, and adapted to heat the exhaust gases to bring them to an effective catalysis temperature. .
  • a three-way catalyst of a gasoline vehicle has an effective operating range for temperatures above 400° C., while a diesel vehicle pollution control system has effective operation from about 180° C.
  • a diesel vehicle pollution control system typically includes an oxidation catalyst that treats hydrocarbons HC, carbon monoxide CO, a selective reduction catalyst that treats nitrogen oxides NOx, and a particulate filter.
  • This heating device can take the form of a sleeve placed in an exhaust duct of the engine, and containing a heating alveolar matrix in which the gases pass to be heated there before reaching the catalyst, thus improving the pollution control of the exhaust gases. 'exhaust.
  • the electric heating device 1 comprises a cylindrical sleeve 10 and a honeycomb structure 20 heated by circulation of an electric current contained in the cylindrical sleeve 10.
  • the external diameter of the cylindrical sleeve 10 can correspond to the internal diameter of the exhaust pipe so that the electric heating device 1 can be positioned in a section of the exhaust gas pipe while completely occupying a cross section of that section.
  • the gases produced by the engine necessarily pass through the heating honeycomb structure 20 before reaching the catalyst.
  • the electric heating device 1 also comprises a device for supporting the heating honeycomb structure in the cylindrical sleeve 10, comprising for example a support structure 19 housed in the cylindrical 10, for example downstream of the honeycomb structure 20 heater, and retaining studs 24 holding the heating honeycomb structure 20 against the support structure 19.
  • the heating honeycomb structure 20 is obtained by winding, around an axis AA, which when the heating device is installed, is parallel to the direction of movement of the gases in the exhaust pipe (represented by the arrow F in Figure 1), of a heating honeycomb panel 21 in Figure 1.
  • the heating honeycomb panel 21 comprises at least one metallic honeycomb matrix 23, which can be attached to a support layer 22 which is also metallic, or even positioned between two support layers 22.
  • honeycomb matrix 23 there is understood a formation comprising a plurality of cells in which the exhaust gases can pass, the cells being delimited by heated metal walls during the circulation of an electric current.
  • the heating honeycomb structure 20 also comprises electrical connectors, not shown, allowing a current to flow through the heating honeycomb structure 20 to heat it.
  • the structure is arranged such that a first end of the metal support wall is connected to a first electrical connector and a second end of the metal support wall is connected to a second electrical connector, so that current flows in the completeness of the metal support wall and the honeycomb matrix mounted on the wall.
  • the activation of the heating honeycomb structure 20 is carried out for example by a simple control of an active/inactive signal or using a control signal of the Pulse Width Modulation (PWM) or “Pulse Width Modulation” type. Width Modulation” or “PWM”.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the heating honeycomb structure 20 exhibits resistive load-type behavior, there is, when it is activated, a strong increase in the current in said heating honeycomb structure 20, an increase which is as rapid as that of the voltage across the heating honeycomb structure 20.
  • This rapid variation in the current is generated by the very structure of the electrical heating device 1 of the vehicle, i.e. battery, connectors of the battery to the components of the vehicle and of the connection capacities.
  • the object of the invention is to remedy the drawbacks of the prior art set out above.
  • an object of the invention is to propose a heating device allowing, thanks to an advantageous winding of the honeycomb structure, to dispense with the addition of an external inductance to compensate for the presence of an equivalent inductance of a heating device control device.
  • the invention proposes an electric heating device for an exhaust gas catalyst, the electric heating device comprising a sleeve and a honeycomb structure heated by the circulation of electric current, contained in the sleeve, the device electric heater being adapted to be positioned in a section of an exhaust gas pipe upstream of a catalyst, by entirely occupying a cross section of said section so that the exhaust gases circulating in the pipe pass through the alveolar matrix before reaching the catalyst, the electric heating device being characterized in that the heating alveolar structure has a spiral-type winding around an axis AA, comprises a determined number of windings around said axis AA and said heating honeycomb structure is adapted to have an internal inductance. Thanks to the invention, it is now possible without adding external inductance to counterbalance the equivalent inductance of the control circuit in order to obtain a sufficient time lag between a control voltage and a control current during the activation of the heater.
  • the spiral-type winding around an A-A axis of the heating honeycomb structure has a first end and a second end, adapted to receive a control signal and allowing connection reliable electrical connection between the heating device and the heating honeycomb structure.
  • the invention proposes to control the value of the internal inductance of the heating honeycomb structure that the number of windings around said axis A-A is between 2 and 10 windings.
  • the internal inductance of the heating honeycomb structure has a value between 0.5.10'6 Henry and 1.10 -6 Henry.
  • the heating honeycomb structure is made up of at least two materials with different resistivities.
  • the catalysis element is placed in the sleeve, downstream of the heating honeycomb structure with respect to the direction of flow of the exhaust gases.
  • the catalysis element is of the oxidation catalyst, LNT, or three-way type.
  • an exhaust gas catalysis assembly comprising at least one catalyst and an electric heater in which the catalyst is chosen from the group consisting of:
  • a vehicle comprising a heat engine, an exhaust pipe for exhaust gases produced by combustion in the heat engine, a catalyst arranged in the exhaust pipe, and a electric heating device arranged in the exhaust pipe, upstream of the catalyst with respect to the direction of flow of the exhaust gases in the exhaust pipe.
  • FIG. 1 already described, schematically represents a catalysis system according to the prior art.
  • FIG. 2 schematically represents a catalysis system according to one embodiment of the invention.
  • an electric heating device 1 forming part of a vehicle catalysis assembly comprising a heat engine (not shown), the heat engine being of the gasoline or diesel type.
  • the vehicle can also be a hybrid vehicle.
  • the catalysis assembly comprises a catalyst disposed in an exhaust gas duct generated by combustion in the engine, and adapted to filter the exhaust gases before their discharge into the atmosphere.
  • the catalyst may be of the three-way catalyst type (typically for gasoline engines), which performs a reduction of nitrogen oxides, an oxidation of carbon monoxides, and an oxidation of unburnt hydrocarbons. It can also be a CO and HC oxidation catalyst (DOC), or an LNT type catalyst (English acronym for Lean Nox trap) which is both an oxidation catalyst and a catalyst. NOx storage and reduction catalyst, or a selective reduction catalyst, or an assembly comprising an oxidation catalyst followed by a selective reduction catalyst, etc.
  • the electric heater 1 is arranged in the exhaust pipe, upstream of the catalyst, that is to say between the engine outlet and the catalyst inlet.
  • the sleeve may also comprise connection pads 31 suitable for receiving a first electrical connector E1 and a second electrical connector E2 of the heating honeycomb structure 20 and holding them in a fixed position, so that they can be connected to a generator via appropriate connectors.
  • the first electrical connector E1 and the second electrical connector E2 are not visible in the drawings but they are known to those skilled in the art.
  • the heating honeycomb structure 20 is adapted to present a spiral-type winding around an axis A-A. It is understood here by spiral-type winding, a winding that follows a curve that begins at a central point and then moves further and further away from it, at the same time as it turns around along the cutting axis B-B in the figure 2.
  • the heating honeycomb structure 20 has a controlled inductance dependent on the number of windings making it possible to obtain a desired and controlled time shift between a control current and a control voltage flowing in the heating honeycomb structure 20 and the electrical control circuit of the vehicle during the application of a control signal.
  • it is made between 2 and 10 winding turns, preferably 4.

Abstract

L'invention propose un dispositif de chauffage électrique (1) de catalyseur de gaz d'échappement, le dispositif de chauffage électrique comprenant un manchon (10) et une structure alvéolaire chauffante (20) par circulation de courant électrique, contenue dans le manchon (10), le dispositif de chauffage électrique (1) étant adapté pour être positionné dans un tronçon d'une conduite de gaz d'échappement en amont d'un catalyseur, en occupant intégralement une section transversale dudit tronçon de manière à ce que des gaz d'échappement circulant dans la conduite passent au travers de la matrice alvéolaire avant d'atteindre le catalyseur. Le dispositif de chauffage électrique comporte en outre une structure alvéolaire chauffante (20) qui présente un enroulement de type spirale autour d'un axe A-A, et comporte un nombre déterminé d'enroulement autour dudit axe A-A. Ladite structure alvéolaire chauffante (20) est adaptée pour présenter une inductance interne.

Description

Description
DISPOSITIF DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE D’UN CATALYSEUR DE GAZ D’ECHAPPEMENT
Domaine technique
[0001] La présente demande concerne un dispositif de chauffage électrique de catalyseur de gaz d’échappement, positionné en amont du catalyseur dans une conduite d’échappement, et adapté pour chauffer les gaz d’échappement pour les amener à une température efficace de catalyse.
Technique antérieure
[0002] Un catalyseur trois voies d’un véhicule essence présente une plage de fonctionnement efficace pour des températures supérieures à 400°C, tandis qu’un système de dépollution de véhicule diésel présente un fonctionnement efficace à partir d’environ 180°C. Un système de dépollution de véhicule diésel comprend typiquement un catalyseur d’oxydation qui traite les hydrocarbures HC, le monoxyde de carbone CO, un catalyseur de réduction sélective qui traite les oxydes d’azote NOx, et un filtre à particules.
[0003] Lorsque le moteur démarre à froid, la température des gaz d’échappement est initialement basse et un certain temps est nécessaire pour qu’elle augmente jusqu’à atteindre une valeur de fonctionnement efficace du catalyseur. Ceci implique que pendant toute la période où les gaz d’échappement ont une température trop faible, ces gaz ne sont pas correctement filtrés par le catalyseur.
[0004] La même problématique existe pour des moteurs diésel qui mettent plus de temps à chauffer que les moteurs à essence, de sorte que si le conducteur circule à faible vitesse, avec un véhicule peu chargé, les gaz d’échappement peuvent rester à une température inférieure à une température efficace de catalyse pendant une durée éventuellement longue. Ce problème de température des gaz d’échappement inférieure à la température efficace peut également se poser si, après un roulage extra-urbain, un retour à un roulage urbain à faible charge est effectué. [0005] Également pour des véhicules hybrides, le moteur thermique se refroidit lorsque le moteur électrique est en opération assez longtemps, et le même problème de température des gaz d’échappement se pose quand le moteur thermique est redémarré.
[0006] Pour résoudre ce problème, il est connu de positionner un dispositif de chauffage en amont du catalyseur. Ce dispositif de chauffage peut prendre la forme d’un manchon disposé dans une conduite d’échappement du moteur, et contenant une matrice alvéolaire chauffante dans laquelle les gaz passent pour y être chauffés avant d’atteindre le catalyseur améliorant ainsi la dépollution des gaz d’échappement.
[0007] En référence à la figure 1 , le dispositif de chauffage électrique 1 comprend un manchon cylindrique 10 et une structure alvéolaire 20 chauffante par circulation d’un courant électrique contenue dans le manchon cylindrique 10.
[0008] Le diamètre externe du manchon cylindrique 10 peut correspondre au diamètre interne de la conduite d’échappement de sorte que le dispositif de chauffage électrique 1 puisse être positionné dans un tronçon de la conduite de gaz d’échappement en occupant intégralement une section transversale dudit tronçon. Ainsi, les gaz produits par le moteur passent nécessairement au travers de la structure alvéolaire 20 chauffante avant de parvenir au catalyseur.
[0009] Généralement, le dispositif de chauffage électrique 1 comprend également un dispositif de support de la structure alvéolaire chauffante dans le manchon cylindrique 10, comprenant par exemple une structure de support 19 logée dans le cylindrique 10, par exemple en aval de la structure alvéolaire 20 chauffante, et des plots de maintien 24 maintenant la structure alvéolaire 20 chauffante contre la structure de support 19.
[0010] Dans les dispositifs chauffant de l’art antérieur, la structure alvéolaire 20 chauffante est obtenue par enroulement, autour d’un axe A-A, qui lorsque le dispositif de chauffage est installé, est parallèle à la direction de déplacement des gaz dans la conduite d’échappement (représenté par la flèche F sur la figure 1 ), d’un panneau alvéolaire 21 chauffant sur la figure 1. [0011] Le panneau alvéolaire 21 chauffant comprend au moins une matrice alvéolaire 23 métallique, pouvant être rapportée sur une couche support 22 également métallique, voire positionnée entre deux couches support 22. Par matrice alvéolaire 23, on comprend une formation comprenant une pluralité de cellules dans lesquelles les gaz d’échappement peuvent passer, les cellules étant délimitées par des parois métalliques chauffantes lors de la circulation d’un courant électrique.
[0012] La structure alvéolaire 20 chauffante comprend également des connecteurs électriques non représentés permettant de faire circuler un courant au travers de la structure alvéolaire 20 chauffante pour la faire chauffer. La structure est agencée de telle sorte qu’une première extrémité de la paroi support métallique soit connectée à un premier connecteur électrique et une deuxième extrémité de la paroi support métallique soit connectée à un deuxième connecteur électrique, de sorte que le courant circule dans l’intégralité de la paroi support métallique et de la matrice alvéolaire montée sur la paroi.
[0013] Le courant circulant dans la paroi support métallique, et donc dans la matrice alvéolaire 20 chauffante et également dans le panneau alvéolaire 21 chauffant, permet de chauffer les gaz d’échappement par effet Joule. L’activation de la structure alvéolaire 20 chauffante est réalisée par exemple par une simple commande d’un signal actif/non actif ou à l’aide d’un signal de commande de type Modulation de Largeur d’Impulsion (MLI) ou « Pulse Width Modulation » ou « PWM ».
[0014] Comme la structure alvéolaire 20 chauffante présente un comportement de type charge résistive, il y a lors de l’activation de celle-ci une augmentation forte du courant dans ladite structure alvéolaire 20 chauffante, augmentation qui est aussi rapide que celle de la tension aux bornes de la structure alvéolaire 20 chauffante. Cette variation rapide du courant est engendrée par la structure même du dispositif électrique de chauffage 1 du véhicule, i.e. batterie, connectiques de la batterie aux composants du véhicules et des capacités de liaison.
[0015] Cet appel de courant très important engendre une chute très brusque et importante de la tension de la batterie du véhicule. Ainsi, dans le cas d’une batterie de 48V d’un véhicule hybride cet appel de courant engendre une chute importante de la tension du réseau de bord qui peut générer des défaillances des composants électroniques dudit véhicule ou un vieillissement prématuré des composants et des condensateurs de liaison.
[0016] Pour résoudre ce problème, il serait donc nécessaire de décaler temporellement l’appel en tension de l’appel en courant. Du fait de l’enroulement de la structure alvéolaire 20 de l’art antérieur et des valeurs des capacités de liaison, il serait nécessaire d’utiliser un composant de type inductance externe ayant une valeur très importante de l’ordre de 1.10e’6 Henry. Une telle inductance externe présenterait un encombrement très important engendrant des problématiques d’intégration et aussi des problématiques de coûts.
Résumé de l’invention
[0017] L’invention a pour but de remédier aux inconvénients de l’art antérieur exposés ci-avant.
[0018] En particulier, un but de l’invention est de proposer un dispositif de chauffage permettant grâce à un enroulement avantageux de la structure alvéolaire de se dispenser de l’ajout d’une inductance externe pour compenser la présence d’une inductance équivalente d’un dispositif de commande du dispositif de chauffage.
[0019] A cet égard, l’invention propose un dispositif de chauffage électrique de catalyseur de gaz d’échappement, le dispositif de chauffage électrique comprenant un manchon et une structure alvéolaire chauffante par circulation de courant électrique, contenue dans le manchon , le dispositif de chauffage électrique étant adapté pour être positionné dans un tronçon d’une conduite de gaz d’échappement en amont d’un catalyseur, en occupant intégralement une section transversale dudit tronçon de manière à ce que des gaz d’échappement circulant dans la conduite passent au travers de la matrice alvéolaire avant d’atteindre le catalyseur, le dispositif de chauffage électrique étant caractérisé en ce que la structure alvéolaire chauffante présente une enroulement de type spirale autour d’un axe A-A, comporte un nombre déterminé d’enroulement autour dudit axe A-A et ladite structure alvéolaire chauffante est adaptée pour présenter une inductance interne. [0020] Grâce à l’invention, il est maintenant possible sans ajouter d’inductance externe de contrebalancer l’inductance équivalente du circuit de commande afin d’obtenir un décalage temporel suffisant entre une tension de commande et un courant de commande lors de l’activation du dispositif de chauffage.
Par exemple, dans un mode de réalisation de l’invention, l’enroulement de type spirale autour d’un axe A-A de la structure alvéolaire chauffante présente une première extrémité et une seconde extrémité, adaptées pour recevoir un signal de commande et permettant une connexion électrique fiable entre le dispositif de chauffage et la structure alvéolaire chauffante.
Avantageusement, l’invention propose pour contrôler la valeur de l’inductance interne de la structure alvéolaire chauffante que le nombre d’enroulement autour dudit axe A-A est compris entre 2 et 10 enroulements.
Par exemple, l’inductance interne de la structure alvéolaire chauffante présente une valeur comprise entre 0.5.10’6 Henry et 1 .10-6 Henry.
Dans un but d’optimisation de l’efficacité du dispositif de chauffage la structure alvéolaire chauffante est composée d’au moins deux matériaux présentant des résistivités différentes.
Par exemple, l’élément de catalyse est disposé dans le manchon, en aval de la structure alvéolaire chauffante par rapport à la direction d’écoulement des gaz d’échappement.
En variante, l’élément de catalyse est de type catalyseur d’oxydation, LNT, ou trois- voies.
Dans un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un ensemble de catalyse de gaz d’échappement comprenant au moins un catalyseur et un dispositif de chauffage électrique dans lequel le catalyseur est choisi parmi le groupe consistant en :
- un catalyseur de type trois voies,
- un catalyseur d’oxydation,
- un catalyseur de type LNT,
- un catalyseur à réduction sélective. Dans un troisième aspect de l’invention il est aussi proposé un véhicule, comprenant un moteur thermique, une conduite d’échappement de gaz d’échappement produits par combustion dans le moteur thermique, un catalyseur disposé dans la conduite d’échappement, et un dispositif de chauffage électrique disposé dans la conduite d’échappement, en amont du catalyseur par rapport à la direction de circulation des gaz d’échappement dans la conduite d’échappement.
Brève description des dessins
[0021] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
[0022] [Fig. 1], déjà décrite, représente schématiquement un système de catalyse selon l’art antérieur.
[0023] [Fig. 2] représente schématiquement un système de catalyse selon un mode de réalisation de l’invention.
Description des modes de réalisation
[0024] En référence à la figure 2, on va maintenant décrire un dispositif de chauffage électrique 1 , faisant partie d’un ensemble de catalyse de véhicule comprenant un moteur thermique (non représenté), le moteur thermique étant du type essence ou diesel. Préférentiellement, le véhicule peut aussi être un véhicule hybride. L’ensemble de catalyse comprend un catalyseur disposé dans une conduite d’échappement de gaz générés par combustion dans le moteur, et adapté pour filtrer les gaz d’échappement avant leur rejet dans l’atmosphère.
[0025] En fonction de la nature du moteur, le catalyseur peut être de type catalyseur trois voies (typiquement pour les moteurs à essence), qui réalise une réduction des oxydes d’azote, une oxydation des monoxydes de carbone, et une oxydation des hydrocarbures imbrulés. Il peut s’agir également d’un catalyseur d’oxydation (DOC) de CO et HC, ou d’un catalyseur de type LNT (acronyme anglais pour Lean Nox trap) qui est à la fois un catalyseur d’oxydation et un catalyseur de stockage et de réduction des NOx, ou un catalyseur de réduction sélective, ou un ensemble comprenant un catalyseur d’oxydation suivi d’un catalyseur de réduction sélective, etc. [0026] Le dispositif de chauffage électrique 1 est disposé dans la conduite d’échappement, en amont du catalyseur, c’est-à-dire entre la sortie du moteur et l’entrée du catalyseur. Le manchon peut également comprendre des plots de connexion 31 adaptés pour recevoir un premier connecteur électrique E1 et un second connecteur électrique E2 de la structure alvéolaire 20 chauffante et les maintenir dans une position fixe, pour qu’ils puissent être connectés à un générateur via des connecteurs appropriés. Le premier connecteur électrique E1 et le second connecteur électrique E2 ne sont pas visibles sur les dessins mais ils sont connus de l’homme de l’art.
[0027] Avantageusement, la structure alvéolaire 20 chauffante est adaptée pour présenter un enroulement de type spirale autour d’un axe A-A. Il est entendu ici par enroulement de type spirale, un enroulement qui suit une courbe qui commence en un point central puis s'en éloigne de plus en plus, en même temps qu'elle tourne autour selon l’axe de coupe B-B sur la figure 2.
[0028] Ainsi, grâce à cet enroulement particulier, la structure alvéolaire 20 chauffante présente une inductance maîtrisée et dépendante du nombre d’enroulement permettant d’obtenir un décalage temporel souhaité et maitrisé entre un courant de commande et une tension de commande circulant dans la structure alvéolaire 20 chauffante et le circuit électrique de commande du véhicule lors de l’application d’un signal de commande.
[0029] Dans un mode de réalisation particulier, il est réalisé entre 2 et 10 spires d’enroulement, préférentiellement 4.
[0030] Ainsi, il est possible d’obtenir de la structure alvéolaire 20 chauffante un comportement inductif permettant d’équilibrer l’inductance équivalente du circuit de commande sans ajout de composant électronique de type inductance externe et permettant ainsi une optimisation des coûts mais aussi une amélioration de la fiabilité du dispositif électronique de commande.
[0031] Avantageusement, il est possible d’intégrer deux structures alvéolaire 20 chauffantes l’une à la suite de l’autre dans la conduite d’échappement, en amont du catalyseur, c’est-à-dire entre la sortie du moteur et l’entrée du catalyseur. Avantageusement, il est, dans un mode de réalisation, couplée en série les deux structures alvéolaire 20 chauffantes afin de doubler la valeur de l’inductance interne obtenue.
[0032] Ainsi, grâce à l’invention, il est possible d’obtenir une inductance interne de la structure alvéolaire 20 chauffante du même ordre que celle de la connectique du véhicule reliant la batterie au dispositif de chauffage électrique 1 permettant une optimisation du décalage temporel entre le courant et la tension dans la structure alvéolaire chauffante 20 lors d’une activation dudit dispositif de chauffage électriquel .

Claims

9 Revendications
[Revendication 1] Dispositif de chauffage électrique (1 ) de catalyseur de gaz d’échappement, le dispositif de chauffage électrique comprenant un manchon (10) et une structure alvéolaire chauffante (20) par circulation de courant électrique, contenue dans le manchon (10), le dispositif de chauffage électrique (1 ) étant adapté pour être positionné dans un tronçon d’une conduite de gaz d’échappement en amont d’un catalyseur, en occupant intégralement une section transversale dudit tronçon de manière à ce que des gaz d’échappement circulant dans la conduite passent au travers de la matrice alvéolaire avant d’atteindre le catalyseur, le dispositif de chauffage électrique étant caractérisé en ce que la structure alvéolaire chauffante (20) présente une enroulement de type spirale autour d’un axe A-A, comporte un nombre déterminé d’enroulement autour dudit axe A-A et ladite structure alvéolaire chauffante (20) est adaptée pour présenter une inductance interne, et la structure alvéolaire chauffante (20) est composée d’au moins deux matériaux présentant des résistivités électriques différentes.
[Revendication 2] Dispositif de chauffage électrique (1 ) de catalyseur de gaz d’échappement selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l’enroulement de type spirale autour d’un axe A-A de la structure alvéolaire chauffante (20) présente une première extrémité et une seconde extrémité, adaptées pour recevoir un signal de commande.
[Revendication 3] Dispositif de chauffage électrique (1 ) de catalyseur de gaz d’échappement selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le nombre d’enroulement autour dudit axe A-A est compris entre 2 et 10 enroulements.
[Revendication 4] Dispositif de chauffage électrique (1 ) de catalyseur de gaz d’échappement selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’inductance interne de la structure alvéolaire chauffante (20) présente une valeur comprise entre 0.
5.10’6 Henry et 1 .10-6 Henry. [Revendication 5] Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un élément de catalyse disposé dans le manchon, en aval de la structure alvéolaire chauffante (20) par rapport à la direction d’écoulement des gaz d’échappement.
[Revendication 6] Dispositif de chauffage selon la revendication précédente, dans lequel l’élément de catalyse (19) est de type catalyseur d’oxydation, LNT, ou trois- voies.
[Revendication 7] Ensemble de catalyse de gaz d’échappement comprenant au moins un catalyseur et un dispositif de chauffage électrique (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le catalyseur est choisi parmi le groupe consistant en :
- un catalyseur de type trois voies,
- un catalyseur d’oxydation,
- un catalyseur de type LNT,
- un catalyseur à réduction sélective.
[Revendication 8] Véhicule, comprenant un moteur thermique, une conduite d’échappement de gaz d’échappement produits par combustion dans le moteur thermique, un catalyseur disposé dans la conduite d’échappement, et un dispositif de chauffage électrique (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 disposé dans la conduite d’échappement, en amont du catalyseur par rapport à la direction de circulation des gaz d’échappement dans la conduite d’échappement.
PCT/EP2022/085081 2021-12-15 2022-12-09 Dispositif de chauffage electrique d'un catalyseur de gaz d'echappement WO2023110646A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2113525A FR3130317A1 (fr) 2021-12-15 2021-12-15 Dispositif de chauffage électrique d’un catalyseur de gaz d’échappement
FRFR2113525 2021-12-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023110646A1 true WO2023110646A1 (fr) 2023-06-22

Family

ID=80735766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/085081 WO2023110646A1 (fr) 2021-12-15 2022-12-09 Dispositif de chauffage electrique d'un catalyseur de gaz d'echappement

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3130317A1 (fr)
WO (1) WO2023110646A1 (fr)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5573731A (en) * 1994-05-30 1996-11-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically heated catalytic converter for an engine
EP0590596B1 (fr) * 1992-09-29 1997-12-03 Nippon Steel Corporation Support catalytique métallique pour la purification de gas d'échappement
WO2021254780A1 (fr) * 2020-06-15 2021-12-23 Vitesco Technologies GmbH Dispositif de chauffage électrique de catalyseur de gaz d'échappement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0590596B1 (fr) * 1992-09-29 1997-12-03 Nippon Steel Corporation Support catalytique métallique pour la purification de gas d'échappement
US5573731A (en) * 1994-05-30 1996-11-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically heated catalytic converter for an engine
WO2021254780A1 (fr) * 2020-06-15 2021-12-23 Vitesco Technologies GmbH Dispositif de chauffage électrique de catalyseur de gaz d'échappement

Also Published As

Publication number Publication date
FR3130317A1 (fr) 2023-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2772829A1 (fr) Pot catalytique a gestion de temperature, notamment pour un vehicule automobile
EP0841475A1 (fr) Procédé et unité de filtration de gaz d'échappement ayant un chauffage modulable
FR2771449A1 (fr) Procede et dispositif de regeneration d'un filtre a particules
FR2880914A1 (fr) Ligne d'echappement pour moteur de vehicule automobile
WO2023110646A1 (fr) Dispositif de chauffage electrique d'un catalyseur de gaz d'echappement
EP1672194B1 (fr) Procédé de régénération d'un filtre à particules avec dispositif à combustion catalytique et installation de filtration utilisant un tel procédé
WO2021254780A1 (fr) Dispositif de chauffage électrique de catalyseur de gaz d'échappement
FR2847671A1 (fr) Dispositif de mesure de la quantite de particules contenues dans un fluide, notamment dans les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
FR2819549A1 (fr) Systeme de traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion
EP4069564B1 (fr) Procede et calculateur de gestion d'une mise en fonctionnement d'un vehicule automobile de type hybride
FR2822893A1 (fr) Systeme de traitement des gaz d'echappement
WO2008037902A1 (fr) Dispositif de commande d'un ensemble moteur a moteur diesel permettant une strategie de regeneration du filtre a particules amelioree
FR3061742A1 (fr) Dispositif de post-traitement des gaz d’echappement d’un moteur thermique
FR2904656A1 (fr) Dispositif de traitement de polluants contenus dans des effluents gazeux d'un vehicule automobile et procede associe.
FR3098546A1 (fr) Procede de chauffage d'un catalyseur de moteur thermique
FR2802572A1 (fr) Dispositif de regeneration d'un filtre a particules d'une ligne d'echappement d'un moteur diesel
FR2855562A1 (fr) Dispositif d'apport calorifique integre a un groupe motopropulseur d'un vehicule automobile
EP3415732B1 (fr) Système catalytique de traitement de gaz d'échappement de véhicule hybride comportant des moyens de stockage de la chaleur
FR3066408B1 (fr) Dispositif de post-traitement des gaz d’echappement d’un moteur thermique
FR2806125A1 (fr) Dispositif et procede de regeneration d'un filtre a particules
FR3107093A1 (fr) Systeme de depollution a froid d'un moteur thermique
FR3106618A1 (fr) Ligne d’echappement de moteur thermique comprenant un systeme de depollution et un systeme de prechauffage dudit systeme de depollution
EP4291761A1 (fr) Système egr avec préchauffage de dispositif de dépollution
FR2870566A1 (fr) Dispositif et procede de traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne suralimente en vue de leur depollution
FR3065921A1 (fr) Vehicule equipe d’un systeme de depollution des gaz d’echappement

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22834955

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1