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用于混合机动车辆的吸附天然气燃料系统技术方案

技术编号:11603179 阅读:61 留言:0更新日期:2015-06-15 16:35
本文公开了通过将含有天然气吸附剂的储罐作为车辆燃料系统的一部分进行配置来给混合动力车辆加燃料的方法和系统,其中天然气最初在700psia或更小的压力下储存在所述储罐中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2012年7月24日提交的美国临时申请号61/675,039的优先权,所述申请的全部内容据此以引用的方式并入本文。技术背景天然气、压缩天然气(CNG)是用于车辆的其它化石燃料的更清洁替代物。尽管天然气与汽油相比具有成本优势,但天然气动力汽车在车辆市场进展有限,主要是在行驶距离有限并且中央充装站使其方便又经济的车队中。更广泛地采用天然气作为非车队车辆的燃料由于缺乏燃料加注基础设施而受限,或换句话说,天然气燃料加注存在分配问题。这在业内也被称为鸡和蛋的问题。没有CNG汽车是因为没有燃料加注基础设施,并且没有燃料加注基础设施是因为没有CNG动力汽车。缺乏燃料加注基础设施对于车辆所有者造成两个问题。首先,可能无法在车辆所有者的家附近给汽车加燃料。第二,如果车辆行驶到离燃料加注源太远处,那么车辆所有者将陷于困境,这有时被称为里程焦虑。另外,由于CNG固有的燃料密度相对于汽油来说较低(CNG是汽油的燃料密度的约1/3),当前CNG车辆具有有限的行驶里程。为了解决里程焦虑问题,主要汽车制造商已经引入双燃料汽车。双燃料车辆允许在一段时间内用天然气给发动机供应燃料,然后切换成汽油,以进行更长的行程;双燃料车辆的CNG里程一般小于只用CNG加燃料的车辆。因此,分配问题只会加剧,这是因为在双燃料汽车中的CNG储罐的充装之间存在更短的行驶里程。因此,如果双燃料汽车所有者想要利用廉价的天然气,那么他们将不得不更频繁地装满并且因此需要甚至更多可能的充装站。另外,必须以更高的频率充装双燃料CNG,以便利用更低成本的天然气,这使得CNG不便于使用。CNG通常在高压(3000psi至4000psi或205巴至275巴)下储存在钢容器或复合容器中。CNG燃料储罐比常规的汽油燃料储罐更大并且更贵。CNG汽车的燃料加注站与汽油和柴油加油站不同,因为CNG站分配高压气体。CNG站的大小和设计必须适应将在这些场所加燃料的车辆的燃料需求和形式。CNG站包括如气体干燥器和高压储存系统的独特组件并且被建造成符合专门针对高压气体制订的规范。希望提供对分配问题的解决方案,以使得CNG能够用作车辆的主要燃料。专利技术概要本专利技术的实施方案将天然气压缩机并入车辆中以便将未压缩的天然气压缩到含有天然气吸附剂的储罐中。本专利技术的第一实施方案针对一种双燃料车辆,所述双燃料车辆包括由汽油燃料和在最小天然气轨道压力下供应的天然气燃料两者提供动力的内燃机。天然气储罐含有位于车辆上的天然气吸附剂。天然气储罐在处于100psia至700psia的范围内的天然气压力下是满的。吸附剂上所吸附的天然气和天然气储罐通过天然气燃料管线与发动机流动连通。汽油储罐含有通过汽油燃料管线与发动机流动连通的汽油。控制系统调节汽油和天然气到发动机的流动。压缩机与天然气储罐和天然气燃料管线流动连通。当发动机正在运转时,压缩机维持天然气的压力处于或高于最小天然气轨道压力。第二实施方案还包括与天然气储罐和压缩机流动连通的天然气充装管线。在第三实施方案中,修改第一或第二实施方案,其中天然气储罐含有一定数量的天然气以便提供车辆的100英里或更少的运行里程。在第四实施方案中,修改第一至第三实施方案,其中天然气储罐含有一定数量的天然气以便提供车辆的50英里或更少的运行里程。在第五实施方案中,修改第一至第四实施方案,其中控制系统包括开关控制模块,所述开关控制模块使供应给发动机的燃料从天然气燃料变成汽油燃料。在第六实施方案中,修改第五实施方案,其中控制系统包括传感器,所述传感器基于预先确定的事件将信号发送至控制系统以便启动开关控制模块。在第七实施方案中,修改第六实施方案,其中所述预先确定的事件包括车辆的快速加速。在第八实施方案中,修改第六实施方案,其中所述预先确定的事件包括低压力阈值。在第九实施方案中,修改第二至第八实施方案,其中控制系统包括充装控制模块,所述充装控制模块与充装压力传感器通信以便在天然气储罐的充装期间控制所述储罐的压力。在第十实施方案中,修改第九实施方案,其中控制系统包括运转控制模块,所述运转控制模块与运转压力传感器和压缩机连通以便在发动机的运转期间控制天然气的压力。在第十一实施方案中,修改第十实施方案,其中天然气储罐在150psia至500psia范围内是满的。在第十二实施方案中,修改第二至第十一实施方案,其中充装压缩机装在车辆上。在第十三实施方案中,修改第二至第十二实施方案,其中可通过使充装管线连接至常规家庭天然气管线来再充装天然气储罐。第十四实施方案针对给双燃料车辆加燃料的方法,所述双燃料车辆包括汽油储罐和含有天然气吸附剂的天然气储罐。使气体供应源连接至车辆上与天然气储罐和压缩机流动连通的充装管线。使天然气储罐充装至700psia或更小的压力。在第十五实施方案中,修改第十四实施方案,其中所述压力为500psia或更小。在第十六实施方案中,修改第十四和第十五实施方案,其中至少一个压缩机位于车辆上,所述至少一个压缩机允许低压天然气源添加至含有吸附剂的储罐并且允许所述储罐加压至所需压力。在第十七实施方案中,修改第十六实施方案,其中压缩机由车辆提供机械动力或电动力。在第十八实施方案中,修改第十六实施方案,其中在汽车发动机不运转时,压缩机可由电力提供动力。在第十九实施方案中,修改第十八实施方案,其中所述电力是由电池提供。在第二十实施方案中,修改第十四至第十九实施方案,其中调节器用来控制在发动机运转时从吸附剂储罐到发动机的加压气体输送。在第二十一实施方案中,修改第十四至第二十实施方案,其中在充装后,天然气储罐含有一定数量的天然气,所述数量的天然气允许汽车运转不超过100英里。在第二十二实施方案中,修改第一至第二十一实施方案,其中吸附剂选自由活性炭、沸石、金属有机架构及其混合物组成的组。第二十三实施方案针对运行双燃料车辆的方法,所述双燃料车辆包括汽油储罐和含有天然气吸附剂的天然气储罐。使气体供应源连接至车辆上与天然气储罐和压缩机流动连通的充装管线。用天然气将天然气储罐充装至700psia或更小的压力。使由天然气提供动力的车辆行驶小于100英里的有限里程,从而减小储罐中的压力。通过重复第一步骤来再充装天然气储罐。在第二十四实施方案中,修改第二十三实施方案,其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双燃料车辆,其包括:内燃机,所述内燃机由汽油燃料和在最小天然气轨道压力下供应的天然气燃料两者提供动力;位于所述车辆上的含有天然气吸附剂的天然气储罐,其中所述储罐在处于100psia至700psia范围内的天然气压力下是满的,所述吸附剂上所吸附的天然气和所述天然气储罐通过天然气燃料管线与所述发动机流动连通;含有汽油的汽油储罐,所述汽油储罐通过汽油燃料管线与所述发动机流动连通;控制系统,所述控制系统调节所述汽油和所述天然气到所述发动机的流动;以及与所述天然气储罐和天然气燃料管线流动连通的压缩机,当所述发动机正在运转时,所述压缩机维持所述天然气的压力处于或高于所述最小天然气轨道压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.24 US 61/675,039;2013.07.22 US 13/947,8671.一种双燃料车辆,其包括:
内燃机,所述内燃机由汽油燃料和在最小天然气轨道压力下供应
的天然气燃料两者提供动力;
位于所述车辆上的含有天然气吸附剂的天然气储罐,其中所述储
罐在处于100psia至700psia范围内的天然气压力下是满的,所述吸
附剂上所吸附的天然气和所述天然气储罐通过天然气燃料管线与所
述发动机流动连通;
含有汽油的汽油储罐,所述汽油储罐通过汽油燃料管线与所述发
动机流动连通;
控制系统,所述控制系统调节所述汽油和所述天然气到所述发动
机的流动;以及
与所述天然气储罐和天然气燃料管线流动连通的压缩机,当所述
发动机正在运转时,所述压缩机维持所述天然气的压力处于或高于所
述最小天然气轨道压力。
2.如权利要求1所述的双燃料车辆,所述双燃料车辆还包括与
所述天然气储罐和所述压缩机流动连通的天然气充装管线。
3.一种给双燃料车辆加燃料的方法,所述双燃料车辆包括汽油
储罐和含有天然气吸附剂的天然气储罐,所述方法包括将气体供应源
连接至所述车辆上的充装管线,所述充装管线与所述天然气储罐和压
缩机流动连通并且将所述天然气储罐充装至700psia或更小的压力。
4.如权利要求1-3中任一项所述的权利要求,其中所述车辆还包
括控制系统,所述控制系统包括开关控制模块,所述开关控制模块使

\t供应给所述发动机的燃料从天然气燃料变成汽油燃料。
5.如权利要求4所述的权利要求,其中所述控制系统包括传感
器,所述传感器基于预先确定的事件将信号发送至所述控制系统以便
启动所述开关控制模块。
6.如权利要求5所述的权利要求,其中所述预先确定的事件是
所述车辆的快速加速或低压力阈值中的一个或多个。
7.如权利要求2-6中任一项所述的权利要求,其中所述控制系统
包括充装控制模块,所述充装控制模块与充装压力传感器通信以便在
所述储罐的充装期间控制所述天然气储罐...

【专利技术属性】
技术研发人员:W·多朗M·圣玛丽亚A·C·拉克
申请(专利权)人:巴斯夫公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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