氢能内燃机后处理系统及具有其的车辆技术方案

本发明专利技术提供了一种氢能内燃机后处理系统及具有其的车辆，氢能内燃机后处理系统包括：储氢瓶，储氢瓶的出口端设置有三通阀，三通阀的一个输出端口与氢能内燃机的氢气气轨连通；供氢管路，供氢管路的第一端与三通阀的另一个输出端口连通，供氢管路的第二端与氢能内燃机的排气管路连通；催化器，催化器的进口端与排气管路的出口端连通，催化器用于利用供氢管路中的氢气对排气管路中的氮氧化物进行还原；氢气后处理器，氢气后处理器与催化器的出口端连通，氢气后处理器用于处理催化器中剩余的氢气。采用本申请的技术方案，有效地解决了现有技术中的氢能内燃机后处理系统结构复杂导致的整车布置空间占用较大的问题。的整车布置空间占用较大的问题。的整车布置空间占用较大的问题。

【技术实现步骤摘要】
氢能内燃机后处理系统及具有其的车辆


[0001]本专利技术涉及燃料后处理系统设计领域，具体而言，涉及一种氢能内燃机后处理系统及具有其的车辆。

技术介绍

[0002]氢燃料内燃机是以氢气为燃料的内燃机，其主要优点是参与燃烧的仅有氢气和空气，由于氢气燃料不含碳，其燃烧产物也几乎不产生碳排放，燃烧后的产物以水为主。氢燃料内燃机在稀薄燃烧模式下可以实现较高的发动机热效率，有利于提升整车的续航里程，因此稀薄燃烧是氢燃料内燃机较为高效的燃烧模式。但在稀燃模式下，高温、富氧的环境使得空气中的氮气与氧气反应生成大量氮氧化物排放，需要专用的稀燃后处理系统进行处理。
[0003]现在应用比较广泛的稀燃后处理技术是选择性催化还原(SCR)技术，以尿素为还原剂来处理氮氧化物，因此需要一套额外的尿素喷射系统。尿素喷射系统主要包括尿素箱、尿素泵、加热器、尿素喷嘴等零部件。其缺点主要有几个方面：第一，尿素反应过程中会产生难以清除的结晶物，结晶物遇高温会产生焦化现象，尿素结晶物与结焦均很难清除，从而导致排气管路堵塞问题。第二，在气温较低环境下尿素会结冰，需要加热器进行解冻后才能正常使用尿素喷射系统，会消耗一部分整车油耗。第三，尿素喷射系统零部件数量较多，占据了一定的整车布置空间，尤其是尿素箱，装载的尿素数量越多占据的整车布置空间就越多。第四，用户需要定期添加尿素，对用户体验有一定影响。
[0004]针对现有技术中的尿素需要解冻且易产生结晶物、尿素喷射系统的整车布置空间占用大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路
<br/>[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种氢能内燃机后处理系统及具有其的车辆，以解决现有技术中的氢能内燃机后处理系统结构复杂导致的整车布置空间占用较大的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种氢能内燃机后处理系统，包括：储氢瓶，储氢瓶的出口端设置有三通阀，三通阀的一个输出端口与氢能内燃机的氢气气轨连通；供氢管路，供氢管路的第一端与三通阀的另一个输出端口连通，供氢管路的第二端与氢能内燃机的排气管路连通；催化器，催化器的进口端与排气管路的出口端连通，催化器用于利用供氢管路中的氢气对排气管路中的氮氧化物进行还原；氢气后处理器，氢气后处理器与催化器的出口端连通，氢气后处理器用于处理催化器中剩余的氢气。
[0007]进一步地，供氢管路的第二端与排气管路的连通位置位于排气管路的进口端和排气管路的出口端之间，连通位置与排气管路的进口端之间的距离为L1，排气管路的长度为L2，其中，2/3*L2≤L1≤3/4*L2。
[0008]进一步地，氢能内燃机后处理系统还包括第一电加热器和第二电加热器，第一电加热器设置于排气管路的进口端与连通位置之间，第二电加热器设置于催化器和氢气后处
理器之间。
[0009]进一步地，氢能内燃机后处理系统还包括第一氮氧化物传感器和第二氮氧化物传感器，第一氮氧化物传感器设置于排气管路上，第二氮氧化物传感器靠近氢气后处理器的输出端地设置；其中，第一电加热器用于根据第一氮氧化物传感器和第二氮氧化物传感器的检测结果反馈调节排气管路内的环境温度。
[0010]进一步地，储氢瓶的出口端设置有第一压力传感器，三通阀与氢气气轨连通的管路上设置有第一调压阀。
[0011]进一步地，沿供氢管路的进口端至出口端的方向上依次设置有第二调压阀、第二压力传感器、氢气温度传感器、氢气喷射器。
[0012]进一步地，供氢管路在第二调压阀与氢气喷射器之间设置有稳压腔，第二压力传感器和氢气温度传感器安装于稳压腔的侧壁上。
[0013]进一步地，氢气后处理器的输出端设置有氢气浓度传感器，三通阀根据氢气浓度传感器的采集信号反馈调节开度值。
[0014]进一步地，氢能内燃机后处理系统还包括第一排气温度传感器和第二排气温度传感器，第一排气温度传感器设置于排气管路的进口端与连通位置之间，第二排气温度传感器设置于催化器和氢气后处理器之间。
[0015]根据本专利技术的另一方面，提供了一种车辆，包括氢能内燃机后处理系统，氢能内燃机后处理系统为上述的氢能内燃机后处理系统。
[0016]应用本专利技术的技术方案，氢能内燃机后处理系统包括储氢瓶、供氢管路、催化器和氢气后处理器，通过储氢瓶中的氢气对氢能内燃机稀薄燃烧产生的氮氧化物进行催化还原，无需额外的还原剂系统，简化了稀燃后处理系统构型，减少了零部件数量，从而节省了整车布置空间与附件重量，同时避免了现有的尿素喷射系统中的尿素易产生结晶物和易结冰的缺陷。采用本申请的技术方案，有效地解决了现有技术中的氢能内燃机后处理系统结构复杂导致的整车布置空间占用较大的问题。
附图说明
[0017]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0018]图1示出了根据本专利技术的氢能内燃机后处理系统的第一实施例的结构示意图；
[0019]图2示出了根据本专利技术的氢能内燃机后处理系统的第二实施例的结构示意图；
[0020]图3示出了根据本专利技术的氢能内燃机后处理系统的控制方法的计算机终端的硬件结构框图；
[0021]图4示出了根据本专利技术的氢能内燃机后处理系统的控制方法的第一实施例的流程示意图；
[0022]图5示出了根据本专利技术的氢能内燃机后处理系统的控制方法的第二实施例的流程示意图；
[0023]图6示出了根据本专利技术的氢能内燃机后处理系统的控制方法的第三实施例的流程示意图。
[0024]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0025]1、排气管路；2、催化器；3、氢气后处理器；4、排气歧管；5、内燃机；6、氢气气轨；7、氢气喷嘴；8、氢气管路；9、第一调压阀；
[0026]10、发动机电控单元；11、三通阀；12、第一压力传感器；13、储氢瓶；14、第二调压阀；15、第二压力传感器；17、供氢管路；16、氢气喷射器；18、氢气温度传感器；19、稳压腔；
[0027]20、第一氮氧化物传感器；21、第二氮氧化物传感器；22、氢气浓度传感器；23、第一排气温度传感器；24、第一电加热器；25、第二排气温度传感器；26、第二电加热器。
具体实施方式
[0028]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0029]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0030]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢能内燃机后处理系统，其特征在于，包括：储氢瓶(13)，所述储氢瓶(13)的出口端设置有三通阀(11)，所述三通阀(11)的一个输出端口与氢能内燃机的氢气气轨(6)连通；供氢管路(17)，所述供氢管路(17)的第一端与所述三通阀(11)的另一个输出端口连通，所述供氢管路(17)的第二端与所述氢能内燃机的排气管路(1)连通；催化器(2)，所述催化器(2)的进口端与所述排气管路(1)的出口端连通，所述催化器(2)用于利用所述供氢管路(17)中的氢气对所述排气管路(1)中的氮氧化物进行还原；氢气后处理器(3)，所述氢气后处理器(3)与所述催化器(2)的出口端连通，所述氢气后处理器(3)用于处理所述催化器(2)中剩余的所述氢气。2.根据权利要求1所述的氢能内燃机后处理系统，其特征在于，所述供氢管路(17)的第二端与所述排气管路(1)的连通位置位于所述排气管路(1)的进口端和所述排气管路(1)的出口端之间，所述连通位置与所述排气管路(1)的进口端之间的距离为L1，所述排气管路(1)的长度为L2，其中，2/3*L2≤L1≤3/4*L2。3.根据权利要求2所述的氢能内燃机后处理系统，其特征在于，所述氢能内燃机后处理系统还包括第一电加热器(24)和第二电加热器(26)，所述第一电加热器(24)设置于所述排气管路(1)的进口端与所述连通位置之间，所述第二电加热器(26)设置于所述催化器(2)和所述氢气后处理器(3)之间。4.根据权利要求3所述的氢能内燃机后处理系统，其特征在于，所述氢能内燃机后处理系统还包括第一氮氧化物传感器(20)和第二氮氧化物传感器(21)，所述第一氮氧化物传感器(20)设置于所述排气管路(1)上，所述第二氮氧化物传感器(21)靠近所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱丁超，韩令海，李金成，郭英俊，张强，马赫阳，王艳龙，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：