一种排气系统以及恒流输出气体的方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种排气系统，包括储气罐、气体流速传感器、控制器以及电机，其中：所述储气罐，用于存储压缩气体，当所述储气罐阀门打开时输出气体；所述气体流速传感器置于所述储气罐阀门，用于在所述阀门打开时，获取所述输出气体的流速信息；所述控制器分别与所述气体流速传感器和所述电机相连，用于根据所述气体流速传感器获取的所述流速信息，向所述电机发出对应的控制指令；所述电机与所述控制器相连，用于根据所述控制器的控制指令，控制塞合于所述储气罐内腔空间一端的活塞运动而改变所述储气罐的内腔空间。相应地，本发明实施例还公开了一种恒流输出气体的方法。采用本发明，可以输出恒流的气体，保证气体对外做功的稳定性。
【专利说明】一种排气系统以及1I'旦流输出气体的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及气电混合动力车【技术领域】，尤其涉及一种排气系统以及恒流输出气体 的方法。
【背景技术】
[0002]随着汽车的不断发展，各式各样的混合动力车应运而生，其中以环保、节能为目的 的气电混合动力车具有非常好的发展前景。气电混合动力车通过高压储气罐放出的气体做 功，转化为电能或动能。但储气罐在使用过程中，随着罐内气体的减少，储气罐罐内气压变 小，随之放出的气体流量减小，从而气体做功的功率减小。
[0003]目前的解决方法中，只在医用储气罐上提出了持续补气的方法。第一，医用储气罐 无论是大小还是容量上都无法与车用储气罐相提并论；第二，行驶过程中的汽车无法通过 压缩机持续补充气体。因此，车用储气罐的这一缺陷严重阻碍了气电混合动力车的发展。
【发明内容】
[0004]本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种排气系统以及恒流输出气体的 方法，可以使储气罐在使用的过程中始终保持恒定的流速输出罐内气体，保证输出的气体 对外做功功率的稳定性。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种排气系统，包括储气罐、气体流 速传感器、控制器以及电机，其中:
[0006]所述储气罐，用于存储压缩气体，当所述储气罐阀门打开时输出气体；
[0007]所述气体流速传感器置于所述储气罐阀门，用于在所述阀门打开时，获取所述输 出气体的流速信息；
[0008]所述控制器分别与所述气体流速传感器和所述电机相连，用于根据所述气体流速 传感器获取的所述流速信息，向所述电机发出对应的控制指令；
[0009]所述电机与所述控制器相连，用于根据所述控制器的控制指令，控制塞合于所述 储气罐内腔空间一端的活塞运动而改变所述储气罐的内腔空间。
[0010]相应地，本发明实施例还提供了一种恒流输出气体的方法，包括:
[0011]接收置于储气罐阀门的气体流速传感器发送的所述储气罐输出气体的流速信 息；
[0012]获取所述流速信息与预设流速阈值的比较结果；
[0013]根据所述比较结果，发出对应的控制指令给电机，以使电机控制塞合于所述储气 罐内腔空间一端的活塞运动而改变所述储气罐的内腔空间。
[0014]实施本发明实施例，具有如下有益效果:本发明实施例通过气体流速传感器获取 储气罐阀门处气体的流速信息，控制器分析流速信息后利用电机来控制活塞运动从而改变 储气罐内腔空间的大小，以保证储气罐内气压稳定，实现储气罐在使用的过程中始终保持 恒定的流速输出气体，保证输出的气体对外做功功率的稳定性。【专利附图】
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本发明实施例提供的一种排气系统的结构示意图；
[0017]图2是本发明实施例提供的一种控制器的结构示意图；
[0018]图3是本发明实施例提供的一种运动状态控制模块的结构示意图；
[0019]图4是本发明实施例提供的一种恒流输出气体的方法。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021]本发明实施例中提供的排气系统，应用于空气动力机，特别是气电混合动力汽车 上的空气动力机，但并不仅仅针对空气动力机，例如航空气轮机、工业冷却机以及化工换热 机等都属于本发明保护范畴。
[0022]图1是本发明实施例提供的一种排气系统的结构示意图。如图所示本发明实施例 中的排气系统至少可以包括储气罐110、气体流速传感器120、控制器130以及电机140，其 中:
[0023]储气罐110，用于存储压缩气体，当储气罐110的阀门打开时输出气体。所述储气 罐110可以为高压储气罐，内部可承受气压范围至少满足15?75kpa。具体的，储气罐中 110存有压缩气体，当阀门被打开后，输出压缩气体。
[0024]气体流速传感器120,置于储气罐110阀门，用于在阀门打开时,获取输出气体的
流速息。
[0025]所述流速信息包括输出气体的流速。具体的，阀门处的气体流速传感器120按预 设单位时间采集气体的流量，从而通过公式v=L/t得到输出气体的流速，其中，V代表流速， L代表流量，t代表预设单位时间。
[0026]控制器130，分别与所述气体流速传感器120和所述电机140相连，用于根据所述 气体流速传感器120获取的所述流速信息，向所述电机140发出对应的控制指令。具体实 现中，所述控制器130可以如图2所示进一步包括流速信息接收模块131、比较结果获取模 块132、以及运动状态控制模块133，其中:
[0027]流速信息接收模块131，用于接收所述气体流速传感120发送的流速信息。
[0028]具体的，气体流速传感120将测量的流速信息发送给流速信息接收模块131，流速 信息接收模块131接收该流速信息。
[0029]比较结果获取模块132，用于获取流速信息与预设流速阈值的比较结果。
[0030]所述预设流速阈值根据实际需求或实验结果事先设定，所述比较结果包括比较双方的大小关系与相差程度。具体的，比较结果获取模块132将流速信息中的气体流速与预 设流速阈值进行大小比较，得到两者的大小关系与相差程度。
[0031]运动状态控制模块133，用于根据所述比较结果，向所述电机发出对应的控制指 令。具体的，运动状态控制模块133可以如图3所示进一步包括正转控制指令发送单元 133a、停止控制指令发送单元133b以及反转控制指令发送单元133c,其中:
[0032]正转控制指令发送单元133a，用于在流速信息中的气体流速低于流速阈值时，向 电机发出正转的控制指令。
[0033]停止控制指令发送单元133b，用于在流速信息中的气体流速高于或等于流速阈值 时，向电机发出停止的控制指令。
[0034]反转控制指令发送单元133c，用于在流速信息中的气体流速高于预设流速极限值 时，则向电机发出反转的控制指令。需要指出的是，所述预设流速极限值是根据储气罐110 的阀门外接装置的接受性能事先设定的，例如:储气罐110输出气体带动叶轮旋转，当叶轮 旋转速度r超过极限值k后，叶轮将会被损坏，为了保护叶轮，储气罐110的输出气体流速 必须低于一个极限速度，这个极限速度即为预设流速极限值。
[0035]电机140，与所述控制器130相连，用于根据控制器130的控制指令，控制塞合于 储气罐110内腔空间111 一端的活塞运动而改变储气罐的内腔空间111大小。需要指出的 是，所述电机140可以是直流电机或交流电机。
[0036]所述活塞如图1所示可以沿着储气罐110的内腔空间111里外运动。具体的，当 控制指令为正转时，电机140正转推动活塞压缩储气罐110的内腔空间111，当控制指令为 反转时，电机140反转拉动活塞扩张储气罐110的内腔空间111，当控制指令为停止时，电机 140停止转动，活塞处于静止状态，储气罐110的内腔空间111大小不变。需要指出的是，内 腔空间111大小决定了储气罐Iio的压缩气体的气压大小,气压越大,输出气体流速越大， 反之流速越小。
[0037]图4是本发明实施例中一种恒流输出气体的方法。如图所示本实施例中的恒流输 出气体的方法的流程可以包括:
[0038]S210，接收储气罐输出气体的流速信息。
[0039]所述储气罐可以为高压储气罐，内部可承受气压范围至少满足15?75kpa，所述 流速信息包括输出气体的流速。具体的，储气罐中存有压缩气体，当阀门被打开后，输出压 缩气体，控制器接收置于储气罐阀门的气体流速传感器发送的流速信息。需要指出的是，阀 门处的气体流速传感器按预设单位时间采集气体的流量，从而通过公式v=L/t得到输出气 体的流速，其中，V代表流速，L代表流量，t代表预设单位时间。
[0040]S220,获取所述流速信息与预设流速阈值的比较结果。
[0041]所述预设流速阈值根据实际需求或实验结果事先设定，所述比较结果包括比较双 方的大小关系与相差程度。具体的，控制器将流速信息中的气体流速与预设流速阈值进行 大小比较，得到两者的大小关系与相差程度。
[0042]S230，根据所述比较结果，发出对应的控制指令给电机，以使电机控制活塞改变储 气罐的内腔空间。
[0043]具体的，若所述流速信息中的气体流速低于所述流速阈值，控制器则向所述电机 发出正转的控制指令，以使所述活塞压缩所述储气罐的内腔空间；若所述流速信息中的气体流速高于或等于所述流速阈值，控制器则向所述电机发出停止的控制指令，以使所述活 塞处于静止状态而不改变所述储气罐的内腔空间。若所述流速信息中的气体流速高于预设 流速极限值，控制器则向所述电机发出反转的控制指令，以使所述活塞扩张所述储气罐的 内腔空间。
[0044]需要指出的是，所述预设流速阈值根据实际需求或实验结果事先设定，所述比较 结果包括比较双方的大小关系与相差程度，所述预设流速极限值是根据储气罐的阀门外接 装置的接受性能事先设定的，例如:储气罐输出气体带动叶轮旋转，当叶轮旋转速度r超过 极限值k后，叶轮将会被损坏，为了保护叶轮，储气罐的输出气体流速必须低于一个极限速 度，这个极限速度即为预设流速极限值。
[0045]进一步的，所述电机可以是直流电机或交流电机，所述内腔空间大小决定了储气 罐的压缩气体的气压大小,气压越大,输出气体流速越大,反之流速越小。
[0046]本发明实施例通过气体流速传感器获取储气罐阀门处气体的流速信息，控制器分 析流速信息后利用电机来控制活塞运动从而改变储气罐内腔空间的大小，以保证储气罐内 气压稳定，实现储气罐在使用的过程中始终保持恒定的流速输出气体，保证输出的气体对 外做功功率的稳定性。
[0047]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以 通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质 中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁 碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。
[0048]以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范 围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
【权利要求】
1.一种排气系统，其特征在于，所述排气系统包括储气罐、气体流速传感器、控制器以及电机，其中:所述储气罐，用于存储压缩气体，当所述储气罐阀门打开时输出气体；所述气体流速传感器置于所述储气罐阀门，用于在所述阀门打开时，获取所述输出气体的流速信息；所述控制器分别与所述气体流速传感器和所述电机相连，用于根据所述气体流速传感器获取的所述流速信息，向所述电机发出对应的控制指令；所述电机与所述控制器相连，用于根据所述控制器的控制指令，控制塞合于所述储气罐内腔空间一端的活塞运动而改变所述储气罐的内腔空间。
2.如权利要求1所述的排气系统，其特征在于，所述控制器包括:流速信息接收模块，用于接收所述气体流速传感器发送的流速信息； 比较结果获取模块，用于获取所述流速信息与预设流速阈值的比较结果；运动状态控制模块，用于根据所述比较结果，向所述电机发出对应的控制指令。
3.如权利要求2所述的排气系统，其特征在于，所述运动状态控制模块包括:正转控制指令发送单元，用于在所述流速信息中的气体流速低于所述流速阈值时，向所述电机发出正转的控制指令，以使所述活塞压缩所述储气罐的内腔空间；停止控制指令发送单元，用于在所述流速信息中的气体流速高于或等于所述流速阈值时，向所述电机发出停止的控制指令，以使所述活塞处于静止状态而不改变所述储气罐的内腔空间。
4.如权利要求2所述的排气系统，其特征在于，所述运动状态控制模块还包括:反转控制指令发送单元，用于在所述流速信息中的气体流速高于预设流速极限值时， 则向所述电机发出反转的控制指令，以使所述活塞扩张所述储气罐的内腔空间。
5.如权利要求1-4任一项所述的排气系统,其特征在于,所述电机为直流电机或交流电机。
6.—种恒流输出气体的方法,其特征在于,所述方法包括:接收置于储气罐阀门的气体流速传感器发送的所述储气罐输出气体的流速信息；获取所述流速信息与预设流速阈值的比较结果；根据所述比较结果，发出对应的控制指令给电机，以使所述电机控制塞合于所述储气罐内腔空间一端的活塞运动而改变所述储气罐的内腔空间。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述比较结果，发出对应的控制指令给电机，以使电机控制塞合于所述储气罐内腔空间一端的活塞运动而改变所述储气罐的内腔空间包括:若所述流速信息中的气体流速低于所述流速阈值，则向所述电机发出正转的控制指令，以使所述活塞压缩所述储气罐的内腔空间；若所述流速信息中的气体流速高于或等于所述流速阈值，则向所述电机发出停止的控制指令，以使所述活塞处于静止状态而不改变所述储气罐的内腔空间。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取所述流速信息与预设流速阈值的比较结果之后还包括:若所述流速信息中的气体流速高于预设流速极限值，则向所述电机发出反转的控制指令，以使所述活塞扩张所述储气罐的内腔空间。
9.如权利要求6-8任一 项所述的方法，其特征在于，所述电机为直流电机或交流电机。
【文档编号】F01N13/00GK103590880SQ201310542605
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】陈明军, 胡水平 申请人:陈明军, 安源客车制造有限公司