用于車輛中的液體供給系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于至少一個(gè)安裝在車輛上的耗氨單元的液體供給系統(tǒng)，該液體供給系統(tǒng)包括：用于存儲(chǔ)氨前體溶液的容器(1)；至少一個(gè)用于存儲(chǔ)在水中包含在重量占比至少為0.2％的氨的氨水溶液的單元(2)；用于將所述氨水溶液供給到所述耗氨單元的裝置(6)。
【專利說明】
用于車輛中的液體供給系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于車輛中的液體供給系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明涉及一種用于將液 態(tài)氨供給到安裝在車輛上的耗氨單元的液體供給系統(tǒng)。例如，該耗氨單元可以是需要氨的 化學(xué)方法，例如需要氨來進(jìn)行N0X還原的排放系統(tǒng)。該耗氨單元也可以是燃料電池系統(tǒng)或內(nèi) 燃機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在許多移動(dòng)應(yīng)用中、尤其是在車輛中，唯一可用的技術(shù)是使用氨前體、例如尿素水 溶液，這是因?yàn)榕c液態(tài)氨運(yùn)輸相關(guān)的潛在危害或安全問題由此被消除。然而，存在數(shù)個(gè)與使 用尿素水溶液相關(guān)的缺點(diǎn)。
[0003] 現(xiàn)在將描述這些缺點(diǎn)的其中一些，特別是有關(guān)用于車輛的SCR( Selective Catalytic Reduction，選擇性催化還原）系統(tǒng)的缺點(diǎn)，其中，尿素水溶液被注入到排放管 中。
[0004] -般性地，SCR系統(tǒng)使用尿素水溶液，尤其是在水中包含32.5重量百分比的尿素的 共晶溶液，該溶液經(jīng)常被稱為AUS32。
[0005] -般性地，該尿素溶液被存儲(chǔ)在安裝在車輛上的容器中。該尿素溶液被注入到排 放管線中，且氣態(tài)氨來自于所注射的尿素溶液的高溫(熱)分解。在冷啟動(dòng)的情況下，要求能 夠在自發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)起的預(yù)定時(shí)長(zhǎng)結(jié)束時(shí)運(yùn)行SCR系統(tǒng)，該預(yù)定時(shí)長(zhǎng)取決于環(huán)境溫度。在凍結(jié) 條件下一般用加熱設(shè)備來液化凍結(jié)的尿素溶液。然而，即使這樣做，也需要經(jīng)過一定時(shí)間來 解凍足夠的尿素溶液并將其注入到排放管線。另一方面，為了避免在排放管中的沉積并確 保所要求的化學(xué)反應(yīng)，在排放氣體使排放管的溫度升高到足夠的溫度(一般在180 °C至200 °(：的范圍內(nèi)）之前尿素水溶液不可以被注入到排放管中。因此，控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為避免在排 放管太冷的時(shí)候過早注射尿素溶液，該過早的注射導(dǎo)致在車輛啟動(dòng)后的前數(shù)公里中相對(duì)差 的NOx還原性能。在某些認(rèn)證條件下也遇到這樣的情況。
[0006] 鑒于上述缺點(diǎn)，存在對(duì)改進(jìn)的且安全的用于尤其在冷啟動(dòng)時(shí)足夠快速地供給液態(tài) 氨的系統(tǒng)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的一個(gè)目的在于通過提出一種用于至少一個(gè)安裝在車輛上的耗氨單元的 液體供給系統(tǒng)來解決上述問題，該液體供給系統(tǒng)包括：
[0008] -用于存儲(chǔ)氨前體溶液的容器；
[0009] -至少一個(gè)用于存儲(chǔ)在水中包含重量占比至少為0.2%的氨的氨水溶液(aqueous ammonia solution)的單元；
[0010] -用于將所述氨水溶液供給到所述耗氨單元的裝置。
[0011] 符合本發(fā)明的液體供給系統(tǒng)配置為用于提供（即供給)氨水溶液，該氨水溶液用于 一個(gè)或數(shù)個(gè)車載耗氨單元中或被一個(gè)或數(shù)個(gè)車載耗氨單元所用，其中所述車載耗氨單元例 如為排放管線、燃機(jī)或燃料電池。
[0012 ]使用氨水溶液的優(yōu)點(diǎn)在于，氨水溶液在氨前體溶液不可用(一般因?yàn)樵撊芤簝鼋Y(jié)） 的溫度下仍是可用且具有活性的（即隨時(shí)可被供給到耗氨單元）。
[0013] 在SCR系統(tǒng)的具體情況中，由于不再需要在排放管中進(jìn)行氨前體的水解步驟，將氨 水溶液而不是氨前體溶液注入排放管中是有利的。這樣排放管中就可以采用更緊湊的設(shè) 計(jì):省略水解催化劑、縮短從注射點(diǎn)到SCR催化劑的距離。通過在計(jì)量供給到排放管中之前 去除部分的水來提高氨水溶液的濃度，從而可以進(jìn)一步改善反應(yīng)性。
[0014] 在一個(gè)有利的實(shí)施例中，該液體供給系統(tǒng)包括用于將所述氨前體溶液供給到所述 耗氨單元的供給裝置。
[0015] 因此，提出了一種雙重液體供給系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合使用氨水溶液和氨前體溶液。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，氨水溶液和氨前體溶液可以以交替的方式（即一 次供給一種溶液地)被提供(即供給)給耗氨單元。
[0017] 例如，在SCR系統(tǒng)的具體情況中，當(dāng)容器中沒有可用的氨前體溶液(一般或因?yàn)樗?述容器是空的、或因?yàn)榘鼻绑w溶液凍結(jié)、或因?yàn)閷⑷萜饕灰患茨蛩貎?chǔ)箱一一連接到排放管 的管線太冷從而將氨前體溶液引入到該管線中會(huì)導(dǎo)致凍結(jié)）的時(shí)候，可以發(fā)生將氨水溶液 供給到注射器。在另一實(shí)施例中，在最終切換到氨前體溶液之前，氨水溶液可以在發(fā)動(dòng)機(jī)啟 動(dòng)后首先被供給到注射器，以使得NOx還原能夠比用氨前體溶液更早地發(fā)生。在另一實(shí)施例 中，氨水溶液在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)被引入將容器（即尿素儲(chǔ)箱)連接到排放管的管線中，以避免 當(dāng)該管線充裝有氨前體溶液時(shí)該管線的內(nèi)容物凍結(jié)。當(dāng)然，為以上實(shí)施例列出的優(yōu)點(diǎn)可以 被組合。
[0018] 根據(jù)另一具體實(shí)施例，氨水溶液和氨前體溶液可以兩者并行地(即同時(shí)地)被供給 到耗氨單元。例如，在SCR系統(tǒng)的具體情況中，在包含氨前體溶液的容器空了之前并且如果 氨水溶液可用，那么氨水溶液可以在氨前體溶液被計(jì)量供給的同時(shí)被計(jì)量供給到排放氣體 中，以便在確保足夠地去除NOx的同時(shí)減小剩余氨前體溶液的消耗。
[0019] 在一個(gè)具體實(shí)施例中，當(dāng)排放氣體已經(jīng)將排放管的溫度提高到預(yù)定溫度(例如150 °c)后，開始氨水溶液的計(jì)量供給。
[0020] 如上所述，氨水溶液可以在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后首先被供給。在該具體實(shí)施例中，氨水溶 液被用作啟動(dòng)氨源。因此，能夠縮短SCR功能的啟動(dòng)時(shí)間，尤其是在寒冷條件下，這是因?yàn)橛?足夠量的已經(jīng)可用的氨水溶液（即以液態(tài)存儲(chǔ)在單元中的氨水溶液)或簡(jiǎn)單地因?yàn)榘彼?液能夠以比氨前體溶液更低的溫度被引入到排放管中。換句話說，在該具體實(shí)施例中，包含 氨水溶液的單元可以被用作啟動(dòng)單元。
[0021] 在另一具體實(shí)施例中，包含氨水溶液的單元可以被用作備用單元。
[0022]在第一具體實(shí)施例中，用于供給氨水溶液的裝置和用于供給氨前體溶液的裝置可 以是不同的。例如，系統(tǒng)可以包括用于供給氨水溶液的第一栗和用于供給氨前體溶液的第 二栗。在第二具體實(shí)施例中，系統(tǒng)可以包括用于供給氨水溶液和氨前體溶液兩者的單一的 栗。
[0023] 有利地，用于供給氨水溶液的裝置和用于供給氨前體溶液的裝置是可控的，以便 將足夠量的溶液供給到耗氨單元。
[0024] 符合本發(fā)明的氨前體溶液在水中包含重量比小于0.2 %的氨。
[0025] 在一個(gè)具體實(shí)施例中，氨前體溶液是尿素水溶液。
[0026] 術(shù)語"尿素溶液"被理解為指的是任何包含尿素的溶液，該溶液一般為水溶液。本 發(fā)明在使用共晶水/尿素溶液時(shí)給出良好的結(jié)果，對(duì)于共晶水/尿素溶液存在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):例 如，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IS0 22241，在AdBiue_?溶液(商業(yè)尿素溶液)的情況下，尿素含量(重量比)在 31.8%至33.2%之間（即32.5+/-0.7重量百分比），因此可用的氨的量在18.0%至18.8%之 間。本發(fā)明在共晶水/尿素溶液的情況下特別有利，共晶水/尿素溶液在加油站是廣為提供 的。
[0027]要指出的是，對(duì)于氨前體、尤其是對(duì)于AdB丨ue?溶液(商業(yè)尿素溶液），存在為人 所熟知的再充裝標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)。氨前體溶液的存儲(chǔ)容器的再充裝是很簡(jiǎn)單的。例如，這可以通 過使用可用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)噴嘴和/或帶有專用界面的瓶子來實(shí)現(xiàn)。AdB】ue? (商業(yè)尿素溶液） 機(jī)動(dòng)車流體目前在眾多零售站隨時(shí)可獲得。
[0028] 為了說明清楚，縮寫"AUS32"在下文中將被用于指代在水中具有32.5重量百分比 的尿素的共晶溶液。
[0029] 符合本發(fā)明的氨水溶液在水中包含在重量比至少為0.2 %的氨。符合本發(fā)明的氨 水溶液可以包含尿素水溶液或尿素水溶液的殘余，或二氧化碳或二氧化碳衍生物，或可能 存在的這些物質(zhì)的組合。
[0030] 為了說明清楚，縮寫"AAUS"在下文中將被用于指代符合本發(fā)明的氨水溶液。例如， 將包含重量比為22 %的氨和重量比為0 %的尿素的氨水溶液稱為AAUS22-0。在另一例子中， 將包含重量比19%的氨和重量比為4%的尿素的氨水溶液稱為AAUS19-4。
[0031] 在一個(gè)具體實(shí)施例中，符合本發(fā)明的氨水溶液是包含氫氧化銨（其一部分是已電 離的）、氨前體殘余(即氨前體的還沒有分解的部分）以及可能存在的其他產(chǎn)物(例如碳酸氫 銨)的產(chǎn)物(effluents)混合物。該產(chǎn)物混合物在下文中也被稱為"氨水"。
[0032] 在一個(gè)具體實(shí)施例中，本發(fā)明的液體供給系統(tǒng)包括用于獲得所述產(chǎn)物混合物的裝 置，所述產(chǎn)物混合物是通過例如借助于至少一種酶(例如尿素酶)或可選地借助于熱分解來 分解存儲(chǔ)在容器中的一部分氨前體溶液獲得的。
[0033] 因此，提出了自動(dòng)原位地將氨前體溶液轉(zhuǎn)化(分解)為氨水溶液。換句話說，提出將 第一流體類型還原劑(例如AdBhje?)轉(zhuǎn)化為第二流體類型還原劑。該轉(zhuǎn)化在車輛上發(fā)生。 沒有使用外部氨水源，并且無需人工拆卸操作來對(duì)其中存儲(chǔ)氨水的單元進(jìn)行再充裝。因此， 符合本發(fā)明的氨水溶液(例如也以"氨水"知名的產(chǎn)物)的生產(chǎn)和使用是簡(jiǎn)單且安全的。
[0034] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該用于獲得所述產(chǎn)物混合物（即氨水)的裝置的形式為生化 分解單元(即生物催化劑）。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，該生化分解單元包括至少一種適于分解氨前體溶 液的蛋白質(zhì)成分。該生化分解單元可以存儲(chǔ)一種或數(shù)種催化化學(xué)反應(yīng)的蛋白質(zhì)成分。更準(zhǔn) 確地說，在氨前體溶液是尿素的具體情況中，蛋白質(zhì)成分適于催化尿素水解（即分解)為氨 水溶液。
[0036] 有利地，該生物催化分解在溫和的溫度條件下發(fā)生，并且產(chǎn)物保留在溶液中（即產(chǎn) 物），為車輛存儲(chǔ)提供了一種簡(jiǎn)單的方式，并限制氨氣的生成。
[0037] 有利地，（存儲(chǔ)在生化分解單元中的）蛋白質(zhì)成分包括至少一種酶。在一個(gè)優(yōu)選實(shí) 施例中，分解單元可以存儲(chǔ)尿素酶。尿素酶可以以任何合適的方式被存儲(chǔ)。例如，在第一實(shí) 施例中，尿素酶可以被固化在不同的聚合物上或固化在樹脂的不同層中。在第二實(shí)施例中， 尿素酶可以被固定在膜上或固定在任何其他同等類型的支撐件上。有利地，在該具體實(shí)施 例中，生化分解單元配備有適于熱激活蛋白質(zhì)成分的加熱器。該加熱器可為酶或蛋白質(zhì)所 需的活性提供最優(yōu)的溫度。例如，加熱器可以被配置為在分解單元內(nèi)維持20°C至70°C的溫 度范圍。該溫度范圍是有利的，這是因?yàn)榉纸鈫卧?或分解和存儲(chǔ)單元)可以由熱塑性材料 制成。有利地，分解單元(或分解和存儲(chǔ)單元)可以通過吹氣模制或注射模制來制成。
[0038] 在一個(gè)具體實(shí)施例中，加熱器是溫度被控制在預(yù)定范圍內(nèi)的室；倘若該預(yù)定范圍 低于環(huán)境溫度，還在該加熱器內(nèi)提供冷卻裝置。換句話說，加熱器可以要么被控制來提高該 室內(nèi)的溫度，要么被控制來冷卻該室內(nèi)的溫度。在一個(gè)具體實(shí)施例中，加熱器被配置為用于 在至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于在需要轉(zhuǎn)化時(shí)激活蛋白質(zhì)的預(yù)定溫度范圍內(nèi)、以及在至少另一個(gè)對(duì)應(yīng)于 保存蛋白質(zhì)成分以延長(zhǎng)其壽命的預(yù)定溫度范圍內(nèi)工作。
[0039] 在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，加熱器可以包括阻抗式加熱元件。這些阻抗式加 熱元件可以是金屬加熱絲(線）、柔性加熱器（即包括一個(gè)或更多個(gè)固定到膜或布置在兩片 膜一一膜即兩個(gè)大致平的支撐件，其材料和厚度使其是柔性的一一之間的阻抗帶的加熱 器)或任何其他類型的具有適于被插入和/或環(huán)繞SCR系統(tǒng)構(gòu)件的形狀、尺寸和柔性的阻抗 元件。PTC(Positive Temperature Coefficient，正溫度系數(shù))元件更特別地適于加熱。
[0040] 在第一具體實(shí)施例中，用于存儲(chǔ)氨水溶液的單元與生化分解單元是分開的。在第 二具體實(shí)施例中，生化分解單元和用于存儲(chǔ)氨水溶液的單元構(gòu)成唯一的分解和存儲(chǔ)單元、 即模塊。該模塊可以完全位于(存儲(chǔ)氨前體溶液的）容器內(nèi)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該模塊包 括入口，氨前體溶液能夠通過該入口進(jìn)入。
[0041] 在另一具體實(shí)施例中，所述單元包括至少一個(gè)與充裝管流體聯(lián)通的再充裝端口。 該充裝管可以與使用者能夠從車輛的外部通達(dá)的充裝界面協(xié)作。
[0042] 因此，使用者能夠手動(dòng)地為單元再充裝氨水溶液。
[0043] 有利地，所述單元包括至少一個(gè)與排放回路流體聯(lián)通的排放端口。
[0044] 在該實(shí)施例的一個(gè)進(jìn)一步實(shí)施中，該排放回路包括以下元件中的至少一個(gè):過壓 釋放閥門（Over Pressure Relieve valve，簡(jiǎn)稱0PR)和欠壓釋放閥門（Under Pressure Re 1 ieve va 1 ve，簡(jiǎn)稱UPR)。欠壓釋放閥門例如被校準(zhǔn)為用于在儲(chǔ)存氨水溶液的單元中（尤 其是其中的任何蒸氣穹頂中）保持欠壓。因此，系統(tǒng)的安全性被提高。實(shí)際上，過壓釋放閥門 (0PR)可以被設(shè)置為使得該閥門在過壓的情況下將AUS32中的一些AAUS排走。并且，欠壓釋 放閥門(UPR)可以被設(shè)置為使得該閥門在真空的情況下將蒸氣吸走。
[0045] 在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)包括至少一條配置為將所述氨水溶液從所述單元運(yùn)輸?shù)饺?器內(nèi)部的管線，以及用于將所述氨水溶液計(jì)量供給(metering)到所述至少一條管線中的可 控裝置。
[0046] 該管線可以被用作"解凍管線"。更確切地說，尤其是在低溫下，當(dāng)氨前體溶液是固 體時(shí)，氨水溶液(AAUS)可以被注入存儲(chǔ)氨前體溶液(AUS32)的容器中，并由此被用于解凍固 態(tài)的氨前體溶液。
[0047] 有利地，包含氨水溶液的單元至少部分地位于包含氨前體溶液的容器內(nèi)和/或包 含氨前體溶液的容器的壁上。
[0048] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述單元完全位于包含氨前體溶液的容器內(nèi)。
[0049] 因此，系統(tǒng)的安全性被提高，這是因?yàn)槿绻l(fā)生氨水溶液的泄露，氨水溶液會(huì)被困 在包含氨前體(例如尿素)的容器中。
[0050] 有利地，所述單元的至少一部分是柔性的，例如所述單元的所述至少一部分由聚 合物(例如聚乙烯)制成。
[0051] 用于存儲(chǔ)氨水溶液的單元由壁限定。這些壁中的至少一個(gè)可以是柔性的。該柔性 壁可以例如通過使用具有合適厚度的惰性聚合物來實(shí)現(xiàn)。合適的例子包括聚烯烴，例如聚 乙烯(單體或共聚物，例如高密度聚乙烯HDPE)，聚丙烯，鹵化乙烯基聚合物、例如聚氯乙烯 (PVC)和聚偏氟乙烯(PVDE)。該柔性壁在低溫下和高溫下都是有益的。在低溫下，在氨前體 溶液凍結(jié)并隨之膨脹的條件下，柔性壁能夠變形以便為氨前體溶液提供更大的空間。由此， 能夠至少部分地避免容器的開裂和/或容器內(nèi)的構(gòu)件(例如計(jì)量供給單元）的損壞。在高溫 下，在氨具有高蒸氣壓強(qiáng)的條件下，例如高于室內(nèi)溫度，柔性部分能夠變形以便為氨蒸氣提 供更大的空間。
[0052] 用于氨水溶液的可變形單元還提供額外的優(yōu)點(diǎn)：由于體積是可變的，氨水溶液上 方的蒸氣量能夠被減小到最小。此外，當(dāng)單元至少部分地位于容器中時(shí)，沒有被(存儲(chǔ)氨水 溶液的）單元使用的空間能夠被重新利用，用于存儲(chǔ)更多的氨前體溶液。這在氨水溶液（即 氨水)是通過氨前體溶液的分解在車上生產(chǎn)的時(shí)候是特別有用的：被分解的氨前體溶液的 空間能夠大多被重新利用以便存儲(chǔ)由該分解產(chǎn)生的氨水。
[0053] 根據(jù)另一實(shí)施例，系統(tǒng)包括用于確定存儲(chǔ)在所述單元中的氨水溶液的體積和存儲(chǔ) 在容器中的氨前體溶液的體積的裝置。該用于確定體積的裝置例如是傳感器，比如液位傳 感器。
[0054]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，系統(tǒng)包括用于根據(jù)所確定的氨水溶液體積與所確定的 氨前體溶液體積的比值來啟動(dòng)/停止所述供給所述氨水溶液的裝置的啟動(dòng)/停止裝置。
【附圖說明】
[0055]本發(fā)明通過以下依靠圖1至圖3的例子以非限制的方式被示出。在這些附圖中，相 同或相似的設(shè)備具有相同的附圖標(biāo)記。
【具體實(shí)施方式】
[0056]本發(fā)明涉及在靜態(tài)和移動(dòng)應(yīng)用中將"AAUS"和"AUS"組合地用于SCR或用于其他需 要氨或氨前體的應(yīng)用，例如燃料電池或作為燃料添加劑的使用。
[0057] 縮寫"AAUS"指的是：
[0058]-包含重量比至少為0 · 2 %的氨的氨水-尿素溶液（Aqueous Ammonia-Urea Solutions)
[0059] -任何包含至少10%的如上文所定義的氨水/尿素溶液(49116〇118 4111111〇11丨3/11^3 Solutions)的產(chǎn)品。
[0060] 因此氨水-尿素溶液和氨水溶液兩者都包括在縮寫"AAUS"之下。AUS、尤其是AUS32 轉(zhuǎn)化為氨的產(chǎn)物也被包括在縮寫"AAUS"之下，只要氨是例如使用生物催化劑在低溫下（比 如說〈100 °C)生成的。在一個(gè)具體實(shí)施例中，AUS轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物可以進(jìn)一步被分離以去除C02或 C02衍生物和/或水。例如，這可以通過濃縮設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。例如，可以用膜從AUS轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物中 分離水。
[0061 ] 類似地，將用"AUS"（Aqueous Urea Solutions)指代包含重量比小于0·2%的氨的 尿素水溶液，或任何包含至少10%的該溶液的產(chǎn)品。
[0062]組合使用所指的是使用至少兩個(gè)存儲(chǔ)體積或至少兩個(gè)流，其中至少一個(gè)專用于 "AAUS" ；可以順序地或同時(shí)地使用該兩個(gè)存儲(chǔ)體積或流。
[0063] 該配置能夠繞開AUS32的上述缺陷：
[0064] -"AAUS"可以包含低水平的尿素，并因此能夠在比AUS32更低的溫度下被注入到排 放管中而不產(chǎn)生沉積。例如，可以將稱為AAUS22-0的水溶液(包含重量比為20 %的氨和重量 比為0%的尿素的水溶液)注入到排放管中而不要求進(jìn)一步將尿素轉(zhuǎn)化為氨并且不產(chǎn)生沉 積。因此，在排放管相對(duì)冷時(shí)、即在車輛啟動(dòng)之后使用AAUS22-0來提高NOx還原性能是有吸 引力的。由于AAUS22-0的體積氨含量實(shí)際上與由相同體積的AUS32所生成的氨相同，計(jì)量供 給保持不變;對(duì)于包含重量比為19 %的氨和重量比為4 %的尿素的AAUS19-4以及足夠的氨 和尿素的量的無限中間組合也是這樣的。
[0065] -"AAUS"在比AUS32低得多的溫度下凍結(jié)。例如，AAUS22-0在-40°C以上保持液態(tài)， 而AAUS19-4在-35°C以上保持液態(tài)。因此，"AAUS"將在低溫下保持液態(tài)并可用于NOx還原，而 AUS32在低溫下則會(huì)凍結(jié)。
[0066] -"AAUS"可用作AUS32的防凍結(jié)劑:例如25ml的AAUS22-0可以與75ml的AUS32混合， 所獲得的溶液在_15°C以上不會(huì)凍結(jié)。
[0067] -"AAUS"還可用作AUS32的解凍劑:例如，在-15°C下，可以將25ml的AAUS22-0注入 AUS32的凍結(jié)儲(chǔ)箱中，并將逐漸地解凍一定量的AUS32,比如說75ml。所獲得的100ml將不再 凍結(jié)，所獲得的溶液可用于NOx還原。當(dāng)然，該解凍效應(yīng)可以通過解凍劑的循環(huán)（由于車輛的 運(yùn)動(dòng)和所關(guān)聯(lián)的晃動(dòng)，在車輛中自然是這樣的）和通過局部加熱來被增強(qiáng):例如，小加熱器 可以位于AUS32儲(chǔ)箱中接近AAUS22-0被注入的點(diǎn)處，使得被加熱的混合物將快速地解凍周 圍的AUS32，為系統(tǒng)提供出眾的可持續(xù)性性能。
[0068] -"AAUS"存儲(chǔ)體積還可以提供良好的抵御凍結(jié)膨脹的保護(hù)。帶有半柔性壁(比如由 例如聚乙烯的聚合物制成的壁）的"AAUS"存儲(chǔ)體積例如可以位于AUS32存儲(chǔ)體積中的更不 堅(jiān)固的機(jī)械構(gòu)件的附近："AAUS"存儲(chǔ)體積將保持柔性并限制由AUS32的凍結(jié)和相應(yīng)的膨脹 產(chǎn)生的、傳遞給構(gòu)件和AUS32儲(chǔ)箱壁的力。
[0069]而且，從"AAUS"包含與"AUS"或"AUS"轉(zhuǎn)化為氨的產(chǎn)物相同的分子的意義上說， "AAUS"是從根本上與"AUS"兼容的。實(shí)際上，這些產(chǎn)物還包含二氧化碳或二氧化物衍生物， 這些二氧化碳或二氧化物衍生物對(duì)NOx還原性能是有害的;不直接通過"AUS"的分解生成的 "AAUS" 一般不是這樣的。
[0070] 然而，由于氨是有毒性的，"AAUS"也是有毒性的，并且由于蒸氣壓強(qiáng)可以相當(dāng)高， 這具有特殊的重要性:例如，對(duì)于AAUS22-0(重量比為22%的氨），氨的蒸氣分壓在20°C下已 經(jīng)是0.38bar(總壓強(qiáng)=0.40bar);在80°C下，分壓變得非常大，因?yàn)樵搲簭?qiáng)達(dá)到3.2bar(總 壓強(qiáng)= 3.6bar);實(shí)際上，AAUS22-0在大氣壓下在44°C左右就開始沸騰。
[0071] 但是對(duì)于機(jī)動(dòng)車應(yīng)用，如已在上文所概述地，"AAUS"相對(duì)于AUS32的優(yōu)點(diǎn)僅在特定 情況中是重要的：
[0072] -在排放管還相對(duì)冷時(shí)，以便能夠更早地開始NOx還原過程或在低發(fā)動(dòng)機(jī)荷載下以 便維持NOx還原過程；
[0073] -在溫度低于AUS32的凍結(jié)溫度時(shí)，或在AUS32還是凍結(jié)的時(shí)候。
[0074] 因此，對(duì)"AAUS"的需求比對(duì)"AUS32"的需求低得多。可以估計(jì)，在冷啟動(dòng)之后，達(dá)到 對(duì)"AAUS"來說足夠的溫度的時(shí)間與達(dá)到對(duì)AUS32來說足夠的溫度的時(shí)間之間的延遲是大約 7分鐘。考慮厶1^32或141^"的0.151/1001〇11的消耗（對(duì)應(yīng)于15000公里消耗22.5升）和在 15000公里期間的500次冷啟動(dòng)，與冷啟動(dòng)相關(guān)的"AAUS"的消耗為大約5升。因此，為了滿足 冷啟動(dòng)和在非常冷的條件下要行駛的額外距離的需求，7.5升的"AAUS"容量看起來是合理 的。
[0075] 還可以將"AAUS"的存儲(chǔ)體積集成在AUS32占據(jù)的體積中，以便提供額外的安全性： 倘若有事故或泄露，系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為使得泄露的"AAUS"將與AUS32混合。這將進(jìn)一步稀釋氨并 減小相應(yīng)的蒸氣壓強(qiáng)。例如，系數(shù)為3的稀釋將使氨在20°C的蒸氣分壓從0.38bar降低到 0.08bar;即使在60°C下，該被稀釋的溶液的氨的蒸氣分壓將為大約0.4bar并且總的蒸氣壓 為大約0.6bar。該保護(hù)可以例如通過將存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為以使得AUS32的體積部分或完全地 圍繞"AAUS"的體積來實(shí)現(xiàn)。并且，控制系統(tǒng)能夠確保剩余的"AAUS"的體積不超過總體積 ("AAUS"和AUS32的組合）的給定比值，例如1/3;這可以通過只要比值接近其極限數(shù)值就強(qiáng) 制消耗"AAUS"來實(shí)現(xiàn)。
[0076] 還可以通過選擇包含更少量的氨的"AAUS"來作為額外的安全性措施。這還允許降 低輸配網(wǎng)絡(luò)的物流和存儲(chǔ)成本。例如，至少在美國(guó)，由于EPA對(duì)高于20%的溶液的特殊要求， 氨水平低于20 %的溶液在該方面成本更低。
[0077]要指出的是，"AAUS"還可以在低溫下用例如尿素酶的生物催化劑從AUS32的轉(zhuǎn)化 獲得。轉(zhuǎn)化單元以及產(chǎn)物緩沖件(buffer for the effluent)可以被集成在AUS32儲(chǔ)箱中， 其中所述緩沖件用作AAUS存儲(chǔ)體積。
[0078] 在以下所述例子中，耗氨單元是SCR系統(tǒng)的注射器。當(dāng)然，在其他應(yīng)用中，耗氨單元 可以是燃料電池或內(nèi)燃機(jī)。
[0079] 實(shí)施例1
[0080] 圖1是一個(gè)符合本發(fā)明的第一具體實(shí)施例的液體供給系統(tǒng)的示意圖。
[0081] 如在圖1的例子中所示，該系統(tǒng)包括：
[0082] -用于存儲(chǔ)氨前體溶液的容器(即儲(chǔ)箱)1;
[0083]-用于存儲(chǔ)氨水溶液的單元2;以及
[0084] -用于將氨水溶液供給到耗氨單元(例如SCR系統(tǒng)的注射器，未示出）的栗6。
[0085] 在圖1的例子中，單元2設(shè)有用于分解存儲(chǔ)在儲(chǔ)箱1中的一部分氨前體溶液的裝置。 該單元2在下文中被稱為"分解和存儲(chǔ)單元"。
[0086] 在一個(gè)具體實(shí)施例中，儲(chǔ)箱1存儲(chǔ)尿素水溶液，例如AdBlue?溶液（商業(yè)尿素溶 液)。
[0087] 在圖1的例子中，分解和存儲(chǔ)單元2包括生物劑3(即蛋白質(zhì)成分或蛋白質(zhì)序列）。該 生物劑3適于分解存儲(chǔ)在儲(chǔ)箱1中的尿素。更確切地說，生物劑3適于將尿素轉(zhuǎn)化為氨水溶液 (以下稱為氨水）。例如，酶(例如尿素酶)可用于分解尿素。當(dāng)然，其他合適的蛋白質(zhì)序列可 以被使用。有利地，生物劑3(例如尿素酶)被固定在支撐件上。例如，該支撐件可以是天然或 合成的有機(jī)聚合物或無機(jī)材料(例如多孔二氧化硅、粘土、活性炭）。該支撐件可以呈粒料或 樹脂層或膜的形式。
[0088] 如所示出地，分解和存儲(chǔ)單元2包括適于熱激活酶3的加熱器4。有利地，加熱器4也 可用于使尿素溶液解凍(例如用于低溫下的車輛點(diǎn)火(key on) -一即發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)）。
[0089] 栗6配置為經(jīng)由供給管線5將尿素或氨水運(yùn)輸?shù)阶⑸淦?未示出）。該注射器將尿素 或氨水注入到排放氣體中以去除NOx。在圖1的例子中，栗6與位于分解和存儲(chǔ)單元2內(nèi)的第 一抽吸點(diǎn)SP1和位于儲(chǔ)箱1內(nèi)部的第二抽吸點(diǎn)SP2連接。有利地，該栗經(jīng)由三通閥7與第一和 第二抽吸點(diǎn)連接。
[0090] 例如，在寒冷條件下，如果在車輛啟動(dòng)時(shí)尿素溶液因?yàn)閮鼋Y(jié)而不可用（即沒有足夠 的處于液態(tài)的尿素)或如果想要很早地在排放管還相對(duì)冷的時(shí)候計(jì)量供給還原劑，那么三 通閥7就切換為使得栗6與第一抽吸點(diǎn)SP1之間的連接打開并且栗6與第二抽吸點(diǎn)SP2之間的 連接關(guān)閉。在該配置下，栗6用于以所要求的壓強(qiáng)栗送存儲(chǔ)在分解和存儲(chǔ)單元2中的氨水。氨 水由此被注入到排放氣體中。例如，當(dāng)將氨水計(jì)量供給到排放氣體中時(shí)，可以啟動(dòng)位于儲(chǔ)箱 1內(nèi)的特定加熱器(未示出）以使尿素溶液解凍。當(dāng)尿素溶液(在解凍之后)變得可用時(shí)，三通 閥7切換為使得栗6與第二抽吸點(diǎn)SP2之間的連接打開并且栗6與第一抽吸點(diǎn)SP1之間的連接 關(guān)閉。
[0091] 另一方面，如果在車輛啟動(dòng)時(shí)尿素溶液可用并且如果排放溫度已經(jīng)相對(duì)高，例如 高于180°C，那么三通閥7就切換為使得栗6與第二抽吸點(diǎn)SP2之間的連接打開并且栗6與第 一抽吸點(diǎn)SP1之間的連接關(guān)閉。在該配置下，栗6用于以所要求的壓強(qiáng)栗送存儲(chǔ)在儲(chǔ)箱1中的 尿素溶液。尿素溶液由此被注入排放氣體中。
[0092]在運(yùn)行結(jié)束時(shí)，當(dāng)車輛停止時(shí)，三通閥7被切換回來以使得栗6與第一抽吸點(diǎn)SP1之 間的連接打開并且栗6與第二抽吸點(diǎn)SP2之間的連接關(guān)閉；因此，氨水被引入到連至排放管 的管線中。
[0093] 在圖1中示出的具體實(shí)施例中，分解和存儲(chǔ)單元2包括入口 8，尿素溶液能夠通過該 入口進(jìn)入。由此，可以自動(dòng)地向分解和存儲(chǔ)單元2再充裝尿素溶液來生產(chǎn)氨水。
[0094] 有利地，入口 8可以包括配置為阻止所生產(chǎn)的氨水流回到儲(chǔ)箱1中的止回閥（未示 出）。
[0095] 在一個(gè)具體實(shí)施例中，系統(tǒng)可以配備有用于允許生物劑3更新的端口（即通道）。
[0096] 在一個(gè)具體實(shí)施例中，分解和存儲(chǔ)單元2是以密封的方式被安裝在儲(chǔ)箱1的底部的 模塊。有利地，該模塊包括允許該模塊容易地被插到儲(chǔ)箱1和從儲(chǔ)箱1上拔下的連接裝置。例 如，可以用凸輪鎖系統(tǒng)或梅森罐(mason jar)系統(tǒng)來達(dá)到該目的。
[0097] 在另一實(shí)施例中，其上固定有生物劑3的支撐件可以被插到儲(chǔ)箱1和/或從儲(chǔ)箱1上 拔下。
[0098] 有利地，分解和存儲(chǔ)單元2可以被熱隔離或被相變材料(PCM)圍繞，或可以包含PCM 材料，以使得存在于單元2中的氨前體溶液在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)在車輛休止的同時(shí)繼續(xù)被分解， 使得氨水將可用于發(fā)動(dòng)機(jī)的下一次啟動(dòng)。
[0099] 實(shí)施例2
[0100] 圖2是一個(gè)符合本發(fā)明的第二具體實(shí)施例的液體供給系統(tǒng)的示意圖。
[0101] 在圖2的例子中示出的系統(tǒng)由AUS32的儲(chǔ)箱1構(gòu)成;該儲(chǔ)箱配備有現(xiàn)有技術(shù)已知的、 沒有在該圖中示出的傳統(tǒng)充裝和排放系統(tǒng)。
[0102] 四個(gè)專用于"AAUS"的儲(chǔ)箱2a、2b、2c、2d被集成在AUS32儲(chǔ)箱1中；這些儲(chǔ)箱2a、2b、 2c、2d設(shè)計(jì)為抵抗"AAUS"的蒸氣壓強(qiáng);這些儲(chǔ)箱2a、2b、2c、2d在其上部分和其下部分相互連 接(為了附圖清晰沒有完全示出下部的相互連接），以構(gòu)成單一存儲(chǔ)體積并允許液體和蒸氣 的傳輸。由這些儲(chǔ)箱2a、2b、2c、2d構(gòu)成的存儲(chǔ)體積還配置有特有的充裝界面21，該界面組合 了液體供給和蒸氣回收管線，允許操作員（即使用者)不暴露于氨蒸氣下;這兩條管線可以 都集成在單一界面(未示出）中，這種單一界面已知地用于供給氣態(tài)流體和有毒流體。
[0103] 該四個(gè)"AAUS"儲(chǔ)箱2a、2b、2c、2d被浸沒在AUS32中，使得"AAUS"倘若泄露則將與 AUS32混合，顯著地減小氨的分壓。這四個(gè)儲(chǔ)箱還配備有過壓釋放閥門（0PR)和欠壓釋放閥 門（UPR)，倘若過壓則0PR將排走AUS3 2中的一些"AAUS"，而倘若真空則UPR將抽吸蒸氣。該 UPR可以被校準(zhǔn)為在"AAUS"存儲(chǔ)體積中保持一些真空，使得倘若在"AAUS"存儲(chǔ)體積的蒸氣 穹頂中出現(xiàn)泄漏，沒有氨蒸氣逃脫;例如，UPR可以被設(shè)計(jì)為僅當(dāng)"AAUS"存儲(chǔ)蒸氣穹頂中的 壓強(qiáng)比AUS32蒸氣穹頂中的壓強(qiáng)低0.5bar時(shí)才打開。
[0104] 像傳統(tǒng)AUS32系統(tǒng)一樣地，AUS32儲(chǔ)箱1配備有栗6以便將流體送向注射器和排放 管。然而，可以在閥門VI打開時(shí)向栗6供給"AAUS"或（當(dāng)閥門V2打開時(shí)）向栗6供給AUS32。閥 門 ￥1和￥2實(shí)際上可以被三通閥（這里未示出）替代或共用致動(dòng)器。從栗6出來的一部分流量 不去往注射器，而是被改向?yàn)橐矗ㄍㄟ^閥門V3)去往"AAUS"存儲(chǔ)體積、要么（通過閥門V4) 去往AUS32存儲(chǔ)體積。
[0105] 像傳統(tǒng)AUS32系統(tǒng)一樣地，AUS32儲(chǔ)箱1配備有加熱器4,但對(duì)于同樣的除冰性能，該 加熱器4可以比在傳統(tǒng)AUS32儲(chǔ)箱上的加熱器小得多：當(dāng)在寒冷條件下以"AAUS"運(yùn)行時(shí)，閥 門V3將是打開的，并且閥門V5也可以打開，以便通過解凍管線一些"AAUS"與AUS32混合，解 凍管線可以配備有經(jīng)校準(zhǔn)的開孔(未示出）；該"AAUS"的部分解凍流量被引向加熱器的附近 以便被加熱并在與包含在AUS32儲(chǔ)箱中的凍結(jié)的AUS32接觸時(shí)具有額外的解凍能力；當(dāng)車輛 處于運(yùn)動(dòng)中時(shí)流體的晃動(dòng)與來自于解凍線的上部分的"AAUS"流或噴霧一起確保AUS32逐漸 解凍。
[0106] 與傳統(tǒng)AUS32系統(tǒng)相反地，從儲(chǔ)箱到注射器的管線不需要被加熱，這是因?yàn)橄到y(tǒng)在 溫度過低并可能導(dǎo)致AUS32凍結(jié)時(shí)以"AAUS"來運(yùn)行。
[0107] 盡管存在呈"AAUS"形式的氨，但是由于"AAUS"存儲(chǔ)體積嵌在AUS32存儲(chǔ)體積內(nèi)而 構(gòu)成的雙重包容效應(yīng)，存儲(chǔ)系統(tǒng)相當(dāng)安全。
[0108] 有利地，可以部署消耗/再充裝策略，以避免最為嚴(yán)重的情況。實(shí)際上，對(duì)泄露產(chǎn)生 的影響的分析顯示出2種類型的情況是嚴(yán)重的。一方面，當(dāng)AUS32存儲(chǔ)體積幾乎空了的時(shí)候， 倘若"AAUS"通過裂縫流入AUS32存儲(chǔ)體積，在AUS32存儲(chǔ)體積的蒸氣穹頂中會(huì)出現(xiàn)相對(duì)高的 氨的分壓，尤其是如果"AAUS"體積還幾乎是滿的。另一方面，當(dāng)AUS32存儲(chǔ)體積幾乎是滿的 而"AAUS"存儲(chǔ)體積幾乎空了的時(shí)候，"AAUS"存儲(chǔ)體積的蒸氣穹頂中的裂縫可能導(dǎo)致處于高 分壓的大體積的氨傳輸?shù)紸US32存儲(chǔ)體積的減小的蒸氣穹頂中，并從該處傳輸?shù)酵獠?。?"AAUS"量保持在AUS32量的給定比值（比如說在1/10至2/3之間、理想地在1/4至1/2之間）內(nèi) 的策略能夠確保泄露不會(huì)導(dǎo)致有害生命或健康的情況;例如，可以部署策略以使得倘若系 統(tǒng)發(fā)生泄露情況則將NH3ppm水平維持在30ppm以下、甚至lOppm以下。該策略在于，只要 "AAUS"體積趨向于變得相對(duì)于AUS32體積過大，就強(qiáng)制消耗"AAUS"，并相反地，如果"AAUS" 的體積正變得過低就避免消耗"AAUS"。并且，再充裝AUS32或"AAUS"的請(qǐng)求可以由控制單元 來生成或甚至強(qiáng)制執(zhí)行，但這會(huì)是非常例外的，這是因?yàn)橄到y(tǒng)的務(wù)實(shí)的策略和設(shè)計(jì)能夠?qū)?比值維持在合適的范圍內(nèi)。
[0109] 在一個(gè)具體實(shí)施例中，圖2的液體供給系統(tǒng)的運(yùn)行（即工作）可以被控制器（未示 出）管理。
[0110] 例如，當(dāng)車輛啟動(dòng)時(shí)，在點(diǎn)火之后的一定延遲之后，VI和V3打開，V2、V4和V5關(guān)閉， 并且栗被啟動(dòng)以使得SCR系統(tǒng)以"AAUS"模式運(yùn)行。
[0111] 當(dāng)由傳感器測(cè)量或從模型推導(dǎo)出的排放管中的溫度足夠高（比如說120°C)時(shí)，或 當(dāng)該溫度足夠高并且超過自點(diǎn)火起的給定延遲時(shí)，啟動(dòng)注射。
[0112] 當(dāng)排放管中的溫度達(dá)到第二閾值（比如說180°C)并且外部溫度（由未示出的另一 傳感器測(cè)量)高于第三閾值（比如說-5°C)時(shí)，并且如果"AAUS"的可用體積不超過可用總體 積（"AAUS" +AUS32)(由位于"AAUS"和AUS32存儲(chǔ)體積中并且未在該圖中示出的測(cè)量計(jì)測(cè)量） 的極限比例（比如說33%)，通過關(guān)閉VI并打開V2、并且在一定的短暫延遲后關(guān)閉V3并打開 V4而將SCR系統(tǒng)從"AAUS"模式切換到AUS32模式。
[0113] 在運(yùn)行期間，如果外部溫度下降到第四閾值（比如說-5°C)以下，和/或AUS32溶液 的溫度（由AUS32存儲(chǔ)體積內(nèi)的溫度傳感器測(cè)量)下降到第五閾值（比如說-5°C)以下，或如 果"AAUS"的可用體積開始超過可用總體積（"AAUS"+AUS32)的極限比例（比如說33% )，模式 可以從AUS32模式切回"AAUS"模式。這是通過打開VI并關(guān)閉V2、并且在一定延遲后（以避免 "AAUS"存儲(chǔ)體積被AUS32污染)打開V3并關(guān)閉V4來實(shí)現(xiàn)的。
[0114] 如果溫度在運(yùn)行期間再次上升，根據(jù)外部溫度和AUS32溶液的溫度的閾值以及分 別的"AAUS"體積與總體積（"AAUS" +AUS32)的比值，可以通過關(guān)閉VI并打開V2、并且在一定 的短暫延遲之后關(guān)閉V3并打開V4而將模式從"AAUS"模式切換到AUS32模式。
[0115] 在以"AAUS"模式運(yùn)行時(shí)，可以基于外部溫度、AUS32溫度、"AAUS"和AUS32的可用體 積（由位于"AAUS"和AUS32存儲(chǔ)體積中的并且未在該圖中示出的測(cè)量計(jì)測(cè)量)等條件以及對(duì) 已經(jīng)注入到AUS32存儲(chǔ)體積中的"AAUS"的量和AUS32中相關(guān)的氨濃度的估計(jì)而將SCR系統(tǒng)切 換到"AAUS-解凍"模式。這是通過打開V5并啟動(dòng)加熱器(如果還沒有像對(duì)于傳統(tǒng)AUS32控制 系統(tǒng)一樣地基于相同基礎(chǔ)而進(jìn)行)來實(shí)現(xiàn)的。啟動(dòng)"AAUS-解凍"模式的條件可以是"AAUS"可 用體積處于給定的絕對(duì)范圍（比如說1至7.5升）和相對(duì)范圍（比如說總可用體積一一即 "AAUS" +AUS32的總體積--的15%至33% )內(nèi)、外部溫度處于給定范圍（比如說-20°C至_5 °C )內(nèi)和/或AUS32溫度也處于給定范圍（比如說-20°C至-5°C)內(nèi)以及所估計(jì)的AUS32中的氨 濃度不超過閾值。借助于計(jì)時(shí)器來估計(jì)注入到AUS32存儲(chǔ)體積中的"AAUS"的量，并且基于 "AAUS"的添加和"AAUS" -AUS32混合物的消耗的模型來估計(jì)氨的濃度。替代地或補(bǔ)充地，可 以通過置于AUS32存儲(chǔ)體積中的傳感器(未示出）來測(cè)量注入到AUS32存儲(chǔ)中的"AAUS"的量， 傳感器例如是測(cè)量導(dǎo)電性的傳感器，這是因?yàn)樗@得的混合物的導(dǎo)電性對(duì)氨的量非常敏 感。
[0116] 在以"AAUS-解凍"模式運(yùn)行時(shí)，如果不再滿足允許該模式的條件或基于另一組條 件/參數(shù)，SCR系統(tǒng)可以被切換到"AAUS"模式。
[0117] 只要剩余"AAUS"體積下降到閾值以下，控制系統(tǒng)（未示出）就可以啟動(dòng)警告程序， 來提示"AAUS"存儲(chǔ)體積的再充裝;可能地，如果液位變得過于危險(xiǎn)，車輛可以被切換到降級(jí) 的運(yùn)行模式。
[0118] 在熄火(key-off)時(shí)，如果SCR系統(tǒng)處于AUS32模式，或如果該系統(tǒng)處于"AAUS"或 "AAUS-解凍"模式并且如果這后兩個(gè)模式被啟動(dòng)的時(shí)間還短，以與在傳統(tǒng)AUS32系統(tǒng)上類似 的方式對(duì)從栗到注射器的管線進(jìn)行凈化：閥門VI關(guān)閉，V2打開，V3、V4和V5關(guān)閉，并且以反向 模式啟動(dòng)栗以便抽吸該管線的內(nèi)容物并將其送回到AUS32存儲(chǔ)體積。由于"AAUS"不會(huì)凍結(jié)， 如果該管線完全被"AAUS"充裝，則該凈化不被啟動(dòng)；這樣能節(jié)省一些"AAUS"。該管線被 "AAUS"的充裝是基于自啟動(dòng)"AAUS"或"AAUS-解凍"模式起所注射的量和管線的體積來建模 的。
[0119] 實(shí)施例3
[0120] 圖3是一個(gè)符合本發(fā)明的第三具體實(shí)施例的液體供給系統(tǒng)的示意圖。
[0121]在圖3的例子中示出的系統(tǒng)由AUS32的儲(chǔ)箱1構(gòu)成;該儲(chǔ)箱1配備有現(xiàn)有技術(shù)已知的 并且不在該圖中示出的傳統(tǒng)的充裝和排放系統(tǒng)。
[0122] 五個(gè)專用于"AAUS"的儲(chǔ)箱2a、2b、2c、2d、2e集成在AUS32儲(chǔ)箱1中。第五"AAUS"儲(chǔ)箱 2e具有柔性壁并配置為用于保護(hù)構(gòu)件免受由在AUS32凍結(jié)時(shí)發(fā)生的冰膨脹導(dǎo)致的壓縮。
[0123] 像傳統(tǒng)AUS32系統(tǒng)一樣地，AUS32儲(chǔ)箱配備有AUS32栗7以便將流體送向注射器和排 放管。然而，第二栗8專用于"AAUS"。當(dāng)需要將"AAUS"提供給注射器時(shí)，AAUS栗8被啟動(dòng)，同時(shí) 打開止回閥CV2和CV3但不打開CV1 (這是因?yàn)樵撻y門在比CV2更大的壓強(qiáng)下打開)并且AUS32 栗7被停止;該栗7在其不被啟動(dòng)時(shí)不允許反向流。當(dāng)需要將AUS32提供給注射器時(shí)，AAUS栗8 被停止，并且AUS32栗7被啟動(dòng);CV1打開，這是因?yàn)橛葾US32栗輸出的壓強(qiáng)是足夠的，而CV2和 CV3則保持關(guān)閉。在一個(gè)具體實(shí)施例中，僅AUS32栗7能夠以反向模式被啟動(dòng)以進(jìn)行凈化;在 該情況下，AUS32栗抽吸連至注射器的管線的內(nèi)容物并將其送回到AUS32儲(chǔ)箱;CV1和CV2關(guān) 閉，并且CV3也保持關(guān)閉，這是因?yàn)橛葾US32栗導(dǎo)致的真空不足以打開該閥門。
[0124] AAUS栗8可以被任何能夠?qū)?AAUS"加壓并傳輸?shù)脑O(shè)備替代。
[0125] 像傳統(tǒng)AUS32系統(tǒng)一樣地，AUS32儲(chǔ)箱配備有加熱器4,但對(duì)于相同的除冰性能，該 加熱器可以比在傳統(tǒng)AUS32儲(chǔ)箱上的加熱器小得多：在以寒冷條件下的"AAUS"運(yùn)行時(shí)， AUS32栗可以以慢的反向模式被啟動(dòng)，以便將一些"AAUS"送到AUS32儲(chǔ)箱的加熱器的附近， 以使其被加熱并在與包含在AUS32儲(chǔ)箱中的凍結(jié)的AUS32接觸時(shí)具有額外的解凍能力;流體 在車輛處于運(yùn)動(dòng)時(shí)的晃動(dòng)確保AUS32逐漸解凍。
[0126] 與傳統(tǒng)AUS32系統(tǒng)相反地，從儲(chǔ)箱到注射器的管線不需要被加熱，這是因?yàn)楫?dāng)溫度 太低并可能導(dǎo)致AUS32凍結(jié)時(shí)系統(tǒng)以"AAUS"運(yùn)行。
[0127] 在一個(gè)具體實(shí)施例中，圖3的液體供給系統(tǒng)的運(yùn)行（即工作）可以由控制器（未示 出）管理。
[0128] 例如，當(dāng)車輛被啟動(dòng)時(shí)，在點(diǎn)火后的一定延遲之后，AAUS栗被啟動(dòng)，同時(shí)保持AUS32 栗停止，使得SCR系統(tǒng)以"AAUS"模式運(yùn)行。
[0129] 當(dāng)由傳感器測(cè)量的或從模型推導(dǎo)出的排放管中的溫度足夠高（比如說120°C)時(shí)， 或當(dāng)該溫度足夠高并且超過自點(diǎn)火起的給定延遲時(shí)，啟動(dòng)注射。
[0130] 當(dāng)排放管中的溫度達(dá)到第二閾值（比如說180°C)并且外部溫度（由未示出的另一 傳感器測(cè)量)高于第三閾值（比如說-5°C)時(shí)，并且如果"AAUS"的可用體積不超過可用總體 積（"AAUS"+AUS32)(由處于"AAUS"和AUS32存儲(chǔ)體積中的并且未在圖中示出的測(cè)量計(jì)測(cè)量） 的極限比例（比如說33% )，通過停止AAUS供給系統(tǒng)并啟動(dòng)AUS32栗將SCR系統(tǒng)從"AAUS"模式 切換到AUS32模式。
[0131 ] 在運(yùn)行期間，如果外部溫度下降到第四閾值（比如說-5°C )以下，和/或AUS32溶液 的溫度（由AUS32存儲(chǔ)體積內(nèi)的溫度傳感器測(cè)量)下降到第五閾值（比如說-5°C)以下，或如 果"AAUS"的可用體積開始超過可用總體積（"AAUS"+AUS32)的極限比例（比如說33% )，模式 可以從AUS32模式切回"AAUS"模式。這是通過停止AUS32栗并啟動(dòng)AAUS供給系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。
[0132] 如果溫度在運(yùn)行期間再次上升，根據(jù)外部溫度和AUS32溶液溫度的閾值以及分別 的"AAUS"體積與總體積（"AAUS"+AUS32)的比值，可以通過停止AAUS供給系統(tǒng)并啟動(dòng)AUS32 栗來將模式從"AAUS"模式切換到AUS32模式。
[0133] 在以"AAUS"模式運(yùn)行時(shí)，可以基于外部溫度、AUS32溫度、"AAUS"和AUS32的可用體 積（由處于"AAUS"和AUS32存儲(chǔ)體積中的并且未在該圖中示出的測(cè)量計(jì)測(cè)量)等條件以及對(duì) 已經(jīng)注入AUS32存儲(chǔ)體積中的"AAUS"的量和AUS32中相關(guān)的氨濃度的估計(jì)而將SCR系統(tǒng)切換 到"AAUS-解凍"模式。這是通過啟動(dòng)加熱器(如果還沒有像對(duì)于傳統(tǒng)AUS32控制系統(tǒng)一樣地 基于相同基礎(chǔ)而進(jìn)行)并以慢的反向模式啟動(dòng)AUS32栗來實(shí)現(xiàn)的。啟動(dòng)"AAUS-解凍"模式的 條件可以是"AAUS"可用體積處于給定的絕對(duì)范圍（比如說1至7.5升)和相對(duì)范圍（比如說總 可用體積一一即"AAUS"+AUS32的總體積一一的15%至33% )內(nèi)、外部溫度處于給定范圍（比 如說-20°C至_5°C)內(nèi)和/或AUS32溫度也處于給定范圍（比如說-20°C至_5°C)內(nèi)以及所估計(jì) 的AUS32中的氨濃度不超過閾值。借助于計(jì)時(shí)器來估計(jì)注入到AUS32存儲(chǔ)體積中的"AAUS"的 量，并且基于"AAUS"添加模型和注射器、AUS32栗以及AAUS供給系統(tǒng)的參數(shù)來估計(jì)氨的濃 度。替代地或補(bǔ)充地，可以通過布置在AUS32存儲(chǔ)體積中的傳感器(未示出）來測(cè)量注入到 AUS32存儲(chǔ)中的"AAUS"的量，傳感器例如是測(cè)量導(dǎo)電性的傳感器，這是因?yàn)樗鶎?dǎo)致的混合物 的導(dǎo)電性對(duì)氨的量非常敏感。
[0134] 在以"AAUS-解凍"模式運(yùn)行時(shí)，如果不再滿足允許該模式的條件或基于另一組條 件/參數(shù)，SCR系統(tǒng)可以被切換到"AAUS"模式。
[0135] 只要剩余"AAUS"體積下降到閾值以下，控制系統(tǒng)（未示出）就可以啟動(dòng)警告程序， 來提示"AAUS"存儲(chǔ)體積的再充裝;可能地，如果液位變得過于危險(xiǎn)，車輛可以被切換到降級(jí) 的運(yùn)行模式。
[0136] 在熄火時(shí)，如果SCR系統(tǒng)處于AUS32模式，或如果該系統(tǒng)處于"AAUS"或"AAUS-解凍" 模式并且如果這后兩個(gè)模式被啟動(dòng)的時(shí)間還短，如下地對(duì)從栗到注射器的管線進(jìn)行凈化： AAUS供給系統(tǒng)停止并且以反向模式啟動(dòng)AUS32栗來抽吸該管線的內(nèi)容物并將其送回到 AUS32存儲(chǔ)體積。由于"AAUS"不會(huì)凍結(jié)，如果該管線完全被"AAUS"充裝，則該凈化不被啟動(dòng)； 這樣能節(jié)省一些"AAUS"。該管線被"AAUS"的充裝是基于自啟動(dòng)"AAUS"或"AAUS-解凍"模式 起所注射的量和管線的體積來建模的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于至少一個(gè)安裝在車輛上的耗氨單元的液體供給系統(tǒng)，所述液體供給系統(tǒng)包 括： -用于存儲(chǔ)氨前體溶液的容器； -至少一個(gè)用于存儲(chǔ)在水中包含重量占比至少為0.2 %的氨的氨水溶液的單元； -用于將所述氨水溶液供給到所述耗氨單元的裝置。2. 如權(quán)利要求1所述的液體供給系統(tǒng)，其中所述液體供給系統(tǒng)包括用于將所述氨前體 溶液供給到所述耗氨單元的裝置。3. 如權(quán)利要求1或2所述的液體供給系統(tǒng)，其中所述氨水溶液包含尿素水溶液或尿素水 溶液的殘余。4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的液體供給系統(tǒng)，其中所述氨水溶液包含二氧化碳或 二氧化碳衍生物。5. 如權(quán)利要求3和4所述的液體供給系統(tǒng)，其中所述氨水溶液是包含氫氧化銨、氨前體 殘余、二氧化碳和/或二氧化碳衍生物的產(chǎn)物混合物。6. 如權(quán)利要求5所述的液體供給系統(tǒng)，其中所述液體供給系統(tǒng)包括用于獲得所述產(chǎn)物 混合物的裝置，所述產(chǎn)物混合物是通過例如借助于至少一種酶、例如尿素酶來分解存儲(chǔ)在 所述容器中的一部分氨前體溶液獲得的。7. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的液體供給系統(tǒng)，其中所述單元包括至少一個(gè)與充裝 管流體聯(lián)通的再充裝端口。8. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的液體供給系統(tǒng)，其中所述單元包括至少一個(gè)與排放 回路流體聯(lián)通的排放端口。9. 如權(quán)利要求8所述的液體供給系統(tǒng)，其中所述排放回路包括以下元件中的至少一個(gè)： 過壓釋放閥門和欠壓釋放閥門。10. 如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的液體供給系統(tǒng)，其中所述液體供給系統(tǒng)包括至少 一條配置為將所述氨水溶液從所述單元運(yùn)輸?shù)剿鋈萜鲀?nèi)部的管線，以及用于將所述氨水 溶液計(jì)量供給到所述至少一條管線中的可控裝置。11. 如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的液體供給系統(tǒng)，其中所述單元至少部分地位于所 述容器內(nèi)部和/或所述容器的壁上。12. 如前一權(quán)利要求所述的液體供給系統(tǒng)，其中所述單元完全位于所述容器內(nèi)部。13. 如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的液體供給系統(tǒng)，其中所述單元的至少一部分是柔 性的，例如所述單元的所述至少一部分由例如聚乙烯的聚合物制成。14. 如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的液體供給系統(tǒng)，其中所述液體供給系統(tǒng)包括用于 確定存儲(chǔ)在所述單元中的氨水溶液的體積和存儲(chǔ)在所述容器中的氨前體溶液的體積的裝 置。15. 如前一權(quán)利要求所述的液體供給系統(tǒng)，其中所述液體供給系統(tǒng)包括用于根據(jù)所確 定的氨水溶液體積與所確定的氨前體溶液體積的比值來啟動(dòng)/停止所述供給所述氨水溶液 的裝置的啟動(dòng)/停止裝置。
【文檔編號(hào)】F01N3/20GK105874177SQ201480048578
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2014年9月4日
【發(fā)明人】J·J·范夏夫汀根, 弗朗索瓦·道尼爾, 皮埃爾·德曼, 比瑞茲·曼戈-波尼尼
【申請(qǐng)人】全耐塑料高級(jí)創(chuàng)新研究公司