[發明專利]向電加熱催化劑供能的功率系統和方法

無效

• 申請號: 201210088295.3
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN102691552A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: E·V·岡策;M·J·小帕拉托爾
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N9/00;H02J7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧

技術領域

本發明示例性的實施例涉及一種向車輛中的電加熱催化劑供能的功率系統和方法。

背景技術

內燃動力的車輛的排氣系統中使用電加熱催化劑。由12伏特的機動車輛電池向電加熱催化劑提供能量。除此之外，車輛電力系統包括發電機，其向電池和機動車輛上的電氣負載以及電加熱催化劑提供電壓。為了將電加熱催化劑加熱到工作溫度，需要高的功率水平。如果只從車輛電池向電加熱催化劑供能，那么加熱催化劑所需的相對高的電流水平可能會導致電池操作壽命的減少。除此以外，如果車輛電池為了加熱電加熱催化劑而在一段時間內處于脫線狀態(即，暫時與發電機斷開連接)，與車輛電池連接的車輛負載將顯著降低電池中的儲能。

發明內容

在本發明一示例性的實施例中，提供了一種向電加熱催化劑供能的功率系統。電加熱催化劑設置于氧化催化劑的上游。該功率系統包括，配置為輸出第一電壓的第一電池以及配置為輸出第二電壓的第二電池。該功率系統還包括聯接在第一電池和第二電池之間的開關設備。該開關設備具有第一操作狀態，使得第一電池和第二電池彼此串聯聯接，該開關設備還具有第二操作狀態，使得第一電池和第二電池彼此并聯聯接。該功率系統還包括聯接到第一電池的發電機，當開關設備處于第二操作狀態時，發電機向第一電池提供第三電壓，為第一電池和第二電池充電，同時將第三電壓提供給電加熱催化劑，使電加熱催化劑加熱氧化催化劑上游的排氣。

在本發明另一示例性的實施例中，提供了一種向電加熱催化劑供能的方法。電加熱催化劑設置于氧化催化劑的上游。該方法包括，利用控制器產生第一信號，促使開關設備從第一電池和第二電池彼此并聯聯接的第一操作狀態轉變為第一電池和第二電池彼此串聯聯接的第二操作狀態。該方法還包括，在第一電池和第二電池彼此串聯連接時，由發電機向第一電池提供電壓，用以向第一電池和第二電池充電，并將該電壓提供給電加熱催化劑，促使電加熱催化劑加熱氧化催化劑上游的排氣。

此外，本發明還包括如下技術方案。

1.一種向電加熱催化劑供能的功率系統，電加熱催化劑設置于氧化催化劑的上游，該功率系統包括：

配置為輸出第一電壓的第一電池；

配置為輸出第二電壓的第二電池；

聯接在第一電池和第二電池之間的開關設備，該開關設備具有第一操作狀態，使得第一電池和第二電池彼此串聯聯接，該開關設備還具有第二操作狀態，使得第一電池和第二電池彼此并聯聯接；以及

聯接到第一電池的發電機，當開關設備處于第二操作狀態時，發電機向第一電池提供第三電壓，為第一電池和第二電池充電，并且將第三電壓提供給電加熱催化劑，使電加熱催化劑加熱氧化催化劑上游的排氣。

2.如技術方案1所述的功率系統，其中第三電壓與第一電壓和第二電壓的和大致相等。

3.如技術方案1所述的功率系統，還包括與開關設備可操作地通信的控制器，該控制器配置為產生第一信號，促使開關設備處于第一操作狀態，該控制器進一步配置為產生第二信號，促使開關設備處于第二操作狀態。

4.如技術方案3所述的功率系統，還包括靠近電加熱催化劑設置的溫度傳感器，該溫度傳感器配置為產生指示排氣的溫度水平的溫度信號。

5.如技術方案4所述的功率系統，其中該控制器進一步配置為當排氣的溫度水平小于第一溫度閾值時產生第二信號，促使開關設備處于第二操作狀態。

6.如技術方案5所述的功率系統，其中該控制器進一步配置為當排氣的溫度水平大于第一溫度閾值時產生第一信號，促使開關設備處于第一操作狀態。

7.如技術方案1所述的功率系統，其中該開關設備包括具有第一開關和第二開關的雙刀雙擲繼電器設備。

8.如技術方案7所述的功率系統，其中第一電池具有第一正極端子和第一負極端子，第二電池具有第二正極端子和第二負極端子，當開關設備處于第二操作狀態時，第一開關串聯地電聯接在第一電池的第一正極端子和電加熱催化劑之間，第二開關串聯地電聯接在第一電池的第一負極端子和第二電池的第二正極端子之間。

9.如技術方案8所述的功率系統，其中當開關設備處于第一操作狀態時，第一開關串聯地電聯接在第一電池的第一正極端子和第二電池的第二正極端子之間，第二開關串聯地電聯接在第一電池的第一負極端子和第二電池的第二負極端子之間。

10.如技術方案1所述的功率系統，其中第一電壓和第二電壓為12伏特，第三電壓為24伏特。

11.一種向電加熱催化劑供能的方法，該電加熱催化劑設置在氧化催化劑的上游，所述方法包括：