[发明专利]一种CNG汽车压力能综合利用系统

摘要

本发明公开了一种CNG汽车压力能综合利用系统，该系统包括透平机(a2)，还包括用于与该透平机(a2)相连的永磁同步电机(a3)、涡轮(a4)、空调压缩机(a5)中的至少一者，透平机(a2)用于将CNG中的压力能转化为机械能；永磁同步电机(a3)与透平机(a2)可断开式的相连，还与电池组(a6)相连，用于利用机械能发电并将电能储存于电池组(a6)中，或者用于在电能的作用下将储存的电能转化为机械能。本发明结合现有CNG汽车的工作原理及各个组件设置，通过对关键的天然气物流及能量流进行控制，并对该系统中关键组件的结构及其设置方式等进行改进，与现有技术相比能够有效解决CNG汽车资源利用率不高的问题。

主权项

1.一种CNG汽车压力能综合利用系统，其特征在于，该系统包括透平机(a2)，还包括永磁同步电机(a3)、涡轮(a4)和空调压缩机(a5)，所述永磁同步电机(a3)、所述涡轮(a4)和所述空调压缩机(a5)中的任意一者均用于与该透平机(a2)可断开式的相连；所述透平机(a2)的物流输入端用于与CNG储罐(a1)相连，该透平机(a2)用于对原始CNG进行降压，并将所述原始CNG中的压力能转化为机械能，其物流输出端用于输出降压后的CNG；所述透平机(a2)的动力输出端用于向所述永磁同步电机(a3)输出动力；该永磁同步电机(a3)的输出端还与电池组(a6)的输入端相连，所述电池组(a6)的输出端也与所述永磁同步电机(a3)的输入端相连；所述永磁同步电机(a3)用于利用所述透平机(a2)输出的机械能发电并将电能储存于所述电池组(a6)中，或者用于在所述电池组(a6)输出的电能的作用下将所述电池组(a6)中储存的电能转化为机械能；所述透平机(a2)的动力输出端还用于向所述涡轮(a4)输出动力；所述涡轮(a4)用于增大汽车发动机(b5)进气量，从而提高所述汽车发动机(b5)的动力性能；此外，所述透平机(a2)的动力输出端还用于向所述空调压缩机(a5)输出动力；所述空调压缩机(a5)用于对空调循环介质进行加压，从而实现制冷；所述永磁同步电机(a3)、所述涡轮(a4)和所述空调压缩机(a5)三者的工作优先级顺序从高到低依次为涡轮(a4)、空调压缩机(a5)、永磁同步电机(a3)；并且，所述CNG汽车压力能综合利用系统还包括冷能综合利用组件，该冷能综合利用组件包括第一换热器(b1)、加热器(b2)、第二换热器(b3)、以及第三换热器(b4)；所述第一换热器(b1)、所述加热器(b2)、所述第二换热器(b3)和所述第三换热器(b4)中均流通有中间介质，并形成循环回路；其中，所述第一换热器(b1)的中间介质输出端与所述加热器(b2)的输入端相连；所述加热器(b2)的输出端分别与第二换热器(b3)和第三换热器(b4)两者的输入端相连；所述第一换热器(b1)的中间介质输入端分别与所述第二换热器(b3)和所述第三换热器(b4)两者的输出端相连；所述加热器(b2)、所述第二换热器(b3)、以及所述第三换热器(b4)三者的工作优先级为先第三换热器(b4)、然后第二换热器(b3)及最后加热器(b2)；所述第一换热器(b1)的物流输入端与所述透平机(a2)的物流输出端相连，其物流输出端与所述汽车发动机(b5)的输入端相连，所述第一换热器(b1)用于将所述透平机(a2)输出的所述降压后的CNG与中间介质进行换热，并得到升温后的天然气；所述加热器(b2)用于将中间介质与环境进行换热，并用于将多余冷量排放到环境中；所述第二换热器(b3)用于接入汽车冷却液回路中，用于将中间介质与汽车发动机冷却液进行换热；所述第三换热器(b4)用于接入汽车空调循环回路中，用于将中间介质与车内新风进行换热；所述汽车发动机(b5)则用于将所述第一换热器(b1)输出的所述升温后的天然气内能转化为机械能；当所述永磁同步电机(a3)与所述透平机(a2)相接合时，此时所述永磁同步电机(a3)处于发电状态，并将电能储存于所述电池组(a6)中；当所述电池组(a6)的电量已满时，该永磁同步电机(a3)与所述透平机(a2)两者不接合；当所述电池组(a6)提供电能给所述永磁同步电机(a3)时，该永磁同步电机(a3)处于做功状态、并用于将动能传递给汽车传动系统，该永磁同步电机(a3)与所述透平机(a2)两者不接合；所述CNG汽车压力能综合利用系统同时包括所述永磁同步电机(a3)、所述涡轮(a4)和所述空调压缩机(a5)三者，并且所述涡轮(a4)、所述空调压缩机(a5)均与所述透平机(a2)可断开式的相连；当所述涡轮(a4)和所述空调压缩机(a5)均不需要工作时，此时默认将透平机(a2)与永磁同步电机(a3)相接合，利用永磁同步电机(a3)进行发电。