一种等离子体技术的氢氨融合燃料发动机电控系统技术方案

一种等离子体技术的氢氨融合燃料发动机电控系统，包括电源系统、氨重整器电控ECU2和发动机电控ECU1。电源系统包括ECU1和ECU2供电、由逆变器升压供电给等离子体辅助燃烧和催化剂热裂解系统；ECU2集成了等离子体辅助燃烧和催化剂热裂解和液氨泵供氨执行器，由第二传感器监测系统采集氨重整器燃料成分和等离子体辅助燃烧、催化剂热裂解与液氨泵供氨系统的温度、压力和泵的转速数据，传输于ECU2，逻辑判断后控制各执行器；ECU1控制燃料喷射、点火和尾气处理系统，由第一传感器监测系统和第三传感器监测系统采集温度、压力、转速、氧浓度、氨浓度信号，由CAN总线实现ECU1与ECU2信号传输，将发动机所有系统的信号经ECU1运算后输出控制信号，控制执行器相关动作。控制执行器相关动作。控制执行器相关动作。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体技术的氢氨融合燃料发动机电控系统


[0001]本专利技术涉及一种电控系统，具体是一种发动机电控系统。

技术介绍

[0002]脱碳是全球全人类共同努力的方向，在生活环境中是可持续发展战略的一种技术方案，也是化石燃料发动机转型必走之路。利用汽车电子集成电路的技术，电控发动机集成了等离子体技术的应用控制，完美的将氨能源处理成氢氨融合燃料，是发动机电控系统的一大突破。
[0003]传统的发动机电控系统对于氨燃料的燃烧速度慢、不宜点燃等特性不能控制的缺点。而电控等离子体技术精准控制氢氨融合燃料，获取一定比例的氢解决传统发动机电控系统的不足。
[0004]针对上述，本专利技术提出一种等离子体技术的氢氨融合燃料发动机电控系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种等离子体技术的氢氨融合燃料发动机电控系统，以替换传统发动机电控系统，该电控系统在发动机的各个工况下充分发挥出了氨燃料重整器电控ECU2精准控制等离子体技术，控制氨燃料裂解成15％～40％的氢，再由CAN总线信号传输于发动机整机电控系统ECU1，并及时处理发动机在各个工况下出现的问题，实时处理传感器监测系统反馈信号的一种等离子体技术的氢氨融合燃料发动机电控系统。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]1、一种等离子体技术的氢氨融合燃料发动机电控系统，电控系统主要包括电源系统、氨燃料重整器电控ECU2和发动机整机电控ECU1。电源系统主要包括ECU1供电、ECU2供电、通过逆变器升压供电给等离子体辅助燃烧系统以及催化剂热裂解系统；氨燃料重整器电控ECU2集成了等离子体辅助燃烧系统执行器、催化剂热裂解系统执行器和液氨泵供氨系统执行器，利用第二传感器监测系统实时采集氨燃料重整器燃料成分、等离子体辅助燃烧系统与催化剂热裂解系统的温度和压力、液氨泵供氨系统的温度、压力和泵的转速控制数据，通过信号传输于氨燃料重整器电控ECU2，内部逻辑判断后再控制各执行器(即等离子体辅助燃烧系统执行器、催化剂热裂解系统执行器和液氨泵供氨系统执行器)；发动机整机电控ECU1控制所有系统主要包括氢氨融合燃料喷射系统执行器、氢氨融合燃料点火系统和尾气处理系统，利用第一传感器监测系统和第三传感器监测系统实时采集系统的温度、压力、转速、氧分子浓度和氨气浓度信号，通过CAN总线实现发动机整机电控ECU1与氨燃料重整器电控ECU2信号传输，将发动机所有系统的信号经ECU1运算后输出控制信号，控制执行器(即等离子体辅助燃烧系统执行器、催化剂热裂解系统执行器和液氨泵供氨系统执行器)相关动作。
[0008]进一步的，所述的电源系统是n(n≥2个)12V蓄电池串联而成，提供整个电控系统电能的装置，由7路组成：
[0009]1路连接逆变器转变成定频定压或者调频调压到一定范围(110V～220V、60Hz～50Hz)维持等离子体辅助燃烧系统以及催化剂热裂解系统正常运转；
[0010]1路作为发动机整机电控ECU1和氨燃料重整器电控ECU2基础电源，维持内部的程序运转和数据存储；
[0011]1路控制发动机整机电控ECU1继电器和氨燃料重整器电控ECU2继电器、氢氨融合燃料点火系统继电器工作，整个发动机电控系统上电；
[0012]2路作为发动机整机电控ECU1、氨燃料重整器电控ECU2主电源，由继电器提供，维持发动机整机电控ECU1和氨燃料重整器电控ECU2正常工作；
[0013]1路作为第一传感器监测系统、第二传感器监测系统、第三传感器监测系统工作电源和接地回路；
[0014]1路作为各开关、油门、接地回路供电；
[0015]进一步的，所述的氨燃料重整器电控ECU2是通过CAN总线控制等离子体辅助燃烧系统，原理：
[0016]利用第二传感器监测系统中的传感器采集等离子辅助燃烧时的压力和温度，压力保持在1bar～2bar，温度保持在800℃～1600℃，当压力和温度低于此值时，氨燃料重整器电控ECU2控制液氨泵的转速提高到1500rpm～2000rpm，控制等离子体辅助燃烧系统执行器功率到600W，否则功率保持在300W；当温度高于1600℃为异常，压力高于3bar为异常，温度或压力处于异常范围时，氨燃料重整器电控ECU2控制等离子体辅助燃烧系统执行器、催化剂裂解系统执行器、液氨泵供氨系统执行器停止工作，并向发动机整机电控ECU1发出指令，让发动机整机电控ECU1报出故障码。
[0017]进一步的，所述的氨燃料重整器电控ECU2是通过CAN总线控制催化剂热裂解系统，原理：
[0018]利用第二传感器监测系统中的传感器采集裂解后的气体成分、温度、压力、氢气的体积比例，气体成分必须含有氢，温度不超过50℃，压力为4bar～8bar，氢气的体积比例为15％～40％，当压力小于4bar或者氢气的体积比例小于15％时，氨燃料重整器电控ECU2控制液氨泵的转速提高到1500rpm～2000rpm，控制等离子体辅助燃烧系统执行器功率到600W，否则功率保持在300W；当温度高于50℃或压力大于10bar或氢气的体积比例高于45％时，氨燃料重整器电控ECU2控制等离子体辅助燃烧系统执行器、催化剂裂解系统执行器、液氨泵供氨系统执行器停止工作，并向发动机整机电控ECU1发出指令，让发动机整机电控ECU1报出故障码。
[0019]进一步的，所述的氨燃料重整器电控ECU2是通过CAN总线控制液氨泵供氨系统，原理：
[0020]利用第二传感器监测系统中的传感器采集液氨泵出口的压力、温度、液氨泵的转速，液氨泵出口压力为10bar～25bar，温度不高于
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33.5℃，液氨泵的转速控制在800rpm～2000rpm，当液氨泵出口压力小于10bar时，氨燃料重整器电控ECU2控制液氨泵的转速提高到1500rpm～2000rpm，看是否满足液氨泵出口压力，否则氨燃料重整器电控ECU2控制液氨泵供氨系统执行器停止工作，并向发动机整机电控ECU1发出指令，让发动机整机电控ECU1报出故障码；当液氨泵出口压力高于25bar或者液氨泵转速高于2000rpm时，氨燃料重整器电控ECU2控制液氨泵供氨系统执行器停止工作，并向发动机整机电控ECU1发出指令，让发
动机整机电控ECU1报出故障码。
[0021]进一步的，所述的发动机整机电控ECU1通过CAN总线控制氢氨融合燃料喷射系统执行器，原理：
[0022]利用第一传感器监测系统计算发动机进入气缸的空气量，再计算氢氨融合燃料量并采集氢氨融合燃料的温度和压力确定燃料密度信号，利用氨燃料重整器电控ECU2得到裂解后的温度压力值信号，发动机整机电控ECU1通过CAN总线收到的信号再向氢氨融合燃料喷射系统发送喷射脉宽信号，喷射系统以间隔时间5ms将氢氨融合燃料输送到空气流量中，得到一个最佳的空燃比值5，再利用第三传感器监测系统中传感器采集尾气处理控制系统前后氧分子浓度信号，存储于发动机整机电控ECU1中，用于发动机下个工作循环反馈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体技术的氢氨融合燃料发动机电控系统，其特征在于：主要包括电源系统、氨燃料重整器电控ECU2和发动机整机电控ECU1；电源系统主要包括ECU1供电、ECU2供电、通过逆变器升压供电给等离子体辅助燃烧系统以及催化剂热裂解系统；氨燃料重整器电控ECU2集成了等离子体辅助燃烧系统执行器、催化剂热裂解系统执行器和液氨泵供氨系统执行器，利用第二传感器监测系统实时采集氨燃料重整器燃料成分、等离子体辅助燃烧系统与催化剂热裂解系统的温度和压力、液氨泵供氨系统的温度、压力和泵的转速控制数据，通过信号传输于氨燃料重整器电控ECU2，内部逻辑判断后再控制各执行器；发动机整机电控ECU1控制氢氨融合燃料喷射系统执行器、氢氨融合燃料点火系统和尾气处理系统，利用第一传感器监测系统和第三传感器监测系统实时采集系统的温度、压力、转速、氧分子浓度和氨气浓度信号，通过CAN总线实现发动机整机电控ECU1与氨燃料重整器电控ECU2信号传输，将发动机所有系统的信号经ECU1运算后输出控制信号，控制执行器相关动作。2.根据权利要求1所述的一种等离子体技术的氢氨融合燃料发动机电控系统，其特征在于：所述的电源系统是n(n≥2个)12V蓄电池串联而成，提供整个电控系统电能的装置，由7路组成：1路连接逆变器转变成定频定压或者调频调压到一定范围(110V～220V、60Hz～50Hz)维持等离子体辅助燃烧系统以及催化剂热裂解系统正常运转；1路作为发动机整机电控ECU1和氨燃料重整器电控ECU2基础电源，维持内部的程序运转和数据存储；1路控制发动机整机电控ECU1继电器和氨燃料重整器电控ECU2继电器、氢氨融合燃料点火系统继电器工作，整个发动机电控系统上电；2路作为发动机整机电控ECU1、氨燃料重整器电控ECU2主电源，由继电器提供，维持发动机整机电控ECU1和氨燃料重整器电控ECU2正常工作；1路作为第一传感器监测系统、第二传感器监测系统、第三传感器监测系统工作电源和接地回路；1路作为各开关、油门、接地回路供电。3.根据权利要求1所述的一种等离子体技术的氢氨融合燃料发动机电控系统，其特征在于：所述的氨燃料重整器电控ECU2是通过CAN总线控制等离子体辅助燃烧系统，原理：利用第二传感器监测系统中的传感器采集等离子辅助燃烧时的压力和温度，压力保持在1bar～2bar，温度保持在800℃～1600℃，当压力和温度低于此值时，氨燃料重整器电控ECU2控制液氨泵的转速提高到1500rpm～2000rpm，控制等离子体辅助燃烧系统执行器功率到600W，否则功率保持在300W；当温度高于1600℃为异常，压力高于3bar为异常，温度或者压力处于异常范围时，氨燃料重整器电控ECU2控制等离子体辅助燃烧系统执行器、催化剂裂解系统执行器、液氨泵供氨系统执行器停止工作，并向发动机整机电控ECU1发出指令，让发动机整机电控ECU1报出故障码；
所述的氨燃料重整器电控ECU2是通过CAN总线控制催化剂热裂解系统，原理：利用第二传感器监测系统中的传感器采集裂解后的气体成分、温度、压力、氢气的体积比例，气体成分必须含有氢，温度不超过50℃，压力为4bar～8bar，氢气的体积比例为15％～40％，当压力小于4bar或者氢气的体积比例小于15％时，氨燃料重整器电控ECU2控制液氨泵的转速提高到1500rpm～2000rpm，控制等离子体辅助燃烧系统执行器功率到600W，否则功率保持在300W；当温度高于50℃或压力大于10bar或氢气的体积比例高于45％时，氨燃料重整器电控ECU2控制等离子体辅助燃烧系统执行器、催化剂裂解系统执行器、液氨泵供氨系统执行器停止工作，并向...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐大泽，陈龙威，王先义，朱晓慧，王怡峰，王志伟，
申请(专利权)人：合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽省能源实验室，
类型：发明
国别省市：