SCR系统的换热组件和车辆的制作方法

本发明属于车辆技术领域，具体而言，涉及一种SCR系统的换热组件和具有该换热组件的车辆。

背景技术：

采用柴油发动机是车辆节能减排的一个重要且有效的发展方向，处理柴油发动机尾气中的NO_x是提升柴油发动机排放标准的重要手段。选择性催化还原技术(简称SCR)是在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NO_x还原成N₂和H₂O，达到尾气净化的目的，该技术被广泛应用于柴油发动机尾气后处理，通过优化喷油和燃烧过程，尽量在机内控制微粒PM的产生，而后在机外处理富氧条件下形成的NO_x，使用车用尿素(车用尿素在一定温度下分解生成氨)对氮氧化物(NOx)进行选择性催化还原，从而达到既节能、又减排的目的。

车用尿素溶液(简称AdBlue)的凝固点为-11℃，而在-5℃时AdBlue易因高温分解，为此必须要控制储存尿素的尿素罐中的AdBlue的温度，且尿素喷嘴处的流速较高，易发生放热反应，使尿素喷嘴的温度较高，尿素喷嘴附近的AdBlue易因为高温发生缩合反应析出晶体。

相关技术中，SCR系统的换热组件工作时，换热介质在对尿素罐及尿素喷嘴进行换热时，存在换热介质分流的问题，难以对尿素罐及时换热，尿素罐内 的AdBlue易结晶或分解，存在改进空间。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有换热效率高的SCR系统的换热组件。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述SCR系统的换热组件的车辆。

根据本发明第一方面实施例的SCR系统的换热组件，包括：用于与所述SCR系统的尿素罐换热的第一换热件；用于与所述SCR系统的尿素喷嘴换热的第二换热件；控制阀，所述控制阀包括进水口、第一出水口和第二出水口，所述进水口适于与换热介质源相连，所述第一出水口与所述第一换热件相连，所述第二出水口与所述第二换热件相连，所述第一出水口和所述第二出水口中的一个与所述进水口连通时，所述第一出水口和所述第二出水口中的另一个与所述进水口断开。

根据本发明第一方面实施例的SCR系统的换热组件，通过设置上述控制阀，可以快速及时地加热尿素罐内的AdBlue，在需要冷却尿素喷嘴时，可以迅速给尿素喷嘴降温，换热效率高，且SCR系统的换热组件的结构简单。

另外，根据本发明上述实施例的SCR系统的换热组件还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，所述控制阀还包括：阀腔，所述进水口与所述阀腔连通，所述第一出水口与所述第二出水口均与所述阀腔可选择性地连通；阀芯，所述阀芯在第一位置与第二位置之间可移动地设在所述阀腔内，所述阀芯在所述第一位置时，所述第一出水口与所述阀腔断开，且所述第二出水口与所述阀腔连通，所述阀芯在所述第二位置时，所述第一出水口与所述阀腔连通，且所述第二出水 口与所述阀腔断开。

可选地，所述控制阀为三通电磁阀，所述三通电磁阀包括：线圈，在所述线圈通电时，所述线圈产生的磁场可驱动所述阀芯从所述第一位置移动到所述第二位置；弹性件，所述弹性件与所述阀芯相连，以在所述线圈断电时驱动所述阀芯从所述第二位置移动到所述第一位置。

可选地，所述弹性件弹性止抵在所述阀芯与所述线圈之间，且在所述阀芯从所述第一位置移动到所述第二位置时被压缩。

可选地，所述弹性件弹性止抵在所述阀腔的远离所述线圈的内壁与所述阀芯之间，且在所述阀芯从所述第一位置移动到所述第二位置时被拉伸。

可选地，所述弹性件为弹簧。

可选地，所述的SCR系统的换热组件还包括：用于检测尿素罐内的溶液的温度的温度传感器；控制器，所述控制器与所述温度传感器相连以根据所述温度传感器的信号控制所述线圈可选择性地通电或断电。

可选地，所述尿素罐的溶液的温度为T，且满足：T≤-11℃时，所述线圈通电；T＞-11℃时，所述线圈断电。

可选地，所述尿素罐的溶液的温度为T，且满足：T≤-10℃时，所述控制器控制所述线圈通电；T≥-5℃时，所述控制器控制所述线圈断电。

根据本发明第二方面实施例的车辆，包括第一方面实施例的任一种所述的SCR系统的换热组件。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的控制阀的结构示意图。

附图标记：

控制阀1，进水口2，第一出水口3，第二出水口4，阀芯5，线圈6，弹性件7，阀腔Ⅰ。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过 中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

SCR系统的换热组件用于与SCR系统的尿素罐及尿素喷嘴进行热交换，以将尿素罐的温度控制在适宜范围并冷却尿素喷嘴，防止AdBlue结晶或分解。

下面参照图1详细描述根据本发明实施例的SCR系统的换热组件，如图所示，SCR系统的换热组件包括第一换热件(图中未示出)、第二换热件(图中未示出)和控制阀1。

其中，第一换热件用于与SCR系统的尿素罐换热，具体地，在尿素罐的温度过低时，第一换热件可以加热尿素罐内的AdBlue，提升尿素罐的温度，以防止尿素罐内的AdBlue由于温度过低而凝固。

第二换热件用于与SCR系统的尿素喷嘴换热，具体地，第二换热件可以吸收尿素喷嘴的热量以冷却尿素喷嘴，防止尿素喷嘴附近的AdBlue由于温度过高而析出结晶物(例如发生缩合反应)。

控制阀1包括进水口2、第一出水口3和第二出水口4，进水口2适于与 换热介质源相连，第一出水口3与第一换热件相连，第二出水口4与第二换热件相连，第一出水口3和第二出水口4中的一个与进水口2连通时，第一出水口3和第二出水口4中的另一个与进水口2断开。

可以理解的是，尿素罐的温度低于换热介质的温度，换热介质的温度高于尿素喷嘴的温度。第一出水口3和第二出水口4不同时开启也不同时关闭，在第一出水口3与进水口2连通时，换热介质通过第一出水口3流向第一换热件，并加热尿素罐内的AdBlue，且此时第二出水口4关闭；如图1所示，在第二出水口4与进水口2连通时，换热介质通过第二出水口4流向第二换热件，并冷却尿素喷嘴，且此时第一出水口3关闭。

根据本发明实施例的SCR系统的换热组件，通过设置上述控制阀1，使换热介质源中的换热介质可以选择性地与尿素喷嘴或尿素罐换热，不会发生换热介质的分流现象，在需要对尿素罐加热解冻时，可以快速及时地加热尿素罐内的AdBlue，在需要冷却尿素喷嘴时，可以迅速给尿素喷嘴降温，换热效率高，且换热组件的结构简单，省去较多管路及零部件，节约成本。

可选地，换热介质可以为车辆的冷却水，由此，SCR系统的换热组件使用方便，不会增加过多的零部件。

在本发明的一些优选实施例中，如图1所示，控制阀1还可以包括阀腔Ⅰ和阀芯5，进水口2可以与阀腔Ⅰ连通，第一出水口3与第二出水口4均与阀腔Ⅰ可选择性地连通，阀芯5可以在第一位置与第二位置之间可移动地设在阀腔Ⅰ内。

阀芯5在第一位置时，第一出水口3与阀腔Ⅰ断开，且第二出水口4与阀腔Ⅰ连通，也就是说，阀芯5堵塞第一出水口3，第二出水口4与进水口2连通，换热介质通过第二出水口4流向第二换热件，并冷却尿素喷嘴。

阀芯5在第二位置时，第一出水口3与阀腔Ⅰ连通，且第二出水口4与阀腔Ⅰ断开，也就是说，阀芯5堵塞第二出水口4，第一出水口3与进水口2连通，换热介质通过第一出水口3流向第一换热件，并迅速加热尿素罐内的AdBlue。

优选地，控制阀1可以为三通电磁阀，由此，可以更方便地控制换热介质的流向。

具体地，如图1所示，三通电磁阀可以包括线圈6和弹性件7。在线圈6通电时，线圈6产生的磁场可驱动阀芯5从第一位置移动到第二位置，弹性件7可以与阀芯5相连，以在线圈6断电时驱动阀芯5从第二位置移动到第一位置。

也就是说，在线圈6通电时，线圈6可以驱动阀芯5克服弹性件7的弹性力，使阀芯5移动到第二位置，以使第一出水口3与进水口2连通，且阀芯5堵塞第二出水口4，来迅速加热尿素罐内的AdBlue；在线圈6断电时，弹性件7复原，以驱动阀芯5回移到第一位置，此时第二出水口4与进水口2连通，且阀芯5堵塞第一出水口3，换热介质通过第二出水口4流向第二换热件，并冷却尿素喷嘴。

可选地，如图1所示，弹性件7可以为弹簧。

在本发明的一些可选的实施例中，如图1所示，弹性件7可以弹性止抵在阀芯5与线圈6之间，且弹性件7在阀芯5从第一位置移动到第二位置时被压缩。

可以理解的是，线圈6可以设在阀腔Ⅰ的靠近第二位置的内壁上，在线圈6通电时，阀芯5可以在电磁力的作用下克服弹性件7的弹性力从第一位置移动到第二位置，且压缩弹性块，在线圈6断电时，弹性件7复原，推动阀芯5 从第二位置回移到第一位置。

在本发明的另一些可选的实施例中，弹性件7可以弹性止抵在阀腔Ⅰ的远离线圈6的内壁与阀芯5之间，且弹性件7在阀芯5从第一位置移动到第二位置时被拉伸。

可以理解的是，线圈6可以设在阀腔Ⅰ的靠近第二位置的内壁上，在线圈6通电时，阀芯5在电磁力的作用下克服弹性件7的弹性力从第一位置移动到第二位置，且拉伸弹性块，在线圈6断电时，弹性件7复原，拉着阀芯5从第二位置回移到第一位置。

优选地，SCR系统的换热组件还可以包括温度传感器和控制器，温度传感器用于检测尿素罐内的溶液(AdBlue)的温度，控制器可以与温度传感器相连以根据温度传感器的信号控制线圈6可选择性地通电或断电。

可以理解的是，在温度传感器检测到AdBlue的温度过低时，控制器可以控制线圈6通电，线圈6可以驱动阀芯5克服弹性件7的弹性力，使阀芯5移动到第二位置，堵塞第二出水口4，以使第一出水口3与进水口2连通，来迅速加热尿素罐内的AdBlue。在温度传感器检测到AdBlue的温度过高时，弹性件7的弹性力驱动阀芯5回移到第一位置，堵塞第一出水口3，此时第二出水口4与进水口2连通，换热介质通过第二出水口4流向第二换热件，并冷却尿素喷嘴。

根据本发明的一些可选的实施例，尿素罐的溶液的温度为T，且满足：T≤-11℃时，线圈6通电以驱动阀芯5克服弹性件7的弹性力，使阀芯5移动到第二位置，使第一出水口3与进水口2连通，且堵塞第二出水口4，来迅速加热尿素罐内的AdBlue；T＞-11℃时，线圈6断电，换热介质通过第二出水口4流向第二换热件，并冷却尿素喷嘴。

根据本发明的另一些可选的实施例，尿素罐的溶液(AdBlue)的温度为T，且满足：T≤-10℃时，控制器控制线圈6通电；-10℃＜T＜-5℃时，控制器不改变线圈6的状态；T≥-5℃时，控制器控制线圈6断电。

可以理解的是，在温度传感器检测到AdBlue的温度T≤-10℃时，控制器控制线圈6通电以迅速加热尿素罐内的AdBlue；在温度传感器检测到AdBlue的温度T≥-5℃时，控制器控制线圈6断电以冷却尿素喷嘴，且不加热尿素罐内的AdBlue；在温度传感器检测到AdBlue的温度T介于-10℃至-5℃时，控制器不改变线圈6的状态，也就是说，如果此时线圈6处于通电状态，那么不改变线圈6的状态，继续加热尿素罐内的AdBlue，如果此时线圈6处于断电状态，那么不改变线圈6的状态，继续冷却尿素喷嘴。

具体地，若AdBlue的温度的初始值T≤-10℃，比如T＝-11℃，则控制器控制线圈6通电以加热尿素罐内的AdBlue，在换热介质加热尿素罐内的AdBlue的过程中，比如T升至-6℃，线圈6保持通电状态，且直至T＝-5℃，控制器才控制线圈6断电；若AdBlue的温度的初始值T≥-5℃，比如T＝-5℃，则控制器控制线圈6断电，换热介质不加热尿素罐内的AdBlue，而是冷却尿素喷嘴，直至尿素罐内的AdBlue下降至T＝-10℃时，控制器才控制线圈6通电以加热尿素罐内的AdBlue；若AdBlue的温度的初始值-10℃＜T＜-5℃，比如T＝-8℃，则控制器不改变线圈6的通电或断电状态。由此，可以较稳定地控制AdBlue的温度在安全的范围内。

综上所述，根据本发明实施例的SCR系统的换热组件，通过设置上述控制阀1，使换热介质源中的换热介质可以选择性地与尿素喷嘴或尿素罐换热，不会发生换热介质的分流现象，在需要对尿素罐加热解冻时，可以快速及时地加热尿素罐内的AdBlue，以稳定地控制AdBlue的温度在安全的范围内，在需 要冷却尿素喷嘴时，可以迅速给尿素喷嘴降温，换热效率高，且SCR系统的换热组件的结构简单，省去较多管路及零部件，节约成本。

下面描述根据本发明实施例的车辆。

如图1所示，根据本发明实施例的车辆设置有上述实施例描述的任一种SCR系统的换热组件。

根据本发明实施例的车辆，SCR系统的换热组件换热效率高，有利于维持SCR系统的还原剂(尿素)的稳定性，从而可以更好地还原NO_x，车辆更环保。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。