[发明专利]一种利用汽车尾气温差发电提升SCR转化效率的系统

说明书

本发明公开了一种利用汽车尾气温差发电提升SCR转化效率的系统，包括汽车尾气温差发电装置和排气加热装置，汽车尾气温差发电装置包括蓄电池、稳压电路、MPPT、温差发电片、冷却水管道、冷却水箱，排气加热装置包括电阻丝网、蓄电池、温度传感器、ECU；该系统以低品位的汽车尾气为热源，采用循环水对温差发电片的冷端进行冷却，采用稳压电路进行稳压，电阻丝网由蓄电池供电并对排气进行加热，提高SCR系统进气温度。本发明针对低温排气工况和低温环境下使用，提高排气温度，促进尿素水解，提升SCR系统低温工况转化效率，减少汽车有害气体排放。

技术领域

本发明涉及汽车尾气余热的利用和尾气后处理技术领域，具体为利用汽车尾气和冷却水之间温差不间断发电并存储，利用该能量在管道中对排气进行加热，从而促进尿素热解，提高SCR转化率。

背景技术

在汽车工业快速发展带给人们舒适、便捷的同时，日益严重的能源紧张问题和尾气污染也日益凸显。在汽车发动机工作过程中约有30％-40％的能量随尾气排放到大气中，同时产生NOx等有害气体，造成能源浪费和环境污染。近年来，石油产量的下降和排放法规的不断严格对发动机能源利用效率和NOx排放的控制提出了更高的要求。温差发电技术可以有效利用汽车尾气低品位能源、提高排气温度，提高SCR转化率，减少汽车有害污染物排放。

发动机处于不同运行工况和过渡工况时，温差发电片所产生电压、电流不稳定，需要使用DC-DC稳压电路，将不稳定电压、电流转化为稳定电压、电流输出。同时也可以对蓄电池起到保护作用，延长蓄电池使用寿命。

汽车使用环境不大相同，当汽车低温运行时，冷却水可能结冰，且SCR系统处于低温工况时，排气温度较低，尿素不易分解，在管道内形成结晶，降低NOx转化率，无法有效减少汽车有害污染物排放。通过对排气加热，提高排气温度，将有效促进尿素热解，减少结晶形成，提高SCR在低温环境和低温工况下的转化率，有效减少汽车尾气污染物排放。

发明内容

本发明旨在提供一种利用汽车尾气温差发电、并在低温环境和低温工况下对排气进行电加热的加热系统。本发明利用汽车尾气余热进行温差发电，不需要额外对系统内加热装置供电，可有效解决SCR系统在低温环境和低温工况时，排气温度低、尿素喷雾易形成结晶、尿素热解率低和NOx转化率低等问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种利用汽车尾气温差发电提升SCR转化效率的系统，包括汽车尾气温差发电装置和排气加热装置，汽车尾气温差发电装置包括蓄电池、温差发电片和冷却水管道，排气加热装置包括电阻丝网、蓄电池、电子控制单元和温度传感器；所述电阻丝网依次与蓄电池电子控制单元和温度传感器连接，电阻丝网设于排气管道内部的混合器前端，温度传感器伸入排气管道内部；所述蓄电池还与双层结构的温差发电片相连，温差发电片沿排气管道轴向等距离紧密贴合在排气管道上，温差发电片外侧安装双层冷却水管道，冷却水管道与冷却水箱相连。

上述方案中，所述双层结构的温差发电片包括第一、二层温差发电片，第一层温差发电片位于第二层温差发电片内侧，且第一层温差发电片的工作温度高于第二层温差发电片；所述双层冷却水管道内层安装在第二层温差发电片的外侧，冷却水管道的外层为两端盖封闭且开有进、出口的管道，两端盖分别固定有若干隔板，隔板的长度小于冷却水管道外层的长度，两侧的隔板交错布置。

上述方案中，所述蓄电池与温差发电片之间连接有稳压电路，所述稳压电路与温差发电片之间连接有最大功率点示踪器。

上述方案中，所述温差发电片为环形发电片，材料为Bi2Te3。

上述方案中，所述冷却水箱中添加有防冻液。

上述方案中，所述冷却水管道两端使用固定机构固定，防止冷却水管道移动，所述固定机构为法兰盘，并对法兰盘的突出部分进行焊接。

本发明的有益效果为：