一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)及其控制方法，該系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)、低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐、換熱器、渦輪及電機(jī)，內(nèi)燃機(jī)內(nèi)設(shè)排氣單元與冷卻單元，低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐內(nèi)部存放低溫工質(zhì)，換熱器對(duì)排氣單元的排氣、冷卻單元的冷卻水及低溫工質(zhì)進(jìn)行傳熱，降低排氣與冷卻水溫度，同時(shí)對(duì)低溫工質(zhì)進(jìn)行加熱氣化，使其膨脹形成高壓氣體，渦輪與換熱器及內(nèi)燃機(jī)連接，進(jìn)氣口接收從換熱器流出的高壓氣體，出氣口與內(nèi)燃機(jī)連接，將高壓氣體熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，電機(jī)與渦輪連接，受渦輪驅(qū)動(dòng)而發(fā)電或向外做功，將機(jī)械能存儲(chǔ)為電能，或利用機(jī)械能向外做功。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在保證滿足交通運(yùn)輸復(fù)雜工況動(dòng)力變化需求的同時(shí)，進(jìn)一步提高了動(dòng)力系統(tǒng)的能量利用率。
【專利說明】一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于動(dòng)力機(jī)械及工程領(lǐng)域的節(jié)能減排技術(shù)，尤其是涉及一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一百多年來，內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源被廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、飛機(jī)、火箭、坦克等交通運(yùn)輸領(lǐng)域，其中車用汽油機(jī)與柴油機(jī)需求量最為驚人。近年來中國汽車市場始終保持高速發(fā)展，年產(chǎn)量由2000年的207萬輛增長至2013年的2212萬輛，銷量由209萬輛增長至2198萬輛，年復(fù)合增長率均達(dá)到20%。當(dāng)前中國已經(jīng)超過美國，成為全球第一大汽車市場?？焖僭鲩L的傳統(tǒng)汽車市場，使得我國面臨的能源問題與環(huán)境污染問題日益突出，內(nèi)燃機(jī)節(jié)能與減排技術(shù)成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
[0003]研究表明，內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)燃料所含熱能只有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉?，其余部分以熱能或?dòng)能形式損失掉，其中熱能損失主要來自于內(nèi)燃機(jī)排氣及冷卻水所帶走的熱量?；厥者@部分內(nèi)燃機(jī)熱能損失是提高燃料能量利用率的必然趨勢。
[0004]氮?dú)馐强諝獾闹饕M成部分，約占空氣的78.12%，無色無味無污染，該氣體在正常大氣壓下溫度降低至_196°C即可形成液氮；如果加壓可以在更高的溫度下形成液氮。液氮是氮?dú)庠诘蜏叵滦纬傻囊后w形態(tài)，可作為一種低溫形式存在，且由于在空分廠液氮作為副產(chǎn)品出現(xiàn)，制備成本低廉，國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)曾用其開發(fā)了相關(guān)液氮?dú)鈩?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車動(dòng)力源，類似的還有液氦發(fā)動(dòng)機(jī)、液化空氣發(fā)動(dòng)機(jī)以及干冰發(fā)動(dòng)機(jī)。但這些發(fā)動(dòng)機(jī)由于存在動(dòng)力性不足問題而未能被廣泛應(yīng)用，但這種低溫氣動(dòng)的動(dòng)力形式越來越多地引起了業(yè)界的關(guān)注。
[0005]針對(duì)內(nèi)燃機(jī)當(dāng)前的熱損失問題以及低溫儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能優(yōu)勢，本發(fā)明提出了一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)及其能量控制方法。研究表明該系統(tǒng)有效利用了內(nèi)燃機(jī)余熱能與低溫儲(chǔ)能，大大提高能源的利用效率，在車用、船用、航空等不同交通運(yùn)輸領(lǐng)域具備較大的應(yīng)用潛力。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)及其能量控制方法，在保證滿足交通運(yùn)輸復(fù)雜工況動(dòng)力變化需求的同時(shí)，進(jìn)一步提高動(dòng)力系統(tǒng)的能量利用率。
[0007]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0008]一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)，包括:
[0009]內(nèi)燃機(jī):作為主動(dòng)力源，其內(nèi)設(shè)排氣單元與冷卻單元；
[0010]低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐:內(nèi)部存放低溫工質(zhì),作為副動(dòng)力源；
[0011]換熱器:與內(nèi)燃機(jī)的排氣單元和冷卻單元連接，并與低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐連接，接收低溫工質(zhì)，換熱器對(duì)排氣單元的排氣、冷卻單元的冷卻水及低溫工質(zhì)進(jìn)行傳熱，降低排氣與冷卻水溫度，同時(shí)對(duì)低溫工質(zhì)進(jìn)行加熱氣化，使其膨脹形成高壓氣體；
[0012]渦輪:與換熱器及內(nèi)燃機(jī)連接，進(jìn)氣口接收從換熱器流出的高壓氣體，出氣口與內(nèi)燃機(jī)連接，將高壓氣體熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能；
[0013]電機(jī):與渦輪連接，受渦輪驅(qū)動(dòng)而發(fā)電或向外做功，將機(jī)械能存儲(chǔ)為電能，或利用機(jī)械能向外做功。
[0014]低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐與換熱器連接管路上設(shè)有低溫泵與流量計(jì)，換熱器與渦輪之間連接管路上設(shè)有壓力計(jì)與第一控制閥，渦輪與內(nèi)燃機(jī)之間連接管路上設(shè)有第二控制閥，
[0015]所述的低溫泵、流量計(jì)、壓力計(jì)、第一控制閥及第二控制閥同時(shí)與電子控制器連接，所述的電子控制器接收流量計(jì)與壓力計(jì)的反饋信號(hào)，并控制低溫泵、第一控制閥及第二控制閥的啟閉狀態(tài)或開啟大小。流量計(jì)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測低溫工質(zhì)的氣耗量，表征低溫工質(zhì)的使用量以及低溫工質(zhì)的余量。壓力計(jì)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測渦輪前出氣壓力，表征低溫工質(zhì)氣化后的膨脹情況。各控制閥可以控制低溫工質(zhì)對(duì)外輸出通斷與否，調(diào)節(jié)氣流壓力與速度，可選取電磁式、電子式、機(jī)械式。
[0016]動(dòng)力系統(tǒng)還包括空調(diào)，該空調(diào)與內(nèi)燃機(jī)的冷卻單元連接，接收冷卻單元熱能而進(jìn)行制熱，空調(diào)還與渦輪的出氣口連接，接收渦輪的出氣而進(jìn)行制冷。
[0017]空調(diào)與內(nèi)燃機(jī)的冷卻單元之間連接管路上設(shè)有第四控制閥，空調(diào)與渦輪的出氣口連接管路上設(shè)有第三控制閥。
[0018]所述的內(nèi)燃機(jī)包括二沖程或四沖程的傳統(tǒng)汽油機(jī)或柴油機(jī)，也包括以甲醇、乙醇、天然氣、液化石油氣或生物柴油為替代能源的發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0019]低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐內(nèi)部存放的低溫工質(zhì)包括液氮、液氦、液化空氣或干冰。
[0020]所述的換熱器內(nèi)包括兩個(gè)串聯(lián)的換熱結(jié)構(gòu)，分別與排氣單元和冷卻單元連接。
[0021]所述的低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐為隔熱、耐高溫、抗震抗暴的密封罐體、瓶體或箱體，選用的材質(zhì)包括鋼、碳纖維或合金。
[0022]一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:
[0023](I)內(nèi)燃機(jī)工作開始后，電子控制器控制低溫泵運(yùn)轉(zhuǎn)，將低溫工質(zhì)泵入換熱器，利用內(nèi)燃機(jī)的排氣及冷卻水對(duì)低溫工質(zhì)進(jìn)行加熱氣化，同時(shí)低溫介質(zhì)與排氣及冷卻水進(jìn)行傳熱，降低排氣及冷卻水溫度的同時(shí)可使低溫介質(zhì)進(jìn)一步膨脹形成高壓氣體；
[0024](2)當(dāng)壓力計(jì)檢測管道內(nèi)壓力到達(dá)設(shè)定值時(shí)，電子控制器控制第一控制閥開啟，高壓氣體流向渦輪，渦輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電或向外做功，實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)；
[0025](3)當(dāng)內(nèi)燃機(jī)排溫一定時(shí)，隨著內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速增加，電子控制器控制低溫泵運(yùn)轉(zhuǎn)速度加快，使得更多的低溫介質(zhì)進(jìn)入換熱器，加快內(nèi)燃機(jī)余熱回收；隨著內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速降低，電子控制器控制低溫泵運(yùn)轉(zhuǎn)速度變慢，使得較少的低溫介質(zhì)進(jìn)入換熱器，在保證內(nèi)燃機(jī)余熱回收的同時(shí)減少低溫介質(zhì)的消耗；
[0026](4)當(dāng)內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)，電子控制器控制低溫泵停止向換熱器輸送能量，控制第一控制閥關(guān)閉，防止空氣回流發(fā)生結(jié)霜現(xiàn)象。
[0027]當(dāng)空調(diào)打開時(shí)，制熱需求是第四控制閥打開，部分冷卻單元熱能進(jìn)入空調(diào)循環(huán)，制冷需求時(shí)第三控制閥打開，低溫工質(zhì)進(jìn)入空調(diào)循環(huán)。
[0028]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要EGR循環(huán)抑制爆震或NOx排放時(shí)，第二控制閥打開，少量低溫工質(zhì)進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣單元。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0030](I)本發(fā)明的系統(tǒng)由主副兩個(gè)動(dòng)力源構(gòu)成，主動(dòng)力源為內(nèi)燃機(jī)，副動(dòng)力源為低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐，可對(duì)主動(dòng)力源的排氣余熱與冷卻單元熱量再利用，最終轉(zhuǎn)換為電能或輔助對(duì)外做功，整個(gè)系統(tǒng)采取電控的方式對(duì)低溫泵進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)工質(zhì)的供應(yīng)。
[0031](2)將傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的排氣單元與冷卻單元被進(jìn)一步改進(jìn)，大大提高了能源利用效率，同時(shí)副動(dòng)力源進(jìn)一步提升了整體系統(tǒng)的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性，降低了系統(tǒng)能量排放。
[0032](3)采用換熱器實(shí)現(xiàn)低溫工質(zhì)吸熱氣化，氣化工質(zhì)膨脹驅(qū)動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電或向外做功。同時(shí)由于內(nèi)燃機(jī)排氣溫度以及排氣背壓的降低，可減少了內(nèi)燃機(jī)的泵氣損失；冷卻單元的熱損失被有效回收利用，從而整體提高了內(nèi)燃機(jī)熱效率。
[0033](4)渦輪排出的低溫工質(zhì)氣體可進(jìn)一步用于汽車的空調(diào)系統(tǒng)空氣制冷。另外其創(chuàng)新在于可將低溫工質(zhì)氣體引入內(nèi)燃機(jī)來控制燃燒，即可以通過其換熱器來替換傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)EGR和EGR中冷器設(shè)備。而且該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)排氣噪聲的降噪功能，改善傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的排氣性倉泛。
[0034](5)本發(fā)明的系統(tǒng)間接提高了內(nèi)燃機(jī)熱效率，提高了系統(tǒng)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能，在車用、船用、航空等不同交通運(yùn)輸領(lǐng)域具備較大的應(yīng)用潛力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0036]圖2為本發(fā)明的控制原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0038]實(shí)施例
[0039]一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)，如圖1所示，包括內(nèi)燃機(jī)9、低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐1、換熱器3、渦輪
7、電機(jī)8及空調(diào)13。內(nèi)燃機(jī)9作為主動(dòng)力源，其內(nèi)設(shè)排氣單元與冷卻單元；低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐I內(nèi)部存放低溫工質(zhì)，作為副動(dòng)力源；換熱器3與內(nèi)燃機(jī)9的排氣單元和冷卻單元連接，并與低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐I連接，接收低溫工質(zhì)，換熱器3對(duì)排氣單元的排氣、冷卻單元的冷卻水及低溫工質(zhì)進(jìn)行傳熱，降低排氣與冷卻水溫度，同時(shí)對(duì)低溫工質(zhì)進(jìn)行加熱氣化，使其膨脹形成高壓氣體；渦輪7與換熱器3及內(nèi)燃機(jī)9連接，進(jìn)氣口接收從換熱器3流出的高壓氣體，出氣口與內(nèi)燃機(jī)9連接，將高壓氣體熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能；電機(jī)8與渦輪7連接，受渦輪7驅(qū)動(dòng)而發(fā)電或向外做功，將機(jī)械能存儲(chǔ)為電能，或利用機(jī)械能向外做功。空調(diào)13與內(nèi)燃機(jī)9的冷卻單元連接，接收冷卻單元熱能而進(jìn)行制熱，空調(diào)13還與渦輪7的出氣口連接，接收渦輪7的出氣而進(jìn)行制冷。
[0040]低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐I與換熱器3連接管路上設(shè)有低溫泵2與流量計(jì)4，換熱器3與渦輪7之間連接管路上設(shè)有壓力計(jì)5與第一控制閥6，渦輪7與內(nèi)燃機(jī)9之間連接管路上設(shè)有第二控制閥12，低溫泵2、流量計(jì)4、壓力計(jì)5、第一控制閥6及第二控制閥12同時(shí)與電子控制器10連接。
[0041]如圖2所示，電子控制器10接收流量計(jì)4與壓力計(jì)5的反饋信號(hào)，并控制低溫泵2、第一控制閥6及第二控制閥12的啟閉狀態(tài)或開啟大小。
[0042]空調(diào)13與內(nèi)燃機(jī)9的冷卻單元之間連接管路上設(shè)有第四控制閥14，空調(diào)13與渦輪7的出氣口連接管路上設(shè)有第三控制閥12。
[0043]流量計(jì)4可以實(shí)時(shí)監(jiān)測低溫工質(zhì)的氣耗量，表征低溫工質(zhì)的使用量以及低溫工質(zhì)的余量。壓力計(jì)5可以實(shí)時(shí)監(jiān)測渦輪前出氣壓力，表征低溫工質(zhì)氣化后的膨脹情況。各控制閥可以控制低溫工質(zhì)對(duì)外輸出通斷與否，調(diào)節(jié)氣流壓力與速度，可選取電磁式、電子式、機(jī)械式。
[0044]內(nèi)燃機(jī)9包括二沖程或四沖程的傳統(tǒng)汽油機(jī)或柴油機(jī)，也包括以甲醇、乙醇、天然氣、液化石油氣或生物柴油為替代能源的發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0045]低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐I內(nèi)部存放的低溫工質(zhì)包括液氮、液氦、液化空氣或干冰。
[0046]換熱器3內(nèi)包括兩個(gè)串聯(lián)的換熱結(jié)構(gòu)3.1和3.2，分別與排氣單元和冷卻單元連接。
[0047]低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐I為隔熱、耐高溫、抗震抗暴的密封罐體、瓶體或箱體，選用的材質(zhì)包括鋼、碳纖維或合金。
[0048]一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:
[0049](I)內(nèi)燃機(jī)9工作開始后，電子控制器10控制低溫泵2運(yùn)轉(zhuǎn)，將低溫工質(zhì)泵入換熱器3，利用內(nèi)燃機(jī)9的排氣及冷卻水對(duì)低溫工質(zhì)進(jìn)行加熱氣化，同時(shí)低溫介質(zhì)與排氣及冷卻水進(jìn)行傳熱，降低排氣及冷卻水溫度的同時(shí)可使低溫介質(zhì)進(jìn)一步膨脹形成高壓氣體；
[0050](2)當(dāng)壓力計(jì)5檢測管道內(nèi)壓力到達(dá)設(shè)定值時(shí)，電子控制器10控制第一控制閥6開啟，高壓氣體流向渦輪7，渦輪7驅(qū)動(dòng)電機(jī)8發(fā)電或向外做功，實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)；
[0051](3)當(dāng)內(nèi)燃機(jī)9排溫一定時(shí)，隨著內(nèi)燃機(jī)9轉(zhuǎn)速增加，電子控制器10控制低溫泵2運(yùn)轉(zhuǎn)速度加快，使得更多的低溫介質(zhì)進(jìn)入換熱器3，加快內(nèi)燃機(jī)9余熱回收；隨著內(nèi)燃機(jī)9轉(zhuǎn)速降低，電子控制器10控制低溫泵2運(yùn)轉(zhuǎn)速度變慢，使得較少的低溫介質(zhì)進(jìn)入換熱器3，在保證內(nèi)燃機(jī)9余熱回收的同時(shí)減少低溫介質(zhì)的消耗；
[0052](4)當(dāng)內(nèi)燃機(jī)9停止時(shí)，電子控制器10控制低溫泵2停止向換熱器3輸送能量，控制第一控制閥6關(guān)閉，防止空氣回流發(fā)生結(jié)霜現(xiàn)象。
[0053]當(dāng)空調(diào)13打開時(shí)，制熱需求是第四控制閥14打開，部分冷卻單元熱能進(jìn)入空調(diào)13循環(huán)，制冷需求時(shí)第三控制閥12打開，低溫工質(zhì)進(jìn)入空調(diào)13循環(huán)。
[0054]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要EGR循環(huán)抑制爆震或NOx排放時(shí)，第二控制閥11打開，少量低溫工質(zhì)進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)9進(jìn)氣單元。
[0055]上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，包括: 內(nèi)燃機(jī)(9):作為主動(dòng)力源，其內(nèi)設(shè)排氣單元與冷卻單元； 低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐(I):內(nèi)部存放低溫工質(zhì)，作為副動(dòng)力源； 換熱器⑶:與內(nèi)燃機(jī)(9)的排氣單元和冷卻單元連接，并與低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐⑴連接，接收低溫工質(zhì)，換熱器(3)對(duì)排氣單元的排氣、冷卻單元的冷卻水及低溫工質(zhì)進(jìn)行傳熱，降低排氣與冷卻水溫度，同時(shí)對(duì)低溫工質(zhì)進(jìn)行加熱氣化，使其膨脹形成高壓氣體； 渦輪(7):與換熱器(3)及內(nèi)燃機(jī)(9)連接，進(jìn)氣口接收從換熱器(3)流出的高壓氣體，出氣口與內(nèi)燃機(jī)(9)連接，將高壓氣體熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能； 電機(jī)(8):與渦輪(7)連接，受渦輪(7)驅(qū)動(dòng)而發(fā)電或向外做功，將機(jī)械能存儲(chǔ)為電能，或利用機(jī)械能向外做功。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐(I)與換熱器(3)連接管路上設(shè)有低溫泵(2)與流量計(jì)(4)，換熱器(3)與渦輪(7)之間連接管路上設(shè)有壓力計(jì)(5)與第一控制閥￠)，渦輪(7)與內(nèi)燃機(jī)(9)之間連接管路上設(shè)有第二控制閥(12)， 所述的低溫泵(2)、流量計(jì)(4)、壓力計(jì)(5)、第一控制閥(6)及第二控制閥(12)同時(shí)與電子控制器(10)連接，所述的電子控制器(10)接收流量計(jì)(4)與壓力計(jì)(5)的反饋信號(hào)，并控制低溫泵(2)、第一控制閥(6)及第二控制閥(12)的啟閉狀態(tài)或開啟大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，動(dòng)力系統(tǒng)還包括空調(diào)(13)，該空調(diào)(13)與內(nèi)燃機(jī)(9)的冷卻單元連接，接收冷卻單元熱能而進(jìn)行制熱，空調(diào)(13)還與渦輪(7)的出氣口連接，接收渦輪(7)的出氣而進(jìn)行制冷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，空調(diào)(13)與內(nèi)燃機(jī)(9)的冷卻單元之間連接管路上設(shè)有第四控制閥(14)，空調(diào)(13)與渦輪(7)的出氣口連接管路上設(shè)有第三控制閥(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述的內(nèi)燃機(jī)(9)包括二沖程或四沖程的傳統(tǒng)汽油機(jī)或柴油機(jī)，也包括以甲醇、乙醇、天然氣、液化石油氣或生物柴油為替代能源的發(fā)動(dòng)機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐(I)內(nèi)部存放的低溫工質(zhì)包括液氮、液氦、液化空氣或干冰。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述的換熱器(3)內(nèi)包括兩個(gè)串聯(lián)的換熱結(jié)構(gòu)，分別與排氣單元和冷卻單元連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙源動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述的低溫工質(zhì)存儲(chǔ)罐(I)為隔熱、耐高溫、抗震抗暴的密封罐體、瓶體或箱體，選用的材質(zhì)包括鋼、碳纖維或合金。
9.一種如權(quán)利要求1所述的雙源動(dòng)力系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)內(nèi)燃機(jī)(9)工作開始后，電子控制器(10)控制低溫泵(2)運(yùn)轉(zhuǎn)，將低溫工質(zhì)泵入換熱器(3)，利用內(nèi)燃機(jī)(9)的排氣及冷卻水對(duì)低溫工質(zhì)進(jìn)行加熱氣化，同時(shí)低溫介質(zhì)與排氣及冷卻水進(jìn)行傳熱，降低排氣及冷卻水溫度的同時(shí)可使低溫介質(zhì)進(jìn)一步膨脹形成高壓氣體； (2)當(dāng)壓力計(jì)(5)檢測管道內(nèi)壓力到達(dá)設(shè)定值時(shí)，電子控制器(10)控制第一控制閥(6)開啟，高壓氣體流向渦輪(7)，渦輪(7)驅(qū)動(dòng)電機(jī)⑶發(fā)電或向外做功，實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)； (3)當(dāng)內(nèi)燃機(jī)(9)排溫一定時(shí)，隨著內(nèi)燃機(jī)(9)轉(zhuǎn)速增加，電子控制器(10)控制低溫泵(2)運(yùn)轉(zhuǎn)速度加快，使得更多的低溫介質(zhì)進(jìn)入換熱器(3)，加快內(nèi)燃機(jī)(9)余熱回收；隨著內(nèi)燃機(jī)(9)轉(zhuǎn)速降低，電子控制器(10)控制低溫泵(2)運(yùn)轉(zhuǎn)速度變慢，使得較少的低溫介質(zhì)進(jìn)入換熱器(3)，在保證內(nèi)燃機(jī)(9)余熱回收的同時(shí)減少低溫介質(zhì)的消耗； (4)當(dāng)內(nèi)燃機(jī)(9)停止時(shí)，電子控制器(10)控制低溫泵(2)停止向換熱器(3)輸送能量，控制第一控制閥(6)關(guān)閉，防止空氣回流發(fā)生結(jié)霜現(xiàn)象。
【文檔編號(hào)】F01K23/14GK104389648SQ201410478973
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】杜愛民, 朱忠攀, 邵達(dá) 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)