混合动力汽车气态燃油蒸发冷凝回收系统及控制方法与流程

1.本发明涉及一种混合动力汽车，特别涉及一种油电混合动力汽车气态燃油回收系统及控制方法，属于汽车环保技术领域。


背景技术：

2.新能源汽车主要包括混合动力电动汽车(hev/phev)、纯电动汽车(bev)和太阳能汽车，发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。新能源汽车已成为全球汽车产业转型发展的主要方向和促进世界经济持续增长的重要引擎。混合动力汽车作为解决环境污染和能源短缺的产物，对比传统汽车，汽车油耗与排放污染物大大降低，但燃油蒸发排放的问题依然突出。油电混合动力汽车由于长时间依靠电机驱动，油箱中产生的大量燃油蒸汽流入活性碳罐，造成活性碳罐极易饱和，未被活性碳罐吸收的燃气态燃油体直接排放到大气中。另外，在加油时，燃油蒸汽由于气相空间变化会突破活性碳罐造成环境污染与能源浪费。2016年颁布的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》对汽车燃油蒸发控制技术提出了更高的要求。因此，研发出一种油电混合动力汽车的气态燃油回收系统及控制方法是汽车产业面临的重要课题。
3.中国专利cn111336040b公开了一种混合动力汽车车载气态燃油回收系统及控制方法，使用半导体制冷器对燃油蒸汽进行冷凝，促使燃油蒸汽冷凝为液态燃油，但半导体制冷器需长时间工作消耗大量电能且制冷效率低，达不到理想的冷凝回收效率。
4.中国专利cn109899184a公开了一种汽车燃油气态燃油蒸发回收装置及其控制方法，使用至少两组相互并联的吸附组件对燃油蒸汽进行吸附，通过碳氢传感器来决定单个活性碳罐的吸附与脱附，但这种方案需要增加活性碳罐的数量，占据大量空间，不利于实际应用。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种油电混合动力汽车气态燃油蒸发冷凝回收系统及控制方法，有效解决油电混合动力汽车的制冷设备长时间工作消耗大量能量、燃气态燃油体液化效率低的问题。
6.本发明通过以下技术方案予以实现：
7.一种混合动力汽车气态燃油蒸发冷凝回收系统，包括油箱、活性碳罐、气压泵、冷凝装置、数个电控二通阀和数个电控三通阀，所述冷凝装置包括冷凝容器、冷冻机、冷量控制阀和控制器，所述油箱内设有压力传感器；直立的冷凝容器包括双层壳体和冷凝管，螺旋形的冷凝管位于冷凝容器上部中，冷凝充填颗粒充填在冷凝容器上部中且包围冷凝管四周，双层壳体上端通过电控通大气阀与大气相通；冷凝管上端伸出双层壳体后通过第一上连接管依次与气压泵、第一电控三通阀和发动机进气歧管相连，冷凝管下端敞开；活性碳罐包括主碳腔和副碳腔两个独立的腔室，主碳腔容积大于副碳腔容积；冷凝管上端的旁通管通过泄压阀与油箱上侧相连，冷凝容器的底部连接管通过油液回流阀与油箱上侧相连；冷
凝容器顶端的第二上连接管分成两路，一路依次通过第二电控三通阀、主碳腔电控二通阀与主碳腔相连，另一路依次通过第三电控三通阀、副碳腔电控二通阀与副碳腔相连；第一电控三通阀与第二电控三通阀通过连接管相连；空滤器的输出管分成两路，一路通向主碳腔，另一路通过第四电控三通阀通向副碳腔；冷冻机的输出端通过冷量调节阀与冷凝容器下部相连；控制器与各电控二通阀、电控三通阀、气压泵控制端、各压力传感器和各温度传感器电连接。
8.本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
9.进一步的，所述双层壳体的上部为锥台壳体下部为半球壳体，所述锥台壳体和半球壳体的连接处设有多孔水平隔板，冷凝管下端端口与所述多孔水平隔板端面的距离h＝2-3cm；双层壳体的外层壳体内侧固设一层真空隔热板，外层壳体和内层壳体之间注有作为相变材料的15％nacl溶液；所述半球壳体作为冷凝液态燃油集液腔，液位传感器设置在半球壳体下部内，第一温度传感器和第二温度传感器上下对角设置在锥台壳体内。
10.进一步的，主碳腔内设有间隔排列的数块主碳腔多孔垂直隔板，副碳腔位于活性碳罐的一角内，主碳腔与副碳腔的容积比为4：1，第一碳氢传感器设置在副碳腔下部内，第二碳氢传感器设置在主碳腔下部内。
11.进一步的，所述多孔水平隔板设有多个直径为1.4～1.6毫米的水平通孔。所述多孔垂直隔板设有多个直径为1.8～2.2毫米的垂直通孔。
12.进一步的，副碳腔内垂直方向中部设有水平隔板，所述水平隔板外端端头与副碳腔腔壁距离h1＝1.8～2.2毫米；
13.进一步的，所述冷凝充填颗粒的材质为铜或铝。
14.一种油电混合动力汽车气态燃油蒸发冷凝回收系统的控制方法，包括以下不同工况的对应步骤：
15.首先在控制器中分别预设以下参数：油箱最高压力p
high
和油箱最低压力p
low
，冷凝容器最高温度t
hig
和冷凝容器最低温度t
low
，然后按a泄压、b脱附、c边泄压边脱附不同工况的对应步骤分别进行；
16.a泄压
17.a1)油箱内的压力传感器检测到油箱压力高于油箱最高压力p
high
时，控制器指令开启泄压阀、冷冻机和电控通大气阀，油箱中的气态燃油依次经泄压阀、旁通管和第一上连接管进入冷凝容器的冷凝管中，冷凝出的液态燃油从冷凝管下端端口流出后穿过多孔水平隔板流入冷凝容器下端的集液腔中；
18.a2)控制器指令导通第二电控三通阀的相应端口和主碳腔电控二通阀，冷凝容器中未被冷凝的气态燃油依次通过第二上连接管、第二电控三通阀和主碳腔电控二通阀进入活性碳罐的主碳腔进行吸附；
19.a3)当压力传感器检测到油箱压力低于预设值p
low
时，泄压阀关闭；泄压过程中，通过第一温度传感器和第二温度传感器检测冷凝容器温度，当冷凝容器温度低于冷凝容器最低温度t
low
时，控制器指令冷冻机停机，电控通大气阀关闭；此时通过15％nacl溶液的相变材料为冷凝容器提供冷量；当冷凝容器温度高于冷凝容器最高温度t
high
时，控制器指令开启冷冻机和电控通大气阀，如此往复循环；
20.a4)泄压阀关闭后，通过第一温度传感器与第二温度传感器检测冷凝容器温度，相
变材料若仍具有冷量且第一碳氢传感器检测到副碳腔处于空载或10％～20％容积的低负荷状态时，控制器指令启动气压泵和电控通大气阀，同时指令导通第一电控三通阀、第二电控三通阀和第三电控三通阀的相应端口，以及主碳腔电控二通阀和副碳腔电控二通阀，将主碳腔内经过脱附处理的气态燃油依次通过主碳腔电控二通阀、第二电控三通阀、第一电控三通阀、气压泵和第一上连接管进入冷凝容器上部的冷凝管中吸附冷凝，冷凝的液态燃油流向集液腔；未被冷凝的气态燃油依次通过第二上连接管、第三电控三通阀、副碳腔电控二通阀进入副碳腔中吸附；当相变材料的冷量消耗完或相变材料具有冷量且副碳腔处于空载或10％～20％容积的低负荷状态时，泄压过程结束，控制器指令开启油液回流阀，集油腔中的液态燃油流回油箱；
21.b脱附
22.b1)当第二碳氢传感器检测到主碳腔处于饱和状态且同时第一碳氢传感器检测到副碳腔处于空载或10％～20％容积的低负荷状态时，则控制器指令开启气压泵、冷冻机和电控通大气阀，重复步骤a2)，完成进入主碳腔内气态燃油的吸附；
23.b2)重复步骤a3)中通过第一温度传感器和第二温度传感器检测冷凝容器温度后的过程，当主碳腔中燃油吸附量达到75％时，控制器指令冷冻机停机，电控通大气阀关闭；通过第一温度传感器和第二温度传感器检测冷凝容器温度，从而判定相变材料若是否仍具有冷量，若仍具有冷量，则重复步骤a2)过程继续吸附进入主碳腔的气态燃油；直至相变材料的冷量释放完毕，若判定相变材料无冷量，整个脱附冷凝过程结束；控制器指令开启油液回流阀，冷凝容器下部集油腔中的液态燃油流回油箱；
24.b3)当第一碳氢传感器与第二碳氢传感器检测到主碳腔与副碳腔均饱和时，此时启动发动机，同时控制器指令开启各电控三通阀、主碳腔电控二通阀和副碳腔电控二通阀，利用发动机进气歧管真空使空气经空滤器过滤后经过输出管进入主碳腔，还经过第四电控三通阀进入副碳腔，对主碳腔与副碳腔内的气态燃油进行冲洗脱附，然后分别通过主碳腔电控二通阀和副碳腔电控二通阀、再依次通过第三电控三通阀、第二电控三通阀和第一电控三通阀相应端口，最后通过发动机进气歧管进入发动机；
25.c边泄压边脱附
26.c1)发动机工作时，重复a1)步骤过程进行泄压，同时控制器指令开启各电控三通阀、主碳腔电控二通阀和副碳腔电控二通阀，利用发动机进气歧管真空使空气经空滤器过滤后分别进入主碳腔和副碳腔，对主碳腔与副碳腔内的气态燃油进行冲洗脱附，然后主碳腔的气态燃油依次通过主碳腔电控二通阀、第二电控三通阀和第一电控三通阀相应端口，再通过发动机进气歧管进入发动机；副碳腔的气态燃油依次通过副碳腔电控二通阀、第三电控三通阀和主碳腔的气态燃油并成一路通过发动机进气歧管进入发动机；冷凝容器内未冷凝的气态燃油依次通过第二上连接管、第三电控三通阀相应端口进入副碳腔吸附；
27.c2)通过第一温度传感器和第二温度传感器检测冷凝容器温度，当温度值低于冷凝容器最低温度t
low
时，控制器指令冷冻机停机，电控通大气阀关闭；此时由相变材料为冷凝容器提供冷量；当温度高于冷凝容器最高温度t
high
时，控制器指令冷冻机开机并开启电控通大气阀，以此往复循环；
28.c3)当主碳腔吸附量小于主碳腔最大吸附量20％时，控制器指令冷冻机停机，电控通大气阀关闭，发动机亦停止工作，汽车转为电机驱动；此时，通过第一温度传感器与第二
温度传感器检测冷凝容器温度，若控制器判定相变材料仍具有冷量，则控制器指令开启气压泵、冷冻机和电控通大气阀，冷凝容器内的气态燃油依次通过第二上连接管、第三电控三通阀的相应端口、副碳腔电控二通阀进入副碳腔进行吸附；主碳腔内吸附处理后的气态燃油依次通过主碳腔电控二通阀、第二电控三通阀的相应端口、第一电控三通阀的相应端口、气压泵、第一上连接管进入冷凝容器内冷凝成液态燃油，直至冷凝容器的冷量释放完毕，若冷凝容器双层壳体中的相变材料的冷量释放结束，则泄压脱附过程结束，控制器指令开启油液回流阀，冷凝容器下部集油腔中的液态燃油流回油箱。
29.本发明的冷凝容器采用双层壳体内注有作为相变材料的15％nacl溶液，以及将冷凝充填颗粒充填在冷凝容器上部中且包围冷凝管的结构，通过相变材料与冷冻机的交替冷却作用，实现了油箱蒸发气态燃油的可靠冷凝回收，解决了制冷设备长时间工作能耗大、气态燃油液化效率低的问题。在发动机不工作时，降低活性碳罐饱和度，从而减少因活性碳罐饱和而强制启动发动机次数以及发动机工作时长。活性碳罐采用两个互不相通且容积不同的腔室结构，主碳腔或副碳腔的吸附口与脱附口合二为一，在油箱泄压管路处并联气压泵，发动机不工作时，降低活性碳罐饱和度，延长了活性碳罐的使用寿命，减少因活性碳罐饱和而强制启动发动机次数，缩短了发动机工作时长。油箱蒸发的气态燃油通过管道和各电控阀、气压泵在密闭冷凝容器和活性碳罐之间流动而不会外逸，本发明的控制方法采用泄压、脱附、边泄压边脱附三种不同的工况，提高了冷凝效率，降低制冷能量的损耗，达到节约资源保护大气环境的目的。
30.本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
31.图1为本发明的气态燃油回收系统示意图；
32.图2是图1的ⅰ部放大图；
33.图3是图1的ⅱ部放大图；
34.图4为本发明泄压过程中步骤a1)～a3)的气态燃油、冷量、液态燃油、空气流动示意图；
35.图5为本发明泄压过程中步骤a4)的气态燃油、冷量、液态燃油、空气流动示意图；
36.图6为本发明脱附过程中步骤b1)～b3)的气态燃油、冷量、液态燃油、空气流动示意图；
37.图7为本发明边泄压边脱附过程中步骤c1)～c3)的气态燃油、冷量、液态燃油、空气流动示意图。
具体实施方式
38.下面结合附图和的实施例对本发明作进一步说明。
39.在本发明的描述中，“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位。
40.如图1～图3所示，本实施例包括油箱1、活性碳罐2、气压泵3、冷凝装置4、数个电控
二通阀和4个电控三通阀，冷凝装置4包括冷凝容器41、冷冻机43和冷量控制阀431(电控二通阀)及控制器44。
41.油箱1内设有压力传感器11，直立的冷凝容器41包括双层壳体411和冷凝管412，螺旋形的冷凝管412位于冷凝容器41上部中，冷凝充填颗粒413充填在冷凝容器41上部中且包围冷凝管412的四周，其材质为铜或铝，具有良好的导冷功能。双层壳体411上端通过电控通大气阀414(电控二通阀)与大气相通。冷凝管412上端伸出双层壳体411后通过第一上连接管415依次与气压泵3、第一电控三通阀5和发动机进气歧管101相连，冷凝管412下端敞开。
42.活性碳罐2包括主碳腔21和副碳腔22两个独立的腔室，主碳腔21容积大于副碳腔22容积；冷凝管412上端的旁通管416通过泄压阀417(电控二通阀)与油箱1上侧相连，冷凝容器41的底部连接管418通过油液回流阀419(电控二通阀)与油箱1上侧相连。
43.冷凝容器41顶端的第二上连接管420分成两路，一路依次通过第二电控三通阀6、主碳腔电控二通阀211与活性碳罐2的主碳腔21相连，另一路依次通过第三电控三通阀7、副碳腔电控二通阀42与副碳腔22相连。第一电控三通阀5与第二电控三通阀6通过连接管61相连。空滤器9的输出管91分成两路，一路通向主碳腔21，另一路通过第四电控三通阀8通向副碳腔22。冷冻机43的输出端通过冷量调节阀431(电控二通阀)与冷凝容器41下部相连，控制器44与各电控二通阀、电控三通阀、气压泵3的控制端、各压力传感器和各温度传感器电连接。
44.双层壳体411的上部为锥台壳体421下部为半球壳体422，锥台壳体421和半球壳体422的连接处设有多孔水平隔板423，冷凝管412下端端口与所述多孔水平隔板423端面的距离h＝2-3cm，便于冷凝后的液态燃油通过多孔水平隔板423流入冷凝容器41下端的集液腔中。双层壳体411的外层壳体4111内侧固设一层真空隔热板4113，利用真空材料的内部真空阻隔对流来隔热。外层壳体4111和内层壳体4112之间注有作为相变材料的15％nacl溶液4114。半球壳体422作为冷凝液态燃油集液腔，液位传感器424设置在半球壳体422下部内，第一温度传感器425和第二温度传感器426上下对角设置在锥台壳体421内。本实施例的多孔水平隔板423设有多个直径为1.5毫米的水平通孔4231。
45.主碳腔21内设有间隔排列的3块多孔垂直隔板212，将主碳腔21分成4个互通的腔室，本实施例的多孔垂直隔板212设有多个直径为2.0毫米的垂直通孔2121，主碳腔21采用多腔室的结构，延长了气态燃油在主碳腔21内的流动路径，以达到更好的吸附效果。副碳腔22位于活性碳罐2的左下角内，副碳腔22内垂直方向中部设有水平隔板221，本实施例的水平隔板221外端端头与副碳腔22的腔壁距离h1＝2.0毫米，亦是为了延长气态燃油在副碳腔22内的流动路径。主碳腔21与副碳腔22的容积比为4：1，第一碳氢传感器23设置在副碳腔22的左下角内，第二碳氢传感器24设置在主碳腔22的右下角内。
46.一种油电混合动力汽车气态燃油蒸发冷凝回收系统的控制方法，包括以下不同工况的对应步骤：
47.首先在控制器中分别预设以下参数：油箱最高压力p
high
和油箱最低压力p
low
，冷凝容器最高温度t
hig
和冷凝容器最低温度t
low
，然后按a泄压、b脱附、c边泄压边脱附不同工况的对应步骤分别进行；
48.a泄压
49.如图4所示，a1)油箱1内的压力传感器11检测到油箱压力高于油箱最高压力p
high
时，控制器4指令开启泄压阀417、冷冻机43和电控通大气阀414，油箱1中的气态燃油如箭头所指方向，依次经泄压阀417、旁通管416和第一上连接管415进入冷凝容器41的冷凝管412中，冷凝出的液态燃油从冷凝管412下端端口流出后穿过多孔水平隔板423流入冷凝容器41下端的集液腔中。
50.a2)控制器4指令导通第二电控三通阀第一端611和第二电控三通阀第三端612，以及主碳腔电控二通阀211，冷凝容器4中未被冷凝的气态燃油依次通过第二上连接管420、第二电控三通阀6和主碳腔电控二通阀211进入活性碳罐2的主碳腔21进行吸附。
51.a3)当压力传感器11检测到油箱1的压力低于预设值p
low
时，泄压阀417关闭。泄压过程中，通过第一温度传感器425和第二温度传感器426检测冷凝容器4的温度，当冷凝容器4的温度低于冷凝容器最低温度t
low
时，控制器44指令冷冻机43停机，电控通大气阀414关闭。此时通过15％nacl溶液的相变材料4113为冷凝容器4提供冷量。当冷凝容器4温度高于冷凝容器最高温度t
high
时，控制器44指令开启冷冻机43和电控通大气阀414，如此往复循环。
52.a4)如图5所示，泄压阀417关闭后，通过第一温度传感器425与第二温度传感器426检测冷凝容器4的温度，相变材料4114若仍具有冷量且第一碳氢传感器23检测到副碳腔22处于空载或10％～20％容积的低负荷状态时，控制器44指令启动气压泵3和电控通大气阀414，同时指令导通第一电控三通阀第二端512和第一电控三通阀第三端513，第二电控三通阀第二端612和第二电控三通阀第三端613，第三电控三通阀第二端712和第三电控三通阀第三端713，以及主碳腔电控二通阀211和副碳腔电控二通阀42，将主碳腔21内经过脱附处理的气态燃油依次通过主碳腔电控二通阀211、第二电控三通阀6、第一电控三通阀5、气压泵3和第一上连接管415进入冷凝容器4上部的冷凝管412中吸附冷凝，冷凝的液态燃油流向集液腔。未被冷凝的气态燃油依次通过第二上连接管420、第三电控三通阀7、副碳腔电控二通阀42进入副碳腔22中吸附。当相变材料4114的冷量消耗完或相变材料4114具有冷量且副碳腔22处于空载或10％～20％容积的低负荷状态时，泄压过程结束，控制器44指令开启油液回流阀419，集油腔中的液态燃油流回油箱1。
53.b脱附
54.b1)如图6所示，当第二碳氢传感器24检测到主碳腔21处于饱和状态且同时第一碳氢传感器23检测到副碳腔22处于空载或10％～20％容积的低负荷状态时，则控制器44指令开启气压泵3、冷冻机43和电控通大气阀414，重复步骤a2),完成进入主碳腔21内气态燃油的吸附。
55.b2)重复步骤a3)中通过第一温度传感器425和第二温度传感器426检测冷凝容器41温度后的过程，当主碳腔21中燃油吸附量达到75％时，控制器44指令冷冻机43停机，电控通大气阀431关闭。通过第一温度传感器425和第二温度传感器426检测冷凝容器41温度，从而判定相变材料4114是否仍具有冷量，若仍具有冷量，则重复步骤a2)过程继续吸附进入主碳腔41的气态燃油。直至相变材料4114的冷量释放完毕，若判定相变材料4114无冷量，整个脱附冷凝过程结束。控制器44指令开启油液回流阀419，冷凝容器41下部集油腔中的液态燃油流回油箱1。
56.b3)当第一碳氢传感器23与第二碳氢传感器24检测到主碳腔21与副碳腔22均饱和时，此时启动发动机10，同时控制器44指令开启各电控三通阀、主碳腔电控二通阀211和副
碳腔电控二通阀42，利用发动机进气歧管101真空使空气经空滤器9过滤后经过输出管91进入主碳腔21，还经过第四电控三通阀第三端813和第四电控三通阀第一端811进入副碳腔22，对主碳腔21与副碳腔22内的气态燃油进行冲洗脱附，然后分别通过主碳腔电控二通阀211和副碳腔电控二通阀42、再依次通过第三电控三通阀7、第二电控三通阀6和第一电控三通阀5的相应端口，最后通过发动机进气歧管101进入发动机10。
57.c边泄压边脱附
58.c1)如图7所示，发动机10工作时，重复a1)步骤过程进行泄压。同时控制器44指令开启各电控三通阀、主碳腔电控二通阀211和副碳腔电控二通阀42，利用发动机进气歧管101真空使空气经空滤器9过滤后分别进入主碳腔21和副碳腔22，对主碳腔21与副碳腔22内的气态燃油进行冲洗脱附，然后主碳腔21的气态燃油依次通过主碳腔电控二通阀211、第二电控三通阀6和第一电控三通阀5相应端口，再通过发动机进气歧管101进入发动机10。副碳腔22的气态燃油依次通过副碳腔电控二通阀42、第三电控三通阀7和主碳腔21的气态燃油并成一路通过发动机进气歧管101进入发动机10。冷凝容器41内未冷凝的燃气态燃油依次通过第二上连接管420、第三电控三通阀7相应端口进入副碳腔22吸附。
59.c2)通过第一温度传感器425和第二温度传感器426检测冷凝容器41温度，当温度值低于冷凝容器最低温度t
low
时，控制器44指令冷冻机43停机，电控通大气阀414关闭。此时由相变材料4114为冷凝容器41提供冷量。当温度高于冷凝容器最高温度t
high
时，控制器44指令冷冻机43开机并开启电控通大气阀414，以此往复循环。
60.c3)当主碳腔吸附量小于主碳腔最大吸附量20％时，控制器44指令冷冻机43停机，电控通大气阀414关闭，发动机10亦停止工作，汽车转为电机驱动。此时，通过第一温度传感器425与第二温度传感器426检测冷凝容器41温度，若控制器44判定相变材料4114仍具有冷量，则控制器44指令开启气压泵3、冷冻机43和电控通大气阀414，冷凝容器41内的气态燃油依次通过第二上连接管420、第三电控三通阀7的相应端口、副碳腔电控二通阀42进入副碳腔22进行吸附。主碳腔21内吸附处理后的气态燃油依次通过主碳腔电控二通阀211、第二电控三通阀6的相应端口、第一电控三通阀5的相应端口、气压泵3、第一上连接管415进入冷凝容器41内冷凝成液态燃油，直至冷凝容器41的冷量释放完毕，若冷凝容器41的双层壳体411中的相变材料4114的冷量释放结束，则泄压脱附过程结束，控制器44指令开启油液回流阀419，冷凝容器下部集油腔中的液态燃油流回油箱1。
61.除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种混合动力汽车气态燃油蒸发冷凝回收系统，包括油箱、活性碳罐、气压泵及控制器，所述油箱内设有压力传感器；其特征在于，还包括冷凝装置、数个电控二通阀和数个电控三通阀，所述冷凝装置包括冷凝容器、冷冻机和冷量控制阀，直立的冷凝容器包括双层壳体和冷凝管，螺旋形的冷凝管位于冷凝容器上部中，冷凝充填颗粒充填在冷凝容器上部中且包围冷凝管四周，双层壳体上端通过电控通大气阀与大气相通；冷凝管上端伸出双层壳体后通过第一上连接管依次与气压泵、第一电控三通阀和发动机进气歧管相连，冷凝管下端敞开；活性碳罐包括主碳腔和副碳腔两个独立的腔室，主碳腔容积大于副碳腔容积；冷凝管上端的旁通管通过泄压阀与油箱上侧相连，冷凝容器的底部连接管通过油液回流阀与油箱上侧相连；冷凝容器顶端的第二上连接管分成两路，一路依次通过第二电控三通阀、主碳腔电控二通阀与主碳腔相连，另一路依次通过第三电控三通阀、副碳腔电控二通阀与副碳腔相连；第一电控三通阀与第二电控三通阀通过连接管相连；空滤器的输出管分成两路，一路通向主碳腔，另一路通过第四电控三通阀通向副碳腔；冷冻机的输出端通过冷量调节阀与冷凝容器下部相连；控制器与各电控二通阀、电控三通阀、气压泵控制端、各压力传感器和各温度传感器电连接。2.如权利要求1所述的混合动力汽车气态燃油蒸发冷凝回收系统，其特征在于，所述双层壳体的上部为锥台壳体下部为半球壳体，所述锥台壳体和半球壳体的连接处设有多孔水平隔板，冷凝管下端端口与所述多孔水平隔板端面的距离h＝2-3cm；双层壳体的外层壳体内侧固设一层真空隔热板，外层壳体和内层壳体之间注有作为相变材料的15％nacl溶液；所述半球壳体作为冷凝液态燃油集液腔，液位传感器设置在半球壳体下部内，第一温度传感器和第二温度传感器上下对角设置在锥台壳体内。3.如权利要求1所述的混合动力汽车气态燃油蒸发冷凝回收系统，其特征在于，主碳腔内设有间隔排列的数块主碳腔多孔垂直隔板，副碳腔位于活性碳罐的一角内，主碳腔与副碳腔的容积比为4：1，第一碳氢传感器设置在副碳腔下部内，第二碳氢传感器设置在主碳腔下部内。4.如权利要求1所述的混合动力汽车气态燃油蒸发冷凝回收系统，其特征在于，所述多孔水平隔板设有多个直径为1.4～1.6毫米的水平通孔。5.如权利要求3所述的混合动力汽车气态燃油蒸发冷凝回收系统，其特征在于，所述多孔垂直隔板设有多个直径为1.8～2.2毫米的垂直通孔。6.如权利要求1所述的混合动力汽车气态燃油蒸发冷凝回收系统，其特征在于，副碳腔内垂直方向中部设有水平隔板，所述水平隔板外端端头与副碳腔腔壁距离h1＝1.8～2.2毫米。7.如权利要求1所述的混合动力汽车气态燃油蒸发冷凝回收系统，其特征在于，所述冷凝充填颗粒的材质为铜或铝。8.一种如权利要求1～7任一项所述的油电混合动力汽车气态燃油蒸发冷凝回收系统的控制方法，其特征在于：包括以下不同工况的对应步骤：首先在控制器中分别预设以下参数：油箱最高压力p
high
和油箱最低压力p
low
，冷凝容器最高温度t
hig
和冷凝容器最低温度t
low
，然后按a泄压、b脱附、c边泄压边脱附不同工况的对应步骤分别进行；a泄压：
a1)油箱内的压力传感器检测到油箱压力高于油箱最高压力p
high
时，控制器指令开启泄压阀、冷冻机和电控通大气阀，油箱中的气态燃油依次经泄压阀、旁通管和第一上连接管进入冷凝容器的冷凝管中，冷凝出的液态燃油从冷凝管下端端口流出后穿过多孔水平隔板流入冷凝容器下端的集液腔中；a2)控制器指令导通第二电控三通阀的相应端口和主碳腔电控二通阀，冷凝容器中未被冷凝的气态燃油依次通过第二上连接管、第二电控三通阀和主碳腔电控二通阀进入活性碳罐的主碳腔进行吸附；a3)当压力传感器检测到油箱压力低于预设值p
low
时，泄压阀关闭；泄压过程中，通过第一温度传感器和第二温度传感器检测冷凝容器温度，当冷凝容器温度低于冷凝容器最低温度t
low
时，控制器指令冷冻机停机，电控通大气阀关闭；此时通过15％nacl溶液的相变材料为冷凝容器提供冷量；当冷凝容器温度高于冷凝容器最高温度t
high
时，控制器指令开启冷冻机和电控通大气阀，如此往复循环；a4)泄压阀关闭后，通过第一温度传感器与第二温度传感器检测冷凝容器温度，相变材料若仍具有冷量且第一碳氢传感器检测到副碳腔处于空载或10％～20％容积的低负荷状态时，控制器指令启动气压泵和电控通大气阀，同时指令导通第一电控三通阀、第二电控三通阀和第三电控三通阀的相应端口，以及主碳腔电控二通阀和副碳腔电控二通阀，将主碳腔内经过脱附处理的气态燃油依次通过主碳腔电控二通阀、第二电控三通阀、第一电控三通阀、气压泵和第一上连接管进入冷凝容器上部的冷凝管中吸附冷凝，冷凝的液态燃油流向集液腔；未被冷凝的气态燃油依次通过第二上连接管、第三电控三通阀、副碳腔电控二通阀进入副碳腔中吸附；当相变材料的冷量消耗完或相变材料具有冷量且副碳腔处于空载或10％～20％容积的低负荷状态时，泄压过程结束，控制器指令开启油液回流阀，集油腔中的液态燃油流回油箱；b脱附b1)当第二碳氢传感器检测到主碳腔处于饱和状态且同时第一碳氢传感器检测到副碳腔处于空载或10％～20％容积的低负荷状态时，则控制器指令开启气压泵、冷冻机和电控通大气阀，重复步骤a2)完成进入主碳腔内气态燃油的吸附；b2)重复步骤a3)中通过第一温度传感器和第二温度传感器检测冷凝容器温度后的过程，当主碳腔中燃油吸附量达到75％时，控制器指令冷冻机停机，电控通大气阀关闭；通过第一温度传感器和第二温度传感器检测冷凝容器温度，从而判定相变材料若是否仍具有冷量，若仍具有冷量，则重复步骤a2)过程继续吸附进入主碳腔的气态燃油；直至相变材料的冷量释放完毕，若判定相变材料无冷量，整个脱附冷凝过程结束；控制器指令开启油液回流阀，冷凝容器下部集油腔中的液态燃油流回油箱；b3)当第一碳氢传感器与第二碳氢传感器检测到主碳腔与副碳腔均饱和时，此时启动发动机，同时控制器指令开启各电控三通阀、主碳腔电控二通阀和副碳腔电控二通阀，利用发动机进气歧管真空使空气经空滤器过滤后经过输出管进入主碳腔，还经过第四电控三通阀进入副碳腔，对主碳腔与副碳腔内的气态燃油进行冲洗脱附，然后分别通过主碳腔电控二通阀和副碳腔电控二通阀、再依次通过第三电控三通阀、第二电控三通阀和第一电控三通阀相应端口，最后通过发动机进气歧管进入发动机；c边泄压边脱附
c1)发动机工作时，重复a1)步骤过程进行泄压，同时控制器指令开启各电控三通阀、主碳腔电控二通阀和副碳腔电控二通阀，利用发动机进气歧管真空使空气经空滤器过滤后分别进入主碳腔和副碳腔，对主碳腔与副碳腔内的气态燃油进行冲洗脱附，然后主碳腔的气态燃油依次通过主碳腔电控二通阀、第二电控三通阀和第一电控三通阀相应端口，再通过发动机进气歧管进入发动机；副碳腔的气态燃油依次通过副碳腔电控二通阀、第三电控三通阀和主碳腔的气态燃油并成一路通过发动机进气歧管进入发动机；冷凝容器内未冷凝的气态燃油依次通过第二上连接管、第三电控三通阀相应端口进入副碳腔吸附；c2)通过第一温度传感器和第二温度传感器检测冷凝容器温度，当温度值低于冷凝容器最低温度t
low
时，控制器指令冷冻机停机，电控通大气阀关闭；此时由相变材料为冷凝容器提供冷量；当温度高于冷凝容器最高温度t
high
时，控制器指令冷冻机开机并开启电控通大气阀，以此往复循环；c3)当主碳腔吸附量小于主碳腔最大吸附量20％时，控制器指令冷冻机停机，电控通大气阀关闭，发动机亦停止工作，汽车转为电机驱动；此时，通过第一温度传感器与第二温度传感器检测冷凝容器温度，若控制器判定相变材料仍具有冷量，则控制器指令开启气压泵、冷冻机和电控通大气阀，冷凝容器内的气态燃油依次通过第二上连接管、第三电控三通阀的相应端口、副碳腔电控二通阀进入副碳腔进行吸附；主碳腔内吸附处理后的气态燃油依次通过主碳腔电控二通阀、第二电控三通阀的相应端口、第一电控三通阀的相应端口、气压泵、第一上连接管进入冷凝容器内冷凝成液态燃油，直至冷凝容器的冷量释放完毕，若冷凝容器双层壳体中的相变材料的冷量释放结束，则泄压脱附过程结束，控制器指令开启油液回流阀，冷凝容器下部集油腔中的液态燃油流回油箱。

技术总结
本发明公开了一种混合动力汽车气态燃油蒸发冷凝回收系统及控制方法，系统包括油箱、活性碳罐、气压泵、冷凝装置、数个电控二通阀和数个电控三通阀，冷凝管上端的第一上连接管依次与气压泵、第一电控三通阀和发动机进气歧管相连。活性碳罐包括主碳腔和副碳腔。旁通管通过泄压阀与油箱上侧相连，冷凝容器底部通过油液回流阀与油箱上侧相连。第二上连接管的一路依次通过第二电控三通阀、主碳腔电控二通阀与主碳腔相连，另一路依次通过第三电控三通阀、副碳腔电控二通阀与副碳腔相连；冷冻机输出端与冷凝容器下部相连。控制方法包括A泄压、B脱附、C边泄压边脱附。本发明提高了冷凝效率，降低制冷能量的损耗，达到节约资源保护大气环境的目的。的目的。的目的。


技术研发人员：李俊鹏 于奇松 罗辉 徐文 周茜 严欢 罗钧壤
受保护的技术使用者：中船动力镇江有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/5/17