[发明专利]一种特种车辆发动机排气发电系统及发电方法

权利要求书

1.一种特种车辆发动机排气发电系统，其特征在于，所述发电系统包括：压气机、换热器和发电机；所述压气机、换热器和发电机依次通过连接管连接形成布雷顿循环；

所述压气机用于：对空气进行压缩并驱动空气单向流动；

所述换热器用于：基于吸收的发动机排气的热能提高经过所述压气机压缩的压缩空气的温度和流速得到高温高速压缩空气；

所述发电机用于，基于高温高速压缩空气带动所述发电机对外做功进行发电。

2.如权利要求1所述的特种车辆发动机排气发电系统，其特征在于，所述换热器采用板翅式换热器。

3.如权利要求1所述的特种车辆发动机排气发电系统，其特征在于，所述发电机，包括：

涡轮发电机或气轮发电机。

4.一种特种车辆发动机排气发电方法，其特征在于，所述方法包括：

基于布雷顿循环，压气机消耗外界的输入功压缩空气并驱动空气单向流动至换热器；

当压缩的空气流经换热器时，所述换热器将所述发动机排气热能传递给压缩的空气，并将所述压缩的空气流至所述发电机；

当吸收热能的压缩空气流经发电机时，驱动涡轮或气轮旋转，带动发电机对外做功进而实现发电。

5.如权利要求4所述的特种车辆发动机排气发电方法，其特征在于，所述带动发电机对外做功进而实现发电，包括：

根据所述发电机对外做功与外界的输入功，确定所述空气发电量。

6.如权利要求5所述的特种车辆发动机排气发电方法，其特征在于，所述根据发电机对外做功与外界的输入功，确定所述空气发电量，包括：

计算所述发电机对外做功与外界的输入功的差值；

当所述差值大于0时，所述空气发电量为所述发电机对外做功与外界的输入功的差值；

否则，空气发电量为零。

7.如权利要求5所述的特种车辆发动机排气发电方法，其特征在于，所述外界的输入功，按下式计算：

W_c＝C_p(T₂-T₁)

式中，W_c：外界的输入功；C_P为气体比热，T₁为未压缩空气的温度，T₂为压缩后空气的温度。

8.如权利要求4所述的特种车辆发动机排气发电方法，其特征在于，所述压缩空气吸收的热能按下式计算：

Q＝C_p(T₃-T₂)

式中，Q：压缩空气吸收的热能；C_P为气体比热，T₃为空气通过换热器的温度，T₂为压缩后空气的温度。

9.如权利要求4所述的特种车辆发动机排气发电方法，其特征在于，所述发电机对外做功按下式计算：

W_T＝C_p(T₃-T₄)

式中,W_T：发电机对外做功；C_P为气体比热，T₃为空气通过换热器的温度，T₄为空气通过涡轮或气轮的温度。

10.如权利要求6所述的特种车辆发动机排气发电方法，其特征在于，所述发电机对外做功与大于外界的输入功的差值，按下式判断：

式中，W_T发电机对外做功；W_c：外界的输入功；C_P为气体比热，k取1.4，P₁为未压缩空气的压力，P₂压缩后空气的压力，T₁为未压缩空气的温度，T₃为空气通过换热器的温度。