用于混合动力车辆的燃料箱通风系统

文档序号:598662 发布日期:2021-05-28 浏览:41次 >En<

阅读说明:本技术 用于混合动力车辆的燃料箱通风系统 (Fuel tank ventilation system for hybrid vehicle ) 是由 金昶翰 吴万锡 金奭来 朴昶俊 金钟棋 于 2020-08-12 设计创作,主要内容包括:一种用于混合动力车辆的燃料箱通风系统,包括:第一流动路径,其配置为将从燃料箱蒸发的燃料输送到碳罐;第二流动路径,其配置为将用于冷却高压电池的空气输送到碳罐;第一三通阀,其设置在第二流动路径上,并配置为控制用于释放燃料箱的压力的第一排放口的打开和关闭;第二三通阀,其设置在第二流动路径上,并配置为控制用于使用于冷却高压电池的空气流入碳罐或者将用于冷却高压电池的空气排放到车辆外部的第二排放口的打开和关闭;以及控制器,其配置为控制第一三通阀和第二三通阀。(A fuel tank venting system for a hybrid vehicle comprising: a first flow path configured to deliver fuel evaporated from a fuel tank to a carbon canister; a second flow path configured to convey air for cooling the high-voltage battery to the canister; a first three-way valve provided on the second flow path and configured to control opening and closing of a first drain port for releasing pressure of the fuel tank; a second three-way valve provided on the second flow path and configured to control opening and closing of a second discharge port for flowing air for cooling the high-voltage battery into the canister or discharging air for cooling the high-voltage battery to the outside of the vehicle; and a controller configured to control the first three-way valve and the second three-way valve.)

用于混合动力车辆的燃料箱通风系统

技术领域

本公开涉及一种用于混合动力车辆的燃料箱通风系统。

背景技术

通常,汽油作为车辆发动机的燃料而填充到燃料箱中,并且如果周围温度高或者燃料箱的蒸气压力由于诸如蒸汽运动的原因而增加,则存在汽油蒸发气体通过燃料箱的间隙流动到外部的风险。由于汽油蒸发气体是致癌物质并且对人体有害,所以各国已经制定了环境法来管制蒸发气体的流出,并且实际车辆应用了安装碳罐以捕获蒸发气体的系统,以防止蒸发气体的排放。

在混合动力车辆中,燃料箱和高压电池同时使用。此时,随着已经冷却高压电池的空气被排放到车辆中,内部温度升高。此外,还存在车辆不能回收通过排放已经冷却高压电池的空气而温度升高的空气的热能的问题。此外,同时应用了燃料箱和高压电池的混合动力车辆应同时处理已经冷却高压电池的空气和汽油蒸发气体,但是,没有能够有效地处理已经冷却高压电池的空气和汽油蒸发气体的系统,使得存在冷却高压电池和净化碳罐的效率降低的问题。

在此背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本公开的背景技术的理解,因此其可以包含不形成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开涉及一种用于混合动力车辆的燃料箱通风系统。

具体实施方式

涉及一种燃料箱通风系统,其根据燃料箱中的压力条件使通风结构二元化(dualize)。

本公开的一个实施方式提供了一种用于混合动力车辆的燃料箱通风系统,其根据燃料箱中的压力条件而使用于释放燃料箱的压力的通风结构二元化。

本公开的另一实施方式提供了一种用于混合动力车辆的燃料箱通风系统,其可以在释放燃料箱中的压力的同时增加当车辆在电动车辆(EV)模式下行驶时的高压电池的冷却效率。

本公开的又一实施方式提供了一种用于混合动力车辆的燃料箱通风系统,其可以增加用于过滤空气中的杂质的空气过滤器的使用寿命,并且允许容易地更换空气过滤器。

根据本公开的实施方式提供了一种用于混合动力车辆的燃料箱通风系统。一种用于混合动力车辆的燃料箱通风系统,可包括:第一流动路径,其用于将从燃料箱蒸发的燃料输送到碳罐;第二流动路径,其用于将用于冷却高压电池的空气输送到碳罐;第一三通阀,其设置在第二流动路径上,以控制用于释放燃料箱的压力的第一排放口的打开和关闭;第二三通阀,其设置在第二流动路径上,以控制用于使已经冷却高压电池的空气流入碳罐或者将已经冷却高压电池的空气排放到外部的第二排放口的打开和关闭;以及控制器,其用于基于燃料箱中的压力和车辆是否在EV模式下行驶来控制第一三通阀和第二三通阀。

根据一个实施方式,当燃料箱的压力处于正压状态时,控制器控制第一三通阀以通过第一排放口将燃料箱中的空气排放到外部。

根据一个实施方式,将燃料箱中的空气通过第一流动路径输送到碳罐,并且将输送到碳罐的空气通过第二流动路径和第一排放口排放到外部。

根据一个实施方式,当燃料箱的压力处于负压状态时,控制器控制第一三通阀和第二三通阀以将已经冷却高压电池的空气移动到碳罐,从而增加碳罐的净化效率。

根据一个实施方式,第一排放口和第二排放口通过第一三通阀和第二三通阀的控制而关闭。

根据一个实施方式,当车辆在EV模式下行驶时,控制器控制第一三通阀以将已经冷却高压电池的空气通过第二排放口排放到外部。

根据一个实施方式,控制器基于高压电池的充电状态(SOC)来确定车辆是否在EV模式下行驶。

根据一个实施方式,控制器增加设置在高压电池中的鼓风机电机的驱动量,以增加流入高压电池的空气的量。

根据一个实施方式,对高压电池设置用于排放已经冷却高压电池的空气的空气排放口,并且在空气排放口的端部处设置空气过滤器。

根据一个实施方式,空气过滤器设置在空气排放口和第二流动路径之间,并且空气过滤器包括与空气排放口耦接的盖和可拆卸地附接在盖中的滤纸。

根据一个实施方式,在第一三通阀和第二三通阀之间设置止回阀,并且止回阀使已经冷却高压电池的空气仅朝向碳罐流动。

根据一个实施方式,第一三通阀设置在碳罐附近,并且第二三通阀设置在高压电池附近。

根据本公开的一个实施方式,用于混合动力车辆的燃料箱通风系统可以在燃料箱的压力处于正压状态时释放燃料箱的压力,并且在燃料箱的压力处于负压状态时通过使用已经冷却高压电池的空气的热能来增强碳罐的净化性能。此外,当车辆在EV模式下行驶时,用于混合动力车辆的燃料箱通风系统可增加由高压电池驱动的空气的量,从而有效地冷却高压电池。即,用于混合动力车辆的燃料箱通风系统可以同时实施燃料箱压力的调节、碳罐性能的增强和高压电池的有效冷却。

根据本公开的一个实施方式,空气过滤器可以设置在车辆的内侧,并且可以仅替换空气过滤器的部件中的滤纸。因此,如果空气过滤器的使用寿命结束,则即使不抬起车辆,用户也可以仅更换空气过滤器的滤纸。此外,由于根据本公开的一个实施方式的空气过滤器过滤车辆内部的内部空气,所以与过滤车辆外部的空气相比,使用寿命可以进一步延长。

应理解,如本文使用的术语“车辆”或者“车辆的”或者其他类似术语包括一般的机动车辆,例如乘用车(包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车)、各种商用车、船舶(包括各种船只和船舶)、飞机,等等,并包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆及其他替代燃料车辆(例如,来自除了石油以外的资源的燃料)。如本文提到的,混合动力车辆是一种具有两个或更多个动力源的车辆,例如汽油动力车辆和电动车辆。

本文讨论了本公开的实施方式的上述和其他特征。

附图说明

现在将参考在附图中示出的本公开的某些示例性实施方式详细描述本公开的上述和其他特征,附图仅以实例的方式给出,并且因此不限制本公开,其中:

图1是示出了根据本公开的一个实施方式的用于混合动力车辆的燃料箱通风系统的图示。

图2是用于说明根据本公开的一个实施方式的控制器的框图。

图3是示出了当燃料箱的压力满足正压条件时用于混合动力车辆的燃料箱通风系统的实施方式的图示。

图4是示出了当燃料箱的压力满足负压条件时用于混合动力车辆的燃料箱通风系统的实施方式的图示。

图5是示出了当车辆在EV模式下行驶时用于混合动力车辆的燃料箱通风系统的实施方式的图示。

图6是示出了根据本公开的一个实施方式的燃料箱和高压电池之间的布置关系的图示。

图7是示出了根据本公开的一个实施方式的空气过滤器的图示。

应理解,附图不是必须按比例的,其呈现了说明本公开的基本原理的各种优选特征的稍微简化的表示。如本文所公开的本公开的具体设计特征,包括例如具体尺寸、取向、位置和形状,将部分地由特定预期应用和使用环境确定。

在这些图中,在附图的若干幅图中,相同的附图标记指代本公开的实施方式的相同或等效的部件。

具体实施方式

参考下面详细描述的实施方式以及附图,本公开的优点和特征以及用于实现它们的方法将变得明显。然而,本公开可以许多不同的形式实施,并且不应被解释为限于本文阐述的实施方式,而是,提供这些实施方式使得本公开将是彻底和完整的,并且将向本公开所属领域的技术人员充分地传达本公开的范围,并且本公开仅由权利要求的范围限定。在整个说明书中,相同的附图标记指代相同的元件。

说明书中描述的术语“部件”、“单元”、“模块”等表示用于处理至少一个功能或操作的单元,并且这可以通过硬件或软件、或者硬件和软件的组合来实现。

此外,在本说明书中,将部件的名称分类为第一、第二等是为了以相同的关系将部件的名称彼此区分,并且不是必须限于其在以下描述中的顺序。

该详细描述是对本公开的实施方式的说明。此外,前述内容旨在说明和解释本公开的优选实施方式,并且本公开可以用于各种其他组合、修改和环境。即,可能在本说明书中描述的公开内容的概念的范围内、在与公开内容等同的范围内,和/或在本领域的技术和知识的范围内进行改变或修改。所描述的实施方式旨在说明用于实现本公开的技术精神的最佳模式,并且还可以在本公开的具体应用和使用中进行各种改变。因此,上述公开内容的实施方式的详细描述并非旨在将本公开限制于所公开的实施方式。此外,应解释为所附权利要求也旨在覆盖这些其他实施方式。

图1是示出了根据本公开的一个实施方式的用于混合动力车辆的燃料箱通风系统的图示。

参考图1,用于混合动力车辆的燃料箱通风系统1可以由燃料箱100、碳罐200、高压电池400和控制器800实现。用于混合动力车辆的燃料箱通风系统1可以防止从燃料箱100蒸发的蒸发气体的排放,并且同时可以控制空气和蒸发气体通过控制器800的路径,以回收已经冷却高压电池400的空气的热能。

燃料箱100和碳罐200可以通过第一流动路径510连接。可将从燃料箱100蒸发的燃料(蒸发气体)输送到碳罐200。在发动机300已经停止的状态下,可操作碳罐200以将气体燃料捕获在安装在碳罐中的活性炭中(吸附),并且在发动机300的操作时从碳罐200的外部喷射新的空气以将吸附到活性炭的燃料净化(解吸)到发动机300的进气系统。即,碳罐200可操作以重复地执行吸附和净化。在碳罐200中的吸附是碳氢化合物气体在被液化为活性炭的同时被捕获的状态,并且随着从气体到液体的相变而发热。当温度越高时,液化发生的速度和吸附速率越低,使得必须抑制碳罐200内部的温度升高以提高燃料气体的吸附速率。碳罐200的净化是将在活性炭中捕获的碳氢化合物以细微液体状态蒸发并排放到发动机的进气系统中,并且在液化期间发生吸热反应的状态。因此,当温度越低时,汽化速度和净化效率越低,使得必须抑制碳罐200内部的温度下降以改进净化性能。总之,可能需要热能来将在碳罐200的活性炭中捕获的燃料传送到发动机300。

用于净化燃料的净化控制阀250可以设置在使碳罐200与发动机300的进气系统侧(intake system side of the engine)连接的流动路径上。

碳罐200和高压电池400可以通过第二流动路径520连接。第二流动路径520可以将用于冷却高压电池400的空气输送到碳罐200。

高压电池400可以是供应用于驱动电动机(未示出)的电能的构造。即,高压电池400可以是安装到车辆以通过电动机(未示出)驱动车辆的构造。高压电池400可包括用于使外部空气流入高压电池400以进行冷却的空气入口401和用于排放已经冷却高压电池400的空气的空气排放口403。此时,外部空气可能意味着基于高压电池400从外部引入的空气,并且可能意味着从车辆的内部流入高压电池400的空气。此外,高压电池400可设置有用于使空气流入高压电池400的鼓风机电机410。

空气过滤器450可设置在高压电池400的空气排放口403的端部处。空气过滤器450可过滤冷却高压电池400的空气的杂质。空气过滤器450是可拆卸地附接到高压电池400的构造,并且可与高压电池400一起模块化。

第一三通阀610和第二三通阀630可设置在第二流动路径520上。第一三通阀610和第二三通阀630可表示三通阀。例如,第一三通阀610和第二三通阀630可以是电磁阀。第一三通阀610可设置为与碳罐200相邻,并且第二三通阀630可设置为与高压电池400相邻。第一三通阀610可控制第一排放口530的打开和关闭,该第一排放口是用于当燃料箱100中的压力处于正压状态时释放燃料箱100的压力的通道。燃料箱100中的空气可通过第一排放口530排放到车辆的外部。即,第一三通阀610可设置在第二流动路径520与第一排放口530汇合的点处。

当燃料箱100中的压力处于负压状态时,第二三通阀630可以使冷却高压电池400的空气流动到碳罐200。此外,当车辆在EV模式下操作时,第二三通阀630可控制第二排放口540的打开和关闭,以将冷却高压电池400的空气排放到外部。即,第二三通阀630可设置在第二流动路径520与第二排放口540汇合的点处。第一排放口530和第二排放口540可以是用于将空气排放到车辆外部的通道。

止回阀700可设置在第一三通阀610和第二三通阀630之间。止回阀700可使冷却高压电池400的空气仅朝向碳罐200流动。即,止回阀700可用于防止空气或蒸发燃料从碳罐200流入高压电池400。如果控制第一三通阀610和第二三通阀630的打开和关闭,则空气或蒸发燃料可能不会从碳罐200流入高压电池400,但是如果第一三通阀610或第二三通阀630发生故障,则空气或蒸发燃料可能从碳罐200流入高压电池400。因此,在第一三通阀610和第二三通阀630中的至少一个阀已经发生故障的情况的准备中,止回阀700可防止空气或蒸发燃料从碳罐200流入高压电池400。此外,止回阀700可防止蒸发燃料通过高压电池400流入车辆。

控制器800可基于燃料箱100中的压力和车辆是否在EV模式下行驶来控制第一三通阀610和第二三通阀630的打开和关闭。例如,控制器800可以是电子控制单元(ECU)。

例如,控制器800可根据燃料箱100中的压力是处于正压状态还是负压状态来确定是执行使燃料箱100中的蒸发燃料流动到碳罐200的控制还是执行使已经冷却高压电池400的空气流动到碳罐200的控制。如果控制器800执行使燃料箱100中的蒸发燃料流动到碳罐200的控制,则可以释放燃料箱100中的压力保持正压的事实,从而平稳地供应燃料。如果控制器800执行使冷却高压电池400的空气流动到碳罐200的控制,则温度已经通过高压电池400中的热交换而升高的空气可以流动到碳罐200,并且高温空气可以引起碳罐200中的活性炭的吸热反应。可将根据活性炭的吸热反应而捕获的燃料转移到发动机300。即,温度已经通过高压电池400中的热交换而升高的空气可以流入碳罐200,从而增强碳罐200的净化性能(或净化效率)。因此,可回收冷却高压电池400的空气的热能。

例如,当车辆在EV模式下行驶时,控制器800可增加位于高压电池400中的鼓风机电机410的驱动量。因此,可增加流入高压电池400的空气入口401的空气的量,并且可有效地冷却高压电池400。此外,由于控制器800控制第二三通阀630以通过第二排放口540排放冷却高压电池400的空气,所以可将温度已经升高的空气排放到车辆外部,从而不会引起升高车辆中的温度的现象。

根据本公开的一个实施方式,用于混合动力车辆的燃料箱通风系统1可以在燃料箱100的压力处于正压状态时释放燃料箱100的压力,并且可以在燃料箱100的压力处于负压状态时通过使用冷却高压电池400的空气的热能来增强碳罐200的净化性能。此外,当车辆在EV模式下行驶时,用于混合动力车辆的燃料箱通风系统1可增加由高压电池400驱动的空气的量,以有效地冷却高压电池400。总之,用于混合动力车辆的燃料箱通风系统1可以同时实施燃料箱100的压力调节、碳罐200的性能增强和高压电池400的有效冷却。

图2是用于说明根据本公开的一个实施方式的控制器的功能的框图。

参考图1和图2,压力传感器150可测量燃料箱100的压力。压力传感器150可测量燃料箱100中的压力是处于正压状态还是负压状态。可将由压力传感器150测量的数据发送到控制器800。

控制器800可连续地监测高压电池400的充电状态(SOC)。控制器800可基于高压电池400的SOC来确定车辆是在EV模式下行驶还是由发动机300驱动。例如,当高压电池400的SOC为预定值或更大时,控制器800可确定车辆在EV模式下行驶。然而,与上述实例不同,控制器800可直接确定发动机300是否正在被驱动,以还确定车辆是否正在EV模式下行驶。例如,控制器800可基于发动机300是否被点火、发动机的凸轮轴传感器(未示出)的感测数据等来确定车辆是否正在EV模式下行驶。

控制器800可基于从压力传感器150接收的数据和已经监测高压电池400的数据来控制第一三通阀610、第二三通阀630和鼓风机电机410。控制器800可确定燃料箱100中的压力处于正压状态的情况、燃料箱100中的压力处于负压状态的情况,以及车辆正在EV模式下行驶的情况,并且基于上述情况,可控制第一三通阀610和第二三通阀630的打开和关闭,并且控制鼓风机电机410的驱动程度。

图3是示出了当燃料箱的压力满足正压条件时用于混合动力车辆的燃料箱通风系统的实施方式的图示。

参考图3,当燃料箱100中的压力满足正压条件时,控制器800可关闭第一三通阀610。关闭第一三通阀610可意味着打开第一排放口530。因此,控制器800可控制第一三通阀610以通过第一排放口530排放燃料箱100中、第一流动路径510中和第二流动路径520中的空气。当排放燃料箱100中、第一流动路径510中和第二流动路径520中的空气时,燃料箱100中的压力可以变化。

当燃料箱100中的压力满足正压条件时,会出现燃料箱100中的蒸发燃料不流动到碳罐200的问题。因此,从碳罐200转移到发动机300的燃料的量也可能减少,从而降低发动机300的效率。因此,当控制器800打开第一排放口530以将燃料箱100中、第一流动路径510中和第二流动路径520中的空气排放到车辆外部时,可以调节燃料箱100中的压力。

图4是示出了当燃料箱的压力满足负压条件时用于混合动力车辆的燃料箱通风系统的实施方式的图示。

参考图4,当燃料箱100中的压力满足负压条件时,控制器800可打开第一三通阀610并关闭第二三通阀630。打开第一三通阀610可意味着关闭第一排放口530。关闭第二三通阀630可意味着关闭第二排放口540。此时,由于燃料箱100中的压力处于负压状态并且燃料从碳罐200朝向发动机300的进气侧转移,所以流入高压电池400的空气的量可能由于压力差而增加。因此,即使不存在用于通过上述控制而使空气单独流入高压电池400的抽吸泵,也可以增加流入高压电池400的空气的量,并且可以增加高压电池400的冷却效率。

当燃料箱100中的压力满足负压条件时,冷却高压电池400的空气可以流动到碳罐200。此时,空气可能不会通过第一排放口530和第二排放口540而排放到车辆的外部。燃料箱100的负压可通过空气的流动而释放。在高压电池400的冷却过程中已经经历热交换的空气的温度可能升高。温度已经升高的空气可以流动到碳罐200以促进碳罐200中的解吸反应。因此,可能提高燃料从碳罐200移动到发动机300的进气侧的净化现象的效率。

根据本公开的一个实施方式,用于混合动力车辆的燃料箱通风系统1可具有彼此不同的用于释放燃料箱100中的正压的路径和用于释放燃料箱100中的负压的路径。

图5是示出了当车辆在EV模式下行驶时用于混合动力车辆的燃料箱通风系统的实施方式的图示。

参考图5,如果车辆在EV模式下行驶,则控制器800可打开第二三通阀630。打开第二三通阀630可意味着打开第二排放口540。此外,控制器800可增加设置在高压电池400中的鼓风机电机410的驱动量。因此,通过高压电池400的空气入口401引入的空气的量可以增加。冷却高压电池400的空气可通过第二排放口540排放到车辆的外部。温度已经升高的空气不会流入车辆,从而防止了车辆中的温度升高的现象。此外,随着鼓风机电机410的驱动量增加,高压电池400的冷却效率可以增加。

图6是示出了根据本公开的一个实施方式的燃料箱和高压电池之间的布置关系的图示。

参考图6,高压电池400可设置在位于车身内侧的地板面板50上方,并且燃料箱100可设置在地板面板50下方。即,高压电池400可相对于地板面板50设置在车辆内部附近,并且燃料箱100可相对于地板面板50设置在车辆底面或地面附近,因此,高压电池400的空气入口401可引入车辆的内部空气。

空气过滤器450可设置在空气排放口403的端部。空气过滤器450可过滤通过空气排放口403排放的空气的杂质。由于空气过滤器450设置在地板面板50上方,所以即使不提升车辆,用户也可更换空气过滤器450。此外,由于高压电池400相对于地板面板50设置在车辆的内侧,所以流入高压电池400的空气可以是车辆内部的空气。因此,空气过滤器450可过滤相对于车辆外部的空气包含较少的异物的车辆内部的空气,从而增加空气过滤器450的使用寿命。

图7是示出了根据本公开的一个实施方式的空气过滤器的图示。

参考图6和图7,空气过滤器450可包括盖451和滤纸453。滤纸453可以是应当周期性更换的构造。因此,仅当空气过滤器450容易地附接或拆卸时,才可以容易地执行更换滤纸453的操作。根据本公开的一个实施方式,由于空气过滤器450是设置在车辆内侧的构造,所以可以容易地更换滤纸453。

滤纸453可以是可拆卸地附接到盖451的构造。盖451是与空气排放口403耦接的构造,并且可以是可拆卸地附接到空气排放口403的构造。用户可通过从排气口403拆卸设置在车辆内侧的空气过滤器450,然后从盖451拆卸滤纸453,来容易地更换滤纸453。

根据本公开的一个实施方式,空气过滤器450可设置在车辆的内侧,并且可以仅更换空气过滤器450的部件的滤纸453。因此,如果空气过滤器450的使用寿命结束,则即使不抬起车辆,用户也可以仅更换空气过滤器450的滤纸453。此外,由于根据本公开的实施方式的空气过滤器450过滤车辆的内部空气,所以相对于过滤车辆外部的空气的情况,空气过滤器450的使用寿命可以进一步延长。

如上所述,尽管已经参考附图描述了本公开的实施方式,但是本公开所属领域的技术人员将理解,在不改变本公开的技术精神或基本特征的情况下,可以实现其他特定形式。因此,应理解,上述实施方式是说明性的,而不是在所有方面进行限制。

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