[发明专利]向电加热催化剂供能的功率系统和方法

说明书

技术领域

本发明示例性的实施例涉及一种向车辆中的电加热催化剂供能的功率系统和方法。

背景技术

内燃动力的车辆的排气系统中使用电加热催化剂。由12伏特的机动车辆电池向电加热催化剂提供能量。除此之外，车辆电力系统包括发电机，其向电池和机动车辆上的电气负载以及电加热催化剂提供电压。为了将电加热催化剂加热到工作温度，需要高的功率水平。如果只从车辆电池向电加热催化剂供能，那么加热催化剂所需的相对高的电流水平可能会导致电池操作寿命的减少。除此以外，如果车辆电池为了加热电加热催化剂而在一段时间内处于脱线状态(即，暂时与发电机断开连接)，与车辆电池连接的车辆负载将显著降低电池中的储能。

发明内容

在本发明一示例性的实施例中，提供了一种向电加热催化剂供能的功率系统。电加热催化剂设置于氧化催化剂的上游。该功率系统包括，配置为输出第一电压的第一电池以及配置为输出第二电压的第二电池。该功率系统还包括联接在第一电池和第二电池之间的开关设备。该开关设备具有第一操作状态，使得第一电池和第二电池彼此串联联接，该开关设备还具有第二操作状态，使得第一电池和第二电池彼此并联联接。该功率系统还包括联接到第一电池的发电机，当开关设备处于第二操作状态时，发电机向第一电池提供第三电压，为第一电池和第二电池充电，同时将第三电压提供给电加热催化剂，使电加热催化剂加热氧化催化剂上游的排气。

在本发明另一示例性的实施例中，提供了一种向电加热催化剂供能的方法。电加热催化剂设置于氧化催化剂的上游。该方法包括，利用控制器产生第一信号，促使开关设备从第一电池和第二电池彼此并联联接的第一操作状态转变为第一电池和第二电池彼此串联联接的第二操作状态。该方法还包括，在第一电池和第二电池彼此串联连接时，由发电机向第一电池提供电压，用以向第一电池和第二电池充电，并将该电压提供给电加热催化剂，促使电加热催化剂加热氧化催化剂上游的排气。

此外，本发明还包括如下技术方案。

1.一种向电加热催化剂供能的功率系统，电加热催化剂设置于氧化催化剂的上游，该功率系统包括：

配置为输出第一电压的第一电池；

配置为输出第二电压的第二电池；

联接在第一电池和第二电池之间的开关设备，该开关设备具有第一操作状态，使得第一电池和第二电池彼此串联联接，该开关设备还具有第二操作状态，使得第一电池和第二电池彼此并联联接；以及

联接到第一电池的发电机，当开关设备处于第二操作状态时，发电机向第一电池提供第三电压，为第一电池和第二电池充电，并且将第三电压提供给电加热催化剂，使电加热催化剂加热氧化催化剂上游的排气。

2.如技术方案1所述的功率系统，其中第三电压与第一电压和第二电压的和大致相等。

3.如技术方案1所述的功率系统，还包括与开关设备可操作地通信的控制器，该控制器配置为产生第一信号，促使开关设备处于第一操作状态，该控制器进一步配置为产生第二信号，促使开关设备处于第二操作状态。

4.如技术方案3所述的功率系统，还包括靠近电加热催化剂设置的温度传感器，该温度传感器配置为产生指示排气的温度水平的温度信号。

5.如技术方案4所述的功率系统，其中该控制器进一步配置为当排气的温度水平小于第一温度阈值时产生第二信号，促使开关设备处于第二操作状态。

6.如技术方案5所述的功率系统，其中该控制器进一步配置为当排气的温度水平大于第一温度阈值时产生第一信号，促使开关设备处于第一操作状态。

7.如技术方案1所述的功率系统，其中该开关设备包括具有第一开关和第二开关的双刀双掷继电器设备。

8.如技术方案7所述的功率系统，其中第一电池具有第一正极端子和第一负极端子，第二电池具有第二正极端子和第二负极端子，当开关设备处于第二操作状态时，第一开关串联地电联接在第一电池的第一正极端子和电加热催化剂之间，第二开关串联地电联接在第一电池的第一负极端子和第二电池的第二正极端子之间。

9.如技术方案8所述的功率系统，其中当开关设备处于第一操作状态时，第一开关串联地电联接在第一电池的第一正极端子和第二电池的第二正极端子之间，第二开关串联地电联接在第一电池的第一负极端子和第二电池的第二负极端子之间。

10.如技术方案1所述的功率系统，其中第一电压和第二电压为12伏特，第三电压为24伏特。

11.一种向电加热催化剂供能的方法，该电加热催化剂设置在氧化催化剂的上游，所述方法包括：