尿素溶液供给装置及车辆的制作方法

1.本实用新型属于车辆设备技术领域，具体涉及一种尿素溶液供给装置及具备该尿素溶液供给装置的车辆。


背景技术：

2.目前柴油机后处理包含scr(selective catalytic reduction的简写，选择性催化还原)系统，通过向车辆排气通道中喷射尿素水溶液，并通过使用排气的热量对尿素进行水解来生成氨，氨作为选择性催化还原装置的还原剂，实现减少柴油车尾气中氮氧化物，从而减少排气污染。然而，scr系统中尿素箱里的尿素溶液在-11℃容易结晶，所以在低温或寒冷的环境下需要对尿素溶液进行加热或保温。
3.现阶段当尿素箱温度低于-5℃，同时发动机冷却液温度达到55℃时，ecu打开冷却液电磁阀，热的冷却液流经尿素箱对尿素进行加热解冻。当车辆在寒冷地区使用时，启车前冷却液温度很低，需要热车一段时间才能到达55℃。在此情况下尿素无法解冻，造成整车排放差，导致尿素结晶故障率较高。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是至少解决低温环境下需热车一段时间后才能够对尿素进行解冻的问题。该目的是通过以下方式实现的：
5.本实用新型的第一方面提出了一种尿素溶液供给装置，所述尿素溶液供给装置包括：
6.尿素箱，所述尿素箱内形成有储液腔；
7.加热件，所述加热件设于所述储液腔；
8.尿素泵，所述尿素泵通过进液管与所述储液腔相连通，所述进液管的至少一部分为金属管，且所述金属管的外部套设有导电线圈；
9.电源，所述电源通过第一供电线路与所述加热件电连接，所述电源通过第二供电线路与所述导电线圈电连接。
10.根据本实用新型的尿素溶液供给装置，在储液腔的内部设置加热件，加热件通过第一供电线路与电源电连接，当电源通过第一供电线路向加热件进行供电时，加热件能够在电源作用下通电发热，从而对尿素箱内的尿素溶液直接进行加热，提高尿素溶液的温度，防止尿素箱和用于输送尿素溶液的管路内发生尿素结晶现象，且无需对车辆进行预热，同时，将进液管的至少一部分设置为金属管，并在金属管的外部套设有导电线圈，导电线圈通过第二供电线路与电源电连接，当电源通过第二供电线路向导电线圈进行供电时，导电线圈能够在电源作用下产生涡流磁场，金属管在涡流磁场的作用下进行发热，从而对进液管内的尿素溶液进行加热，进一步地提高尿素排放时的温度，从而有效地防止输送尿素的管路内发生结晶现象，保证车辆后处理过程的正常运行，减少车辆排放污染。
11.另外，根据本实用新型的尿素溶液供给装置，还可具有如下附加的技术特征：
12.在本实用新型的一些实施方式中，所述加热件包括线圈盘和金属导体，所述线圈盘通过所述第一供电线路与所述电源电连接，所述金属导体设于所述线圈盘上并用于切割所述线圈盘在通电状态下产生的磁感线。
13.在本实用新型的一些实施方式中，所述金属导体的数量为多个，任一个所述金属导体为封闭的环状结构，且多个环状结构的所述金属导体依次套设且间隔设置。
14.在本实用新型的一些实施方式中，所述加热件为电磁盘。
15.在本实用新型的一些实施方式中，所述加热件平铺于所述储液腔的底部。
16.在本实用新型的一些实施方式中，所述第一供电线路上设有第一执行器和第一逆变器，所述第一执行器用于控制所述第一供电线路的通断，所述第一逆变器用于将所述电源的直流电转换为交流电后输出。
17.在本实用新型的一些实施方式中，所述第二供电线路上设有第二执行器和第二逆变器，所述第二执行器用于控制所述第二供电线路的通断，所述第二逆变器用于将所述电源的直流电转换为交流电后输出。
18.在本实用新型的一些实施方式中，所述尿素溶液供给装置还包括尿素喷嘴，所述尿素喷嘴通过出液管与所述尿素泵的输出端相连。
19.在本实用新型的一些实施方式中，所述尿素溶液供给装置还包括温度传感器，所述温度传感器设于所述储液腔，用于检测所述储液腔的尿素溶液的温度。
20.本发明的另一方面还提出了一种车辆，所述车辆具有上述任一项所述的尿素溶液供给装置。
附图说明
21.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其它的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。其中：
22.图1为本实施方式的尿素溶液供给装置的整体结构示意图；
23.图2为图1中加热件的部分剖面结构示意图。
24.附图中各标号表示如下：
25.1：尿素溶液供给装置；
26.10：尿素箱、11：储液腔；
27.20：加热件、21：线圈盘、22：金属导体、23：第一引线、24：第二引线；
28.30：尿素泵、31：进液管、311：金属管、312：导电线圈、32：出液管、33：回液管；
29.40：电源；
30.50：第一供电线路、51：第一执行器、52：第一逆变器；
31.60：第二供电线路、61：第二执行器、62：第二逆变器；
32.70：尿素喷嘴；
33.80：温度传感器；
34.90：ecu。
具体实施方式
35.下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
36.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
37.尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
38.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在
……
下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
39.本实用新型提出了一种车辆，该车辆具有scr后处理系统。scr后处理系统包括依次顺序设于车辆发动机的排气管内的doc(氧化催化器，可以将废气中的no氧化为no2)、dpf(颗粒捕集器，依靠交替封堵载体孔进出口强迫气流通过多孔壁面实现颗粒的捕集)和scr(选择性催化氧化系统，在scr箱前喷射尿素生成nh3与废气中的nox反应，从而达到去除nox的目的)。通过在车辆内设置尿素溶液供给装置，并通尿素溶液供给装置想scr系统提供尿素溶液，可有效地减少车辆排气污染。
40.如图1所示，本实施方式的尿素溶液供给装置1包括尿素箱10、加热件20、尿素泵30和电源40。尿素箱10的内部形成有储液腔11，储液腔11内存储用于形成nh3的尿素溶液。尿素泵30通过进液管31与储液腔11相连通，具体地，进液管31与储液腔11的底部相连通，从而能够将储液腔11内的尿素溶液最大限度的泵出并参与到与废气中的nox的反应中。加热20件设于储液腔11，电源40设于储液腔11的外部并通过第一供电线路50与加热件20电连接。进液管31的至少一部分为金属管311，且金属管311的外部套设有导电线圈312，电源40通过第二供电线路60与导电线圈312电连接。
41.根据本实用新型的尿素溶液供给装置1，在储液腔11的内部设置加热件20，加热件20通过第一供电线路50与电源40电连接，当电源40通过第一供电线路50向加热件20进行供电时，加热件20能够在电源40的作用下通电发热，从而对尿素箱10内的尿素溶液直接进行加热，提高尿素溶液的温度，防止尿素箱10和用于输送尿素溶液的管路内发生尿素结晶现象，同时，将进液管31的至少一部分设置为金属管311，并在金属管311的外部套设有导电线圈312，导电线圈312通过第二供电线路60与电源40电连接，当电源40通过第二供电线路60向导电线圈312进行供电时，导电线圈312能够在电源40作用下产生涡流磁场，金属管311在涡流磁场的作用下进行发热，从而对进液管31内的尿素溶液进行加热，进一步地提高尿素溶液排放时的温度，从而有效地防止输送尿素的管路内发生结晶现象，保证车辆后处理过程的正常运行，减少车辆排放污染。
42.结合图1和图2所示，本实施方式的加热件20包括线圈盘21和金属导体22，线圈盘21通过第一供电线路50与电源40电连接，当第一供电线路50向线圈盘21进行供电时，线圈盘21能够产生涡流状的磁场。金属导体22设于线圈盘21上，并能够切割线圈盘21在通电状态下产生的磁感线，从而使金属导体22产生电流并发热，发热后的金属导体22能够对储液腔11内的尿素溶液进行均匀的加热，从而提高尿素箱10内尿素溶液的温度，有效地防止尿素箱10内尿素结晶现象的发生，且无需对车辆进行预热。相较于采用电阻丝的加热方式，本实施方式中采用金属导体22切割线圈盘21在通电状态下产生的磁感线，从而使金属导体22产生电流并发热，储液腔11内的温升更加均匀，防止储液腔11内局部温升过高，影响测量精度，同时，电源40产生的电流不直接作用于尿素溶液，而是通过金属导体22自身产生电流并加热尿素溶液，能量利用率高，可以实现电能与热能的充分转化，进一步地保证设备使用的安全性和可靠性。其中，第一供电线路50包括第一引线23和第二引线24，第一引线23用于连接电源40的正极和线圈盘21，第二引线24用于连接电源40的负极和线圈盘21，从而在电源40与线圈盘21之间形成电回路。电源40与导电线圈32间也通过两根引线相连接。
43.本实施方式中，线圈盘21在通电状态下，金属导体22与线圈盘21之间产生电涡流效应。电涡流效应是指置于变化磁场中的块状金属导体或在磁场中作为切割磁力线的块状金属导体，在此块状金属导体内将会产生涡流状的感应电流的现象。
44.进一步地，为了保证金属导体22更加均匀的切割磁感线，本实施方式的加热件20中包括多个金属导体22，任一个金属导体22均为封闭的环状结构，且多个环状结构的金属导体22依次套设且间隔设置。如图2所示，本实施方式中处于中间位置的金属导体22为实心的矩形环状结构，而套设于外部的金属导体22则为空心的环状结构。在本实施方式的其他示例中，金属导体22还可以为圆形或其他形状的环形结构。在本实施方式的其他示例中，加热件20还可以为电磁盘，如现有技术中电磁盘，直接置于储液腔11并用于对尿素溶液进行加热。
45.进一步地，如图1所示，本实施方式的加热件20平铺于储液腔11的底部，从而能够对储液腔11的尿素溶液进行更加均匀的加热。
46.进一步地，为了便于对加热件20的工作状态进行控制，本实施方式的第一供电线路50上设有第一执行器51和第一逆变器52。第一执行器51用于控制第一供电线路50的通断，第一逆变器52用于将电源40的直流电转换为交流电后输出。线圈盘21在交流电的作用下能够形成变化的磁场，从而使金属导体22相对于线圈盘21变化的磁感线相对运动，进而
切割磁感线并产生电流，从而使金属导体22自身温度升高，进而对储液腔11的尿素溶液进行加热，防止储液腔11内产生尿素结晶现象。其中，第一逆变器52可根据检测到的储液腔11的尿素溶液的温度调节第一供电线路50上的输出电流频率和大小，从而调节金属导体22的发热量，以使储液腔11的尿素溶液的温度快速达到目标值。
47.进一步地，为了便于对导电线圈312的工作状态进行控制，本实施方式的第二供电线路60上设有第二执行器61和第二逆变器62，第二执行器61用于控制第二供电线路60的通断，第二逆变器62用于将电源40的直流电转换为交流电后输出。导电线圈312在交流电的作用下能够形成变化的磁场，从而使金属管311相对于导电线圈312变化的磁感线相对运动，进而切割磁感线并产生电流，从而使金属管311自身温度升高，进而对进液管31内的尿素溶液进行加热，防止进液管31内产生尿素结晶现象。其中，第二逆变器62可调节第二供电线路60上的输出电流频率和大小，从而调节金属管311的发热量，以达到快速调节进液管31内尿素溶液的温度的目的。
48.进一步地，本实施方式的尿素溶液供给装置1还包括尿素喷嘴70，尿素喷嘴70通过出液管32与尿素泵30的输出端相连，通过尿素喷嘴70向scr的前端喷射尿素溶液，并形成nh3，从而与废气中的nox反应，从而达到去除nox的目的。本实施方式的尿素溶液供给装置1还包括回液管33，尿素泵30通过回液管33将尿素泵30以及出液管32中未排出的尿素溶液泵回至尿素箱10中，以备下次使用。
49.进一步地，本实施方式的尿素溶液供给装置1还包括温度传感器80，温度传感器80设于储液腔11，用于检测储液腔11的尿素溶液的温度。温度传感器80与车辆的ecu90相连，ecu90与第一执行器51和第二执行器52分别电连接，从而控制第一执行器51和第二执行器52的工作状态，从而可根据温度传感器80检测到的尿素溶液的温度，相应地控制加热件20和导电线圈312的工作状态，进而确保尿素溶液的温度。本实施方式的温度传感器80为液位温度传感器，在检测尿素溶液温度的同时还能够检测储液腔11的尿素溶液的液面高度，从而确保尿素溶液的充足，以保证后处理过程的顺利进行。
50.具体地，本实施方式的尿素溶液供给装置1在正常使用过程中，ecu90根据尿素箱10中的温度传感器80的检测结果判断尿素箱10内尿素溶液温度t与要求值t1(-5℃)的大小，若t＞t1(-5℃)，则表示无需对尿素箱10内的尿素溶液进行加热，第一执行器51切断第一供电线路50，尿素箱10内的加热件20不工作。若t≤t1(-5℃)，则控制第一执行器51使第一供电线路50导通，并使加热件20工作放热，直至t＞t1(-5℃)。
51.当t＞t1(-5℃)时，判断尿素溶液温度t与尿素溶液最佳工作温度t2的差值，若t-t2≥0，则第二执行器61控制切断第二供电线路60，导电线圈312不工作；若t-t2＜0，则控制第二执行器61使第二供电线路60导通，使金属管311通电发热，并根据t和t2的温差以及尿素喷射量等进行实时调节。
52.本实施方式的尿素溶液供给装置10，通过对尿素箱10内的尿素溶液温度和进液管31内的尿素溶液温度分别进行控制，可确保后处理过程中对尿素溶液温度的精确控制，并减少能量消耗。
53.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以
权利要求的保护范围为准。