[发明专利]一种利用内燃机冷却液能量加热制氢机水罐的装置及方法

说明书

技术领域

本发明提供一种利用内燃机冷却液能量加热制氢机水罐的装置及方法，具体内容涉及内燃机冷却液循环控制及制氢机加热系统循环水控制。

背景技术

向内燃机气缸中通入少量氢气改善传统内燃机的燃烧与排放性能已经被普遍认为是提高内燃机整体经济性及动力性的有效技术手段之一。但目前氢气基础设施建设并不完善，所以掺氢内燃机存在氢气加注困难的问题。近年来，通过车载制氢机随车电解水制氢为氢气的加注及随车储运提供了新的解决途径。但目前所使用的离子交换膜电解水制氢机必须采用去离子水作为电解质。去离子水的冰点为0摄氏度。在寒冷的冬季，环境温度通常会下降到0摄氏度以下。在这样的环境下，制氢机储水罐及离子交换膜中所存留的水极易结冰，从而破坏制氢机的储水及供水装置，并导致离子交换膜的失效。

发明内容

针对制氢机内去离子水在寒冷环境下容易结冰的问题，本本发明提供一种利用内燃机冷却液能量加热制氢机水罐的装置。本装置可以实现利用内燃机冷却液能量对制氢机水罐内所存储的去离子水进行加热及保温，并在去离子水温度过低时通过打开相应的控制电磁阀对制氢机水罐及制氢机进行放水操作，从而保证制氢机供水系统及离子交换膜在寒冷环境下的正常使用。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。在保留汽车上原有的水箱1、水箱出水管3、水箱进水管6、内燃机11，及制氢机水罐14、制氢机供水管路16及制氢机17的基础上，加装了一套冷却液循环装置。

所述的冷却循环装置包括：连接在水箱出水管3与加热器13的出水口之间的加热器出水管4，连接在水箱进水管6与加热器13的进水口之间的加热器进水管8；连接在水箱出水管3及水箱进水管6上的水箱出口电磁阀2及水箱入口电磁阀7，安装在水箱进水管6上的水箱进水管温度传感器10，连接在加热器出水管4及加热器进水管8上的加热器出水管电磁阀5及加热器进水管电磁阀9，覆盖在制氢机水罐14外部的加热器13，连接在加热器13上的加热器温度传感器15，安装在制氢机水罐14内的水罐温度传感器18；连接在制氢机供水管路16上的放水管20，安装在放水管20上的放水电磁阀19。

电子控制单元12通过屏蔽电缆分别与水管温度传感器10、加热器温度传感器15及水罐温度传感器18相连接，获得水箱进水管温度传感器信号c、加热器温度传感器信号h及水罐温度传感器信号i；

电子控制单元12通过屏蔽电缆分别与水箱出口电磁阀2、水箱入口电磁阀7、加热器出水管电磁阀5、加热器进水管电磁阀9及放水电磁阀19相连接，通过发出水箱出口电磁阀控制信号a、水箱入口电磁阀控制信号b、加热器出水管电磁阀控制信号d、加热器进水管电磁阀控制信号e、放水电磁阀控制信号g控制水箱出口电磁阀2、水箱入口电磁阀7、加热器出水管电磁阀5、加热器进水管电磁阀9及放水电磁阀19的开启和关闭。

所述的加热器13外壳由保温材料制成。

所述的制氢机供水管路16由保温材料制成。

所述的制氢机供水管路16长度不大于30厘米。

所述的制氢机供水管路16一端应连接在制氢机水罐14的底端。

所述的放水管20的长度不大于30厘米。

所述的放水电磁阀20的安装位置在高度上应低于制氢机水罐14的底端，且低于制氢机17的底端。

本发明中利用内燃机冷却液能量加热制氢机水罐装置的运行方式如下：

电子控制单元12首先检测水罐温度传感器信号i，当制氢机水罐14内去离子水的温度大于5摄氏度时，电控单元12通过发出水箱出口电磁阀控制信号a及水箱入口电磁阀控制信号b打开水箱出口电磁阀2及水箱入口电磁阀7；同时，电子控制单元12通过发出加热器出水管电磁阀控制信号d、加热器进水管电磁阀控制信号e及放水电磁阀控制信号g分别关闭加热器出水管电磁阀5、加热器进水管电磁阀9及放水电磁阀20，使内燃机冷却液循环系统按原机模式运行，由于制氢机水罐14内去离子水温度大于5摄氏度，因而制氢机水罐14内去离子水不会结冰。