[go: up one dir, main page]

CN113790100A - 柴油动力发电单元及混合动力车辆 - Google Patents

柴油动力发电单元及混合动力车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN113790100A
CN113790100A CN202110962566.2A CN202110962566A CN113790100A CN 113790100 A CN113790100 A CN 113790100A CN 202110962566 A CN202110962566 A CN 202110962566A CN 113790100 A CN113790100 A CN 113790100A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
module
controller
power
power generation
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN202110962566.2A
Other languages
English (en)
Inventor
李建秋
胡家毅
张奔
胡尊严
刘树成
张前
徐梁飞
杨福源
欧阳明高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
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 Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN202110962566.2A priority Critical patent/CN113790100A/zh
Publication of CN113790100A publication Critical patent/CN113790100A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/04—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/1015—Air intakes; Induction systems characterised by the engine type
    • F02M35/10157—Supercharged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10242—Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
    • F02M35/10255—Arrangements of valves; Multi-way valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

本发明涉及一种柴油动力发电单元及混合动力车辆。该柴油动力发电单元包括变海拔自适应模块、动力模块及发电模块；变海拔自适应单具有两种工作模式，并包括第一走气通道、第二走气通道及设置在第一走气通道上的电动空气压缩机，其中当变海拔自适应模块处于第一种工作模式时，外部气体通过第一走气通道进入至电动空气压缩机中进行增压且待增压之后流向动力模块，当变海拔自适应模块处于第二种工作模式时，外部气体通过第二走气通道流向动力模块；动力模块能够利用外部气体或经所电动空气压缩机增压后的所述外部气体工作，进而带动发电模块发电。该柴油动力发电单元无需与发动机进行匹配设计，具有节能潜力和控制灵活性好的特点。

Description

柴油动力发电单元及混合动力车辆
技术领域
本发明涉及动力发电技术领域，特别是涉及一种柴油动力发电单元及混合动力车辆。
背景技术
柴油发电机模块是实现混合动力车辆低油耗、高可靠性、轻量化、模块化的核心部分。当柴油发电机模块工作在高原地区时，随着海拔的上升，大气压力随之降低，若不对进气进行足够的增压，发电机的功率就会大幅降低，进而导致柴油发动机动力模块的输出功率降低。示例地，对于常规的采用一级废气涡轮增压的柴油发动机而言，当海拔在4000m左右时，大气压力约为0.61Bar，其功率将会降低到平原功率(大气压力约1Bar)的70％左右。
从传统的柴油机增压技术出发，采用二级废气涡轮增压即可以实现发动机的高原输出功率恢复，但是由于废气涡轮增压需要针对发动机的工作环境进行匹配设计，所以难以同时满足发动机在平原地区和高原地区的进气需求。若二级增压的设计匹配点选择为高原地区环境，则在发动机在平原地区工作时就会有进气压力过高的问题。
为了解决上述问题，现有一般采用可调二级废气涡轮增压技术，即平原工作时采用一级增压，高原工作时采用二级增压实现输出功率恢复。但由于废气涡轮增压还是需要与发动机进行匹配设计，所以这种方法的节能潜力和控制灵活性仍然较差，并且，这种方法不能实现倒拖制动功率的恢复。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种柴油动力发电单元及混合动力车辆。
一种柴油动力发电单元，所述柴油动力发电单元包括：变海拔自适应模块、动力模块及发电模块；
所述变海拔自适应单具有两种工作模式，并包括：第一走气通道、第二走气通道及设置在所述第一走气通道上的电动空气压缩机，其中当所述变海拔自适应模块处于第一种工作模式时，外部气体通过所述第一走气通道进入至所述电动空气压缩机中进行增压且增压之后流向所述动力模块，当所述变海拔自适应模块处于第二种工作模式时，所述外部气体通过所述第二走气通道流向所述动力模块；
所述动力模块能够利用所述外部气体或经所述电动空气压缩机增压后的所述外部气体工作，进而带动所述发电模块发电。
在其中一个实施例中，所述变海拔自适应模块还包括：与所述电动空气压缩机电连接的控制器及与所述控制器电连接的第一传感器、选通阀；
所述第一传感器用于获取并向所述控制器发送所述外部气体的压强；
所述控制器用于基于所述外部气体的压强，控制所述选通阀打开或关闭所述第一走气通道、所述第二走气通道以及控制所述电动空气压缩机的开与关。
在其中一个实施例中，所述变海拔自适应模块还包括：与所述控制器电连接的第二传感器；
所述第二传感器用于获取并向所述控制器发送经所述电动空气压缩机增压后的所述外部气体的压强；
所述控制器还用于基于所述外部气体的压强和经所述电动空气压缩机增压后的所述外部气体的压强控制所述电动空气压缩机的转速。
在其中一个实施例中，所述变海拔自适应模块还包括：与所述电动空气压缩机电连接的控制器及与所述控制器电连接的第三传感器、选通阀；
所述第三传感器用于获取并向所述控制器发送经所述电动空气压缩机增压后的所述外部气体的压强；
所述控制器用于基于所述电动空气压缩机的工作状态及经所述电动空气压缩机增压后的所述外部气体的压强，判断是否对所述外部气体进行增压，若是控制所述选通阀打开所述第一走气通道及关闭所述第二走气通道，反之控制所述选通阀关闭所述第一走气通道、打开所述第二走气通道以及关闭所述电动空气压缩机。
在其中一个实施例中，所述控制器还与所述发电模块电性连接，所述发电模块用于向所述控制器供电。
在其中一个实施例中，所述控制器还与外部电源电连接，所述外部电源用于向所述控制器供电。
在其中一个实施例中，所述变海拔自适应模块还包括：空气滤清器，所述空气滤清器位于所述选通阀的上游。
在其中一个实施例中，所述变海拔自适应模块还包括：第一中冷器，所述第一中冷器设置于所述第一走气通道上并位于所述电动空气压缩机的出气端的下游。
在其中一个实施例中，所述柴油动力发电单元还包括尾气处理模块，所述尾气处理模块设置于所述动力模块的排气端处。
一种混合动力车辆，所述混合动力车辆包括上述任一项所述的柴油动力发电单元。
上述柴油动力发电单元及混合动力车辆，通过变海拔自适应模块的电动空气压缩机来对外部气体进行增压，保证了进入动力模块的进气量，第一方面，可便捷高效地实现了柴油动力发电单元的正向高原功率恢复，柴油动力发电单元在高原地区的输出功率接近于在平原地区的输出功率，一般为平原地区的输出功率的90％以上；第二方面，可便捷高效地实现了柴油动力发电单元的反向制动功率恢复，即倒拖制动能力的恢复；第三方面，再结合第一走气通道、第二走气通道能够切换开闭，可解决常规二级废气涡轮增压难以兼顾柴油动力发电单元中发动机在平原地区和高原地区进气需求的问题，实现平原与高原地区的快速切换，结构简单可靠性强，可以稳定兼容不同海拔环境；第四方面，对比于现有的使用可调二级废气涡轮增压的方案来说，空气的增压不受发动机工作状态约束，能够根据不同性能目标可灵活调整，控制灵活性更强，节能潜力更大；第五方面，该变海拔自适应模块也与现有供气系统不存在耦合关系，无需对供气系统进行专门的调校匹配，适用范围广，应用简单方便。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的柴油动力发电单元的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的柴油动力发电单元在处于高原区域时的内部气体流向示意图；
图3为本发明一实施例提供的柴油动力发电单元在处于平原区域时的内部气体流向示意图；
图4为本发明另一实施例提供的柴油动力发电单元的结构示意图；
图5为本发明另一实施例提供的柴油动力发电单元的结构示意图。
其中，附图中的标号说明如下：
100、变海拔自适应模块；111、第一走气通道；112、第二走气通道；120、电动空气压缩机；130、控制器；140、第一传感器；150、选通阀；160、第二传感器；170、第三传感器；180、空气滤清器；190、第一中冷器；200、动力模块；210、废气涡轮增压机；220、柴油发动机；230、第二中冷器；240、EGR阀；250、EGR中冷器；300、发电模块；400、尾气处理模块；A、外部设备；B、外部电源。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
本发明一实施例提供了一种柴油动力发电单元，如图1至图5所示，该柴油动力发电单元包括：变海拔自适应模块100、动力模块200及发电模块300；变海拔自适应模块100具有两种工作模式，并包括：第一走气通道111、第二走气通道112及设置在第一走气通道111上的电动空气压缩机120，其中当变海拔自适应模块100处于第一种工作模式时，部气体通过第一走气通道111进入至电动空气压缩机120中进行增压且增压之后流向动力模块200，当变海拔自适应模块100处于第二种工作模式时，时，外部气体通过第二走气通道112流向动力模块200；动力模块200能够利用外部气体或经电动空气压缩机120增压后的外部气体工作，进而带动发电模块300发电。
上述柴油动力发电单元可应用于混合动力车辆上。当车辆行驶在高原地区时，柴油动力发电单元的变海拔自适应模块100的工作模式可调为第一种工作状态；当车辆行驶在平原地区时，变海拔自适应模块100的工作模式可调为第二种工作模式。
作为一种示例，如图1至图5所示，动力模块200包括：废气涡轮增压机210、柴油发动机220；废气涡轮增压机210上具有进气端、出气端、回气端及排气端，废气涡轮增压机210的进气端与第一走气通道111、第二走气通道112的出口连通，废气涡轮增压机210的出气端与柴油发动机220的进气端连通，废气涡轮增压机210的回气端与柴油发电机200的出气端连通。可选地，动力模块200还包括连通于废气涡轮增压机210的出气端与柴油发动机220的进气端之间的第二中冷器230。第二中冷器230，用于降低增压后的高温空气温度以降低柴油发动机220的热负荷，提高进气量，进而增加柴油发动机220的功率。可选地，动力模块200还包括依次连通于第二中冷器230的出气端与柴油发动机220的出气端之间的EGR(ExhaustGas Re-circulation，废气再循环)阀、EGR中冷器250。EGR阀240、EGR中冷器250，用于增加柴油发动机220的功率。
作为一种示例，发电模块300包括发电机。可选地，如图1至图5所示，发电模块300可与外部设备电A连接。
作为一种示例，柴油动力发电单元上设置有第一走气管线及第二走气管线，第一走气管线的管腔构成第一走气通道111且电动空气压缩机120设置在第一走气管线上，第二走气管线的管腔构成第二走气通道112。
如上所述的柴油动力发电单元，通过变海拔自适应模块100的电动空气压缩机120来对外部气体进行增压，保证了进入动力模块200的进气量，第一方面，可便捷高效地实现了柴油动力发电单元的正向高原功率恢复，柴油动力发电单元在高原地区的输出功率接近于在平原地区的输出功率，一般为平原地区的输出功率的90％以上；第二方面，可便捷高效地实现了柴油动力发电单元的反向制动功率恢复，即倒拖制动能力的恢复；第三方面，再结合第一走气通道111、第二走气通道112能够切换开闭，可解决常规二级废气涡轮增压难以兼顾柴油动力发电单元中发动机在平原地区和高原地区进气需求的问题，实现平原与高原地区的快速切换，结构简单可靠性强，可以稳定兼容不同海拔环境；第四方面，对比于现有的使用可调二级废气涡轮增压的方案来说，空气的增压不受发动机工作状态约束，能够根据不同性能目标可灵活调整，控制灵活性更强，节能潜力更大；第五方面，该变海拔自适应模块100也与现有供气系统不存在耦合关系，无需对供气系统进行专门的调校匹配，适用范围广，应用简单方便。
关于如何切换第一走气通道111、第二走气通道112的开与闭，本发明实施例给出两种方式：
第(1)种，如图1至图3及图5所示，变海拔自适应模块100还包括：与电动空气压缩机120电连接的控制器130及与控制器130电连接的第一传感器140、选通阀150；第一传感器140用于获取并向控制器130发送外部气体的压强；控制器130用于基于外部气体的压强，控制选通阀150打开或关闭第一走气通道111、第二走气通道112以及控制电动空气压缩机120的开与关。当混合动力车辆行驶在高原地区时，控制器130可通过第一传感器140所传送的信息判断出需要对外部气体进行增压，此时便启动电动空气压缩机120以及控制选通阀150打开第一走气通道111与关闭第二走气通道112，使得外部气体先经电动空气压缩机120增压之后再流向动力模块200。当混合动力车辆行驶在平原地区时，控制器130可通过第一传感器140所传送的信息判断出无需对外部气体进行增压此时便关闭电动空气压缩机120以及控制选通阀150打开第二走气通道112与关闭第一走气通道111，使得外部气体直接再流向动力模块200。
可选地，如图1至图5所示，第一走气通道111、第二走气通道112的进气端间的交汇区域连通有进气管线113，第一传感器140设置在进气管线113上，选通阀150设置在第一走气通道111、第二走气通道112的进气端间的交汇区域处。
可选地，第一传感器140为压力传感器。
关于控制器130的用电方式，给出两种方式，第一种，如图2所示，控制器130还与发电模块300电性连接，发电模块300用于向控制器130供电；第二种，如图5所示，控制器130与外部电源B电连接，外部电源B用于向控制器130供电。应用时，可以根据具体情况来选择控制器130的用电方式。当然了，第一传感器140、选通阀150的用电方式也可与控制器130的用电方式相同，此处便不在赘述。
进一步地，如图1至图3及图5所示，变海拔自适应模块100还包括：与控制器130电连接的第二传感器160；第二传感器160用于获取并向控制器130发送经电动空气压缩机120增压后的外部气体的压强；控制器130还用于基于外部气体的压强和经电动空气压缩机120增压后的外部气体的压强，控制电动空气压缩机120的转速。当控制器130通过第二传感器160所传送的信息判断出经电动空气压缩机120增压后的外部气体的压强过大时，此时便降低电动空气压缩机120的转速，以减小经电动空气压缩机120增压后的外部气体的压强；当控制器130通过第二传感器160所传送的信息判断出经电动空气压缩机120增压后的外部气体的压强过小时，此时便增大电动空气压缩机120的转速，以增大经电动空气压缩机120增压后的外部气体的压强。第一传感器140、第二传感器160的配合，使得电动空气压缩机120的增压环路为一个独立的压力闭环控制系统。
可选地，第二传感器160为压力传感器。第二传感器160的用电方式与控制器130的用电方式相同，此处便不在赘述。可选地，如图1至图5所示，第一走气通道111、第二走气通道112的出气端间的交汇区域连通有出气管线114，第二传感器160设置在出气管线114上。
第(2)种，如图4所示，变海拔自适应模块100还包括：与电动空气压缩机120电连接的控制器130及与控制器130电连接的第三传感器170、选通阀150；第三传感器170用于获取并向控制器130发送流经电动空气压缩机120的外部气体的压强；控制器130用于基于电动空气压缩机120的工作状态及经电动空气压缩机120增压后的外部气体的压强，判断是否需要对外部气体进行增压若是控制选通阀150打开第一走气通道111及关闭第二走气通道112，反之控制选通阀150关闭第一走气通道111、打开第二走气通道112以及关闭电动空气压缩机120。可根据电动空气压缩机120的电压、电流、功率等参数来判断空气压缩机的工作状态，从而根据电动空气压缩机120的工作状态及流经电动空气压缩机120的外部气体的压强，来反向推算出外部气体的压强大小，便可判断出是否需要对外部气体进行增压，若是，打开电动空气压缩机120、控制选通阀150打开第一走气通道111及关闭第二走气通道112，反之，关闭电动空气压缩机120、控制选通阀150关闭第一走气通道111及打开第二走气通道112。
其中，控制器130、第三传感器170的结构及用电方式分别与上述第(1)种方式中的控制器130、第二传感器160的相同，选通阀150的用电方式也可与上述第(1)种方式中的选通阀150的相同，此处便不在赘述。
在基于上述如何切换第一走气通道111、第二走气通道112的开与闭的两种方式上，在本发明的一些实施例中，如图1至图5所示，变海拔自适应模块100还包括：空气滤清器180，空气滤清器180位于选通阀150的上游。空气滤清器180起到滤除空气中灰尘、砂粒的作用，保证动力模块中进入足量、清洁的空气。
可选地，空气滤清器180设置于进气管线113上并与第一传感器140沿气体流动方向依次分布。
在基于上述如何切换第一走气通道111、第二走气通道112的开与闭的两种方式上，在本发明的一些实施例中，如图1至图5所示，变海拔自适应模块100还包括：第一中冷器190，第一中冷器190设置于第一走气通道111上并位于电动空气压缩机120的出气端的下游。第一中冷器190用于降低增压后的高温空气温度以降低动力模块200的热负荷，提高进气量，进而增加动力模块200的功率。其中，经过电动空气压缩机120增压和第一中冷器190冷却后的气体压力通常控制为一个大气压。
在本发明的一些实施例中，如图1至图5所示，柴油动力发电单元还包括尾气处理模块400，尾气处理模块400设置于动力模块200的排气端。尾气处理模块400降低柴油动力发电单元所释放的尾气对大气的污染程度。
下面以变海拔自适应模块100包括第一传感器140、第二传感器160为例，就柴油动力发电单元的工作过程进行描述：
当混合动力车辆行驶于高原区域时，如图2所示，外部气体先经过空气滤清器180过滤，之后经选通阀150选通之后经第一走气通道111进入至电动空气压缩机230增压，增压后经第一中冷器190冷却；增压后的外部气体再经废气涡轮增压机210增压，增压之后经第二中冷器230冷却，最后进入柴油发动机中220中。
当混合动力车辆行驶于平原区域时，如图3所示，外部气体先经过空气滤清器180过滤，之后经选通阀150选通之后经第二走气通道112进入至废气涡轮增压机210增压，增压之后经第二中冷器230冷却，最后进入柴油发动机中220中。
综上所述，采用上述所述的柴油动力发电单元，可以高效的实现柴油动力发电单元的高原功率恢复。以下为本发明的高原功率恢复效果。控制中冷后的气体压力为1Bar，可计算出高原功率恢复功能启用后柴油动力发电模块300的输出功率。因为柴油机用于带动发电机发电，所以可持续工作在高负荷、高效率的状态，假设效率为35％，空燃比为17。柴油机输出功率为330kW，发电模块效率91％，电动空气压缩机120电机效率95％、泵头效率70％，空气压缩机控制器130效率98％。中冷器空气压力损失约为2-3kPa。可计算得在平原地区(大气压力1Bar，高原功率恢复功能不启用)工作时柴油动力发电单元输出功率为300kW。在海拔分别为2000m、3000m、4000m、5000m的高原地区进行高原功率恢复，变海拔自适应模块消耗功率分别约为11.3kW，16.9kW、24.8kW、31.2kW，柴油动力发电单元输出功率分别约为288.7kW、283.1kW、275.2kW、268.8kW，为平原地区工作的96.2％、94.3％、91.7％、89.6％。其中，通过柴油机效率、空燃比、柴油热值可计算出柴油机的进气量，不同海拔下的外部气体的压强不同，通过增压前后空气的压强、进气量可得出需要对空气做功的功率，再由空压机泵头效率、空压机电机效率、空压机控制器效率即可算出变海拔自适应模块消耗的功率。
本发明另一实施例提供了一种混合动力车辆，该混合动力车辆包括上述任一项所述的柴油动力发电单元。
如上所述的混合动力车辆，通过变海拔自适应模块100的电动空气压缩机120来对外部气体进行增压，保证了进入动力模块200的进气量，第一方面，可便捷高效地实现了柴油动力发电单元的正向高原功率恢复，柴油动力发电单元在高原地区的输出功率接近于在平原地区的输出功率，一般为平原地区的输出功率的90％以上；第二方面，可便捷高效地实现了柴油动力发电单元的反向制动功率恢复，即倒拖制动能力的恢复；第三方面，再结合第一走气通道111、第二走气通道112能够切换开闭，可解决常规二级废气涡轮增压难以兼顾柴油动力发电单元中发动机在平原地区和高原地区进气需求的问题，实现平原与高原地区的快速切换，结构简单可靠性强，可以稳定兼容不同海拔环境；第四方面，对比于现有的使用可调二级废气涡轮增压的方案来说，空气的增压不受发动机工作状态约束，能够根据不同性能目标可灵活调整，控制灵活性更强，节能潜力更大；第五方面，该变海拔自适应模块100也与现有供气系统不存在耦合关系，无需对供气系统进行专门的调校匹配，适用范围广，应用简单方便。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种柴油动力发电单元，其特征在于，所述柴油动力发电单元包括：变海拔自适应模块(100)、动力模块(200)及发电模块(300)；
所述变海拔自适应模块(100)具有两种工作模式，并包括：第一走气通道(111)、第二走气通道(112)、设置在所述第一走气通道(111)上的电动空气压缩机(120)，其中当所述变海拔自适应模块(100)处于第一种工作模式时，外部气体通过所述第一走气通道(111)进入至所述电动空气压缩机(120)中进行增压且增压之后流向所述动力模块(200)，当所述变海拔自适应模块(100)处于第二种工作模式时，所述外部气体通过所述第二走气通道(112)流向所述动力模块(200)；
所述动力模块(200)能够利用所述外部气体或经所述电动空气压缩机(120)增压后的所述外部气体工作，进而带动所述发电模块(300)发电。
2.根据权利要求1所述的柴油动力发电单元，其特征在于，所述变海拔自适应模块(100)还包括：与所述电动空气压缩机(120)电连接的控制器(130)及与所述控制器(130)电连接的第一传感器(140)、选通阀(150)；
所述第一传感器(140)用于获取并向所述控制器(130)发送所述外部气体的压强；
所述控制器(130)用于基于所述外部气体的压强，控制所述选通阀(150)打开或关闭所述第一走气通道(111)、所述第二走气通道(112)以及控制所述电动空气压缩机(120)的开与关。
3.根据权利要求2所述的柴油动力发电单元，其特征在于，所述变海拔自适应模块(100)还包括：与所述控制器(130)电连接的第二传感器(160)；
所述第二传感器(160)用于获取并向所述控制器(130)发送经所述电动空气压缩机(120)增压后的所述外部气体的压强；
所述控制器(130)还用于基于所述外部气体的压强和经所述电动空气压缩机(120)增压后的所述外部气体的压强，控制所述电动空气压缩机(120)的转速。
4.根据权利要求1所述的柴油动力发电单元，其特征在于，所述变海拔自适应模块(100)还包括：与所述电动空气压缩机(120)电连接的控制器(130)及与所述控制器(130)电连接的第三传感器(170)、选通阀(150)；
所述第三传感器(170)用于获取并向所述控制器(130)发送经所述电动空气压缩机(120)增压后的所述外部气体的压强；
所述控制器(130)用于基于所述电动空气压缩机(120)的工作状态及经所述电动空气压缩机(120)增压后的所述外部气体的压强，判断是否对所述外部气体进行增压，若是控制所述选通阀(150)打开所述第一走气通道(111)及关闭所述第二走气通道(112)，反之控制所述选通阀(150)关闭所述第一走气通道(111)、打开所述第二走气通道(112)以及关闭所述电动空气压缩机(120)。
5.根据权利要求2-4任一项所述的柴油动力发电单元，其特征在于，所述控制器(130)还与所述发电模块(300)电性连接，所述发电模块(300)用于向所述控制器(130)供电。
6.根据权利要求2-4任一项所述的柴油动力发电单元，其特征在于，所述控制器(130)还与外部电源(B)电连接，所述外部电源(B)用于向所述控制器(130)供电。
7.根据权利要求2-4任一项所述的柴油动力发电单元，其特征在于，所述变海拔自适应模块(100)还包括：空气滤清器(180)，所述空气滤清器(180)位于所述选通阀(150)的上游。
8.根据权利要求1所述的柴油动力发电单元，其特征在于，所述变海拔自适应模块(100)还包括：第一中冷器(190)，所述第一中冷器(190)设置于所述第一走气通道(111)上并位于所述电动空气压缩机(120)的出气端的下游。
9.根据权利要求1所述的柴油动力发电单元，其特征在于，所述柴油动力发电单元还包括尾气处理模块(400)，所述尾气处理模块(400)设置于所述动力模块(200)的排气端处。
10.一种混合动力车辆，其特征在于，所述混合动力车辆包括权利要求1-9任一项所述的柴油动力发电单元。
CN202110962566.2A 2021-08-20 2021-08-20 柴油动力发电单元及混合动力车辆 Pending CN113790100A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110962566.2A CN113790100A (zh) 2021-08-20 2021-08-20 柴油动力发电单元及混合动力车辆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110962566.2A CN113790100A (zh) 2021-08-20 2021-08-20 柴油动力发电单元及混合动力车辆

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113790100A true CN113790100A (zh) 2021-12-14

Family

ID=79181984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110962566.2A Pending CN113790100A (zh) 2021-08-20 2021-08-20 柴油动力发电单元及混合动力车辆

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113790100A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101446228A (zh) * 2008-12-26 2009-06-03 泰豪科技股份有限公司 一种用于发动机的电动和涡轮双进气增压装置
CN102155290A (zh) * 2011-03-20 2011-08-17 北京理工大学 一种用于恢复内燃机高原动力的燃机型辅助增压系统
CN104595011A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 上海通用汽车有限公司 发动机进气系统及汽车
CN205400896U (zh) * 2016-03-09 2016-07-27 河南润华通用装备有限公司 内燃机恒压供气装置及具有该装置的内燃机
CN105927428A (zh) * 2016-04-28 2016-09-07 重庆长安汽车股份有限公司 可切换模式的发动机进排气系统
WO2019016439A1 (fr) * 2017-07-18 2019-01-24 Psa Automobiles Sa Groupe motopropulseur avec maintien en opération d'un compresseur auxiliaire en phase de pleine puissance
CN210068309U (zh) * 2019-05-29 2020-02-14 湖南天雁机械有限责任公司 辅助增压的发动机涡轮增压系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101446228A (zh) * 2008-12-26 2009-06-03 泰豪科技股份有限公司 一种用于发动机的电动和涡轮双进气增压装置
CN102155290A (zh) * 2011-03-20 2011-08-17 北京理工大学 一种用于恢复内燃机高原动力的燃机型辅助增压系统
CN104595011A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 上海通用汽车有限公司 发动机进气系统及汽车
CN205400896U (zh) * 2016-03-09 2016-07-27 河南润华通用装备有限公司 内燃机恒压供气装置及具有该装置的内燃机
CN105927428A (zh) * 2016-04-28 2016-09-07 重庆长安汽车股份有限公司 可切换模式的发动机进排气系统
WO2019016439A1 (fr) * 2017-07-18 2019-01-24 Psa Automobiles Sa Groupe motopropulseur avec maintien en opération d'un compresseur auxiliaire en phase de pleine puissance
CN210068309U (zh) * 2019-05-29 2020-02-14 湖南天雁机械有限责任公司 辅助增压的发动机涡轮增压系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015083493A1 (ja) ターボコンパウンドシステムの制御装置
RU2633315C2 (ru) Двигательный узел и транспортное средство с гибридным приводом
CN103644024A (zh) 一种汽车发动机进气温度调节系统
US11007998B1 (en) Hybrid vehicle
CN104520572A (zh) 用于控制发动机进气温度的系统
CN113202620A (zh) 一种具有多级能量利用的涡轮复合系统及控制方法
US11572673B2 (en) Work vehicle power system with decoupled engine air system components
US7152393B2 (en) Arrangement for utilizing the throttle energy of an internal combustion engine
JP2000179348A (ja) ターボチャージャ
CN113790100A (zh) 柴油动力发电单元及混合动力车辆
CN110645084B (zh) 一种空气系统与一种发动机
CN113202643A (zh) 一种具有能量回收装置的系统及控制方法
KR102633858B1 (ko) 엔진 시스템 및 이의 제어 방법
CN212130613U (zh) 高压涡轮增压器
CN101852120B (zh) 电动增压器及其控制方法
CN206477932U (zh) 一种并联式汽车发动机进气系统
CN109944683A (zh) 柔性电动复合涡轮增压系统
CN111485994A (zh) 高压涡轮增压器
CN208734428U (zh) 一种并联式发动机空气增压器
KR101274307B1 (ko) 바이패스 타입 차량용 전기 과급 장치
CN106917668B (zh) 一种汽车发动机中冷器及具有其的发动机进气系统
CN221462411U (zh) 一种氢燃料发动机系统及氢燃料车
CN213743731U (zh) Egr废气旁通结构、egr系统以及发动机
CN222352576U (zh) 一种结合废气余热驱动的制冷系统
CN207847817U (zh) 一种免维护空气滤清器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination