[發明專利]一種基于風力發電的降低整車油耗、排放的系統及控制方法

在審

• 申請號: 201910337131.1
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN111852717A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 馬赫陽;王占峰;宮艷峰;張宇璠;黃平慧;李華;于拓舟;劉金玉;曹禮軍
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: F02N19/10
• 分類號: F02N19/10;F01N3/20;F03D9/11;F03D9/32;H02J7/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 李泉宏

本發明提供了一種基于風力發電的降低整車油耗、排放的系統及控制方法，屬于汽車制造技術領域，本發明以降低油耗和排放為目的，針對目前缺少利用風能減少整車油耗和排放方法的問題，本發明在傳統燃油車的基礎上增加了一套風力發電裝置，利用車輛行駛中的風能轉化為電能儲存于電池中，并在冷啟動階段加熱冷卻水和三元催化器，快速提高冷卻水溫度，縮短三元催化器起燃時間，從而達到降低油耗和減排的目的。

技術領域

本發明涉及一種降低整車油耗、排放的系統及控制方法，

背景技術

隨著排放法規和油耗法規的日趨嚴格，節能減排已成為當今發動機發展的首要目標。

在排放測試過程中，冷啟動階段產生的HC和CO排放占整個測試總排放量的50％-80％，顆粒物排放也較高，這主要是由于冷啟動階段機體溫度和冷卻水溫度均較低，油氣混合不均勻，燃燒不充分，導致油耗、HC、CO和顆粒物的排放量增加。燃燒不充分也導致了排氣溫度較低，三元催化器無法快速達到起燃溫度，轉化效率低。所以在冷啟動階段快速提高冷卻水溫度和三元催化器溫度可以有效的降低污染物的排放并降低油耗。

目前提高冷啟動冷卻水溫度的方法主要是利用排氣能量，通過高溫排氣引流至冷卻循環管路，或采用熱傳導裝置加熱冷卻水，或根據工況改善噴油策略等。對于快速提高三元催化器溫度，通常采用增加循環噴油量、減小噴油提前角等方式，但同時會增加HC、CO的排放量。或者利用蓄電池對三元催化器進行加熱，但耗電量較大，容易饋電。

為了進一步節能減排，可再生能源在汽車領域的應用也備受關注。風能是車輛行駛中的伴生能源，同時也是無污染的可再生資源，但目前風能應用于汽車中的研究較少，主要集中于純風力發電汽車或作為輔助能源應用于純電動車。

發明內容

本發明的目的是利用車輛行駛中的風能，通過風力發電裝置轉化為電能儲存于電池中，并在發動機冷啟動階段加熱冷卻水和三元催化器，快速提高冷卻水溫度，縮短三元催化器達到起燃溫度的時間，進而形成一種基于風力發電的降低油耗和排放的系統及控制方法。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：一種基于風力發電的降低整車油耗、排放的系統及控制方法。本發明的基于風力發電的降低整車油耗、排放的系統在傳統燃油車的基礎上增加了一套風力發電裝置。

一種基于風力發電的降低整車油耗、排放的系統具體包括：葉輪1、發電機2、充電電路開關3、電池4、電池BMS5、CAN總線6、發動機ECU7、冷卻回路電加熱裝置8、三元催化器電加熱裝置9、三元催化器10、三元催化器溫度傳感器11、控制線12、冷卻水溫度傳感器13、發動機14、信號線15和整車控制器16。

葉輪1與發電機2連接構成風力發電機，風力發電機與電池4經由充電電路開關3控制是否連接，電池4與冷卻回路電加熱裝置8、三元催化器電加熱裝置9連接，電池BMS 5、發動機ECU 7信號由CAN總線6連接整車控制器，冷卻水溫度傳感器13布置于發動機14冷卻水路，三元催化器溫度傳感器11布置于三元催化器10，冷卻水溫度傳感器13、三元催化器溫度傳感器11由信號線15連接整車控制器16。

本發明的控制方法為：

步驟1：由整車控制器檢測發動機是否啟動，若檢測到發動機啟動，則執行步驟2，否則結束；

步驟2：整車控制器讀取發動機冷卻水溫度T₁和三元催化器溫度T₂，分別與T_1閾值和三元催化器起燃溫度T_2閾值進行對比，若T₁T_1閾值且T₂T_2閾值，則為熱機狀態執行步驟12，否則為冷機狀態，執行步驟3；

步驟3：讀取電池容量SOC，若SOC30％，執行步驟4，否則執行步驟5；