[发明专利]车辆微型燃气轮机系统以及操作该微型燃气轮机系统的方法

说明书

本发明题为“车辆微型燃气轮机系统以及操作该微型燃气轮机系统的方法”。本发明公开了用于车辆的微型燃气轮机系统以及操作该微型燃气轮机系统的方法。微型燃气轮机系统是汽车增程器，该汽车增程器包括向车辆的电池组提供电力的发电机。压缩机能够操作地联接到发电机，并且燃烧器能够操作地联接压缩机下游，以燃烧燃料并加热来自压缩机的压缩的增压空气，从而形成废气。后处理装置能够操作地联接燃烧器下游，以改变来自燃烧器的废气的组分，从而形成经处理的废气。涡轮机能够操作地联接后处理装置下游并且能够操作地联接到压缩机。涡轮机被构造成使得经处理的废气的流动驱动涡轮机和压缩机以向发电机提供动力。

背景技术

本技术领域一般涉及用于车辆的微型燃气轮机系统，并且更具体地涉及用作混合动力电动机动车辆中的增程器的微型燃气轮机系统。

与标准的基于活塞的内燃机不同，微型燃气轮机系统包括更轻、更紧凑的布置，在该布置中，燃烧器加热压缩的空气以驱动涡轮机，该涡轮机继而又可以向发电机提供动力。典型的微型燃气轮机架构可能导致在升温期间产生不期望的碳氢化合物/一氧化碳排放量、固体颗粒排放量和/或气味。对于汽车应用，诸如当微型燃气轮机系统用作混合动力电动车辆中的增程器时，在升温期间控制潜在的碳氢化合物/一氧化碳排放量、固体颗粒排放量和/或气味是有利的。一些控制策略包括各种燃烧器优化技术，但在应用诸如低排放客车中，将后处理装置集成到微型燃气轮机系统中可有助于降低排放量并且避免或减少废气味。

发明内容

根据一个实施方案，提供了一种用于车辆的微型燃气轮机系统，该微型燃气轮机系统包括：发电机；压缩机，该压缩机能够操作地联接到发电机，并且被构造成吸入增压空气；燃烧器，该燃烧器能够操作地联接压缩机下游，燃烧器包括无活塞燃烧室，该无活塞燃烧室被构造成燃烧燃料以加热由压缩机压缩的增压空气，从而形成废气；后处理装置，该后处理装置能够操作地联接燃烧器下游，并且被构造成改变来自燃烧器的废气的组分以形成经处理的废气；和涡轮机，该涡轮机能够操作地联接后处理装置下游并且能够操作地联接到压缩机。涡轮机被构造成使得经处理的废气的流动驱动涡轮机和压缩机以向发电机提供动力。

根据各种实施方案，该系统还可以包括以下特征部中的任一个特征部或这些特征部的任何技术上可行的组合：

·后处理装置是组合的柴油机氧化催化器(DOC)和柴油碳微粒滤清器(DPF)；

·燃烧器被构造成在微型燃气轮机系统的操作期间连续地燃烧以驱动发电机；

·第一压力传感器和第二压力传感器，其中，第一压力传感器能够操作地联接后处理装置上游，并且第二压力传感器能够操作地联接后处理装置下游；

·电子控制单元(ECU)被构造成从第一压力传感器和第二压力传感器获取传感器读数，从获取的传感器读数确定压差，并将该压差与压差阈值进行比较；

·当压差大于压差阈值时，后处理装置主动再生；

·能够操作地联接后处理装置下游的后处理温度传感器，其中，电子控制单元(ECU)被构造成从后处理温度传感器获取传感器读数以确定后处理温度，并将该后处理温度与后处理温度阈值进行比较；

·电子控制单元(ECU)被构造成在后处理温度高于后处理温度阈值时降低压缩机的速度，降低涡轮机的速度，或者降低压缩机的速度和涡轮机的速度；

·电子控制单元(ECU)被构造成将空燃比(AFR)与AFR阈值进行比较；

·电子控制单元(ECU)被构造成在空燃比(AFR)小于AFR阈值时减少燃料或增大压缩机的速度；

·电子控制单元(ECU)被构造成在空燃比(AFR)大于AFR阈值时将后处理温度与后处理温度阈值进行比较；并且/或者

·车辆是包括电池组的混合动力电动机动车辆，并且发电机被构造成向电池组提供电力。