[发明专利]具有废热回收的电加热催化剂

说明书

技术领域

本公开涉及废热回收系统，并且更具体来说，涉及应用于车辆的排气系统的废热回收系统。

背景技术

本文所提供的背景技术描述的目的在于从总体上介绍本发明的背景。当前提及的发明人的工作——以在此背景技术部分中所描述的为限——以及在提交时否则可能不构成现有技术的该描述的各方面，既不明示地也不默示地被承认为是针对本公开的现有技术。。

废热回收系统可以应用于车辆的排气系统，以便回收否则会从排气系统排放出的能量。废热回收系统可以将从排气系统获得的热能转化成电能，电能随后可以用来操作车辆的电气部件和/或马达。

废热回收系统可以包括例如冷却液通过其中的热交换器或盘管。盘管可以位于排气系统内并且从排气系统接收热能。冷却液随后通过扩张器，在扩张器处冷却液内的热能可以被转化成机械能。冷却液在再次循环通过热交换器之前被泵送通过冷凝器并由冷凝器进一步冷却。

除了具有热交换器之外，排气系统还可以包括催化转化器。催化转化器可以位于例如热交换器的上游，并且用以减少内燃机（ICE）的排放物。例如，三元催化转化器减少排气系统内的氮氧化物、一氧化碳以及碳氢化合物。三元催化转化器将氮氧化物转化为氮气和氧气，将一氧化碳转化为二氧化碳，并且氧化未燃烧的碳氢化合物（HC）从而产生二氧化碳和水。

催化转化器通常开始起作用的平均催化剂熄灯温度是近似200℃至350℃。因此，在ICE的冷启动时发生的暖机时间过程中，催化转化器并不起作用或者提供最少的排放物还原。在发动机冷启动过程中，排气系统温度低于催化剂熄灯温度。在暖机时间过程中，HC排放物可能未由催化转化器有效地处理。

发明内容

提供一种催化转化器，并且其包括入口端、出口端和催化剂主体。入口端被配置成接收来自发动机的废气。出口端被配置成输出废气。催化剂主体包括设置于入口端与出口端之间的分隔构件。催化剂主体包括排气通道和流体通道。排气通道被配置成将废气从入口端引导至出口端。流体通道被配置成接收来自废热回收回路的流体并且将流体返回到该废热回收回路。排气通道中的每一个和流体通道中的每一个包括分隔构件中的对应分隔构件。

在其他特征中，提供一种催化转化器，并且其包括入口端、出口端、催化剂主体以及电极。入口端被配置成接收来自发动机的废气。出口端被配置成输出废气。催化剂主体设置于入口端与出口端之间。催化剂主体包括排气通道和流体通道。排气通道被配置成将废气从入口端引导至出口端。流体通道被配置成接收来自废热回收回路的流体并且将流体返回到该废热回收回路。电极连接到催化剂主体并且使电流通过催化剂主体。

本发明特别包括以下方案：

方案1. 一种催化转化器，包括：

配置成接收来自发动机的废气的入口端；

配置成输出废气的出口端；以及

催化剂主体，其包括分隔构件并且设置于所述入口端与所述出口端之间，其中催化剂主体包括：

     配置成将所述废气从所述入口端引导至所述出口端的多个排气通道；以及

     配置成接收来自废热回收回路的流体并且将所述流体返回到所述废热回收回路的多个流体通道，

     其中所述多个排气通道中的每一个和所述多个流体通道中的每一个包括相应的多个所述分隔构件。

方案2. 如方案1所述的催化转化器，其中所述分隔构件的至少部分形成所述多个排气通道和所述多个流体通道的壁。

方案3. 如方案1所述的催化转化器，其中所述多个流体通道从所述入口端延伸到所述出口端并且与所述多个排气通道平行延伸。

方案4. 如方案1所述的催化转化器，其中所述多个流体通道与所述分隔构件和所述多个排气通道相邻延伸并且从其接收热能。

方案5. 如方案1所述的催化转化器，其中：

所述多个流体通道包括通道对；以及

所述通道对中的每一个包括接收通道和返回通道。

方案6. 如方案5所述的催化转化器，其中所述接收通道和所述返回通道被连接以提供单个通道。

方案7. 如方案5所述的催化转化器，进一步包括端塞，其中所述端塞中的每一个在入口端处阻塞所述接收通道中的相应一个接收通道和所述返回通道中的相应的一个返回通道使其不能接收废气。

方案8. 如方案1所述的催化转化器，进一步包括端塞，其中所述端塞中的每一个阻塞所述多个流体通道中的至少一个。