[发明专利]一种利用尾气余热进行温差发电制氢、氧气的装置及方法

说明书

技术领域

本发明提供一种利用内燃机尾气余热进行温差发电制氢、氧气的装置及方法，具体内容涉及一种通过温差发电装置利用内燃机尾气余热发电并供给车载制氢氧机随车制取氢气及氧气的装置及控制方法。

背景技术

提高内燃机热效率已经成为内燃机发展的重要趋势。近年来，氢内燃机及掺氢内燃机已经被证明可以获得较传统汽、柴油机更高的热效率及更低的有害排放。但是，由于氢气基础设施建设的匮乏，纯氢及掺氢内燃机都存在着加氢困难的问题。通过加装车载制氢氧机随车电解水制取氢气和氧气可以解决氢气加注困难的问题，但制氢氧机在电解水时仍然会消耗一部分能量。

内燃机燃料中约有30%的能量经排气管被直接排出。因此，如果能够利用回收尾气中的热能发电制氢则可以进一步提高纯氢及掺氢内燃机的热效率，并实现对发动机尾气余热的回收利用。但内燃机尾气温度通常仅有300至400摄氏度左右，因而其属于低品位热能，存在利用困难的问题。

温差发电系统可以利用塞贝克效应在温差发电材料两端存在较小温差的条件下将热能转化为电能，因此，利用温差发电装置可以将低品位热能转化为高品位的电能。

发明内容

针对目前存在的氢气与氧气的加注与随车储运困难、制氢氧机大量消耗蓄电池电能以及内燃机尾气热量难以利用的问题，本发明提供一种利用内燃机尾气余热进行温差发电制氢、氧气的装置及方法。

本发明采用了如下的技术方案，该发明中的一种利用内燃机尾气余热进行温差发电制氢、氧气的装置包括车辆所原有的内燃机1及排气管7。本发明在保留了内燃机1及排气管7的基础上增加了一套温差发电系统及一套氢气制取、储存、供给系统，包括：通过法兰连接在内燃机排气管上的箱体3，安装在箱体3外表面的温差发电组5，安装在温差发电组5上方的散热片组4，温差发电组5的正、负极导线分别与稳压器8相连接，稳压器8的负极导线与制氢氧机9的负极相连接，稳压器8的正极通过继电器6相连接，继电器6通过导线与制氢氧机9的正极相连接，制氢氧机9所制得的氢气和氧气分别通过不锈钢管路与氢气罐10和氧气罐11相连接，氢气压力传感器13和氧气压力传感器12分别通过安装在氢气罐10和氧气罐11上，氢气罐10和氧气罐11的出口上分别安装有氢气罐电磁阀15和氧气罐电磁阀14。

电子控制单元2通过导线与稳压器8相连接获得电压信号f，电子控制单元2通过导线分别与氧气压力传感器12及氢气压力传感器13相连接获得氧气罐压力信号a和氢气罐压力信号c，电子控制单元2通过导线分别与氧气罐电磁阀14和氢气罐电磁阀15相连接并通过发出氧气罐电磁阀控制信号b及氢气罐电磁阀控制信号d控制氧气罐电磁阀14和氢气罐电磁阀15的打开与关闭，电子控制单元2还通过导线与继电器6相连接并通过发出制氢氧机继电器控制信号e控制继电器6的通断从而控制制氢氧机9的启停。

所述的温差发电组5由半导体温差发电材料制成；

所述的箱体3由导热性能良好的金属材料制成；

所述的散热片组4由导热性能良好的铜等金属材料制成；

所述的氢气罐10与氧气罐11的体积比为2:1。

一种利用内燃机尾气余热进行温差发电制氢、氧气装置的运行方式为：