用于制造安装在容器中的输送模块的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于制造带有电PCT加热件的输送模块的方法，该输送模块能够 被装入容器中。该输送模块特别适用于存储液态添加剂(尤其是尿素水溶液)的容器。
【背景技术】
[0002] 已知为进行排气净化而向其中输入液态添加剂的排气处理装置。在运种排气处理 装置中例如实施选择性催化还原方法(SCR方法，SCR =选择性催化还原）。在该方法中利用 还原剂的辅助作用分离在内燃机排气中的氮氧化合物。尤其是将氨作为还原剂使用。氨通 常并不直接地、而是W液态添加剂形式存储在机动车中，该液态添加剂在排气内部(在排气 处理装置中）和/或在排气外部(在特意为此而设的反应器中）被转化为氨。排气净化特别常 用的液态添加剂是尿素水溶液。尿素含量为32.5 %的尿素水溶液可W从商品名AdBlue愈 获得。
[0003] 在设计输送模块和容器来提供尤其是水性添加剂时要考虑到的是，该水性添加剂 在低溫时会结冰。尿素水溶液例如在约-irc时会结冰。在机动车领域中，运种低溫尤其会 在冬天在机动车长时间停车阶段时出现。运尤其在输送模块再次启动运行时造成问题。通 常在机动车启动时需要马上提供液态添加剂。因此已知的是，在用于储存液态添加剂的容 器上/中或在输送模块上/中设有(主动的）加热系统。对此推荐使用的是电加热件、利用内 燃机的被加热的冷却液体运行的加热件和/或使用内燃机的排气的热量(排气热量)的加热 件。
[0004] 电加热件具有的优点是，在机动车运行开始后的非常短时间内就能够提供大量的 热能。相比之下，被加热的冷却液体和排气热量要在内燃机较长的运行阶段之后才可供使 用。而能量存储器(例如可充电电池或电容器)必须要提供足够量的电能。在机动车中提供 电能的方案一方面在整体可供使用的能量数量方面有限。例如整体上只能够提供特定的能 量数量(例如1或巧^焦耳)用于加热。此外，在可需求的电功率方面通常存在限制。该限制原 因在于能量存储器和/或能量存储器与加热件的电连接管路的性能。
[0005] 在设计运种用于容器的加热系统和/或用于提供液态添加剂的输送模块时还要考 虑到的是，液态添加剂通常由于过度加热而在化学方面受到影响。尿素水溶液例如在超出 极限溫度时被W化学方式转化为氨或不需要的中间产物。运在输送模块或容器中不应发 生，因为氨成分会腐蚀和损坏输送单元的零部件。因而特别有利的是在超出最高溫度时自 动去激活加热件。例如已知有电PTC加热元件(PTC =正溫度系数）。它们是电阻对溫度具有 特别相关性的电加热元件。在不同的PTC加热元件中，各存在一个典型的和/或材料特定的 转变溫度，在该溫度时电阻突然升高。因此当到达该转变溫度时，通过PTC加热元件的加热 电流减小，并阻止溫度明显高于转变溫度。具有所述PTC特性的和构成大部分PTC加热元件 的材料例如是铁酸领(BaTi03)。但值得注意的是，在此能够使用的、可买到的大量不同PTC 材料也具有不同的价格。
【发明内容】
[0006] 由此，本发明的任务是，解决或至少缓解所述技术问题。尤其要说明一种用于制造 带有电PTC加热件的输送模块的方法和一种相应制造的输送模块，其使得加热系统特别有 利地W尽可能小的功率损耗和尽可能均匀地加热功率运行。
[0007] 该任务由根据权利要求1的方法实现。本发明的其它有利的实施方案在从属权利 要求中给出。在权利要求中单独所述的特征能够W任何技术上合理的方式相互组合并且可 W由说明书的所述内容、尤其是由【附图说明】得到详细补充。
[0008] 本发明设及一种用于制造安装在用于储存液态添加剂的容器中的带有电PTC加热 件的输送模块的方法，具有至少如下步骤：
[0009] a)确定可供输送模块使用的最大电功率，
[0010] b)确定输送模块从电PTC加热件的位置向容器中的导热率，
[0011] C)由最大电功率和导热率计算出PTC加热件的转变溫度，
[0012] d)在所述位置处安装具有针对PTC加热件的相应转变溫度的PTC材料。
[0013] 输送模块优选具有壳体，其中安置有用于输送液态添加剂的（主动的或可控的）部 件，并且该输送模块能够被置入到在容器底部的开口中。用于输送液态添加剂的所述部件 尤其包括累，由此能够进行液态添加剂的输送并在必要时还进行液态添加剂的计量。用于 液态添加剂的管路优选地穿过该输送模块延伸。在该管路上/中设有所述累。液态添加剂由 累在抽吸侧从容器抽出并提供给输送模块的供给接口。
[0014] 在此不详述输送模块构造的全部细节，因为本领域技术人员能够根据容器的构造 和/或输送模块的输送功率而进行大量调整。但之后将示例性介绍能利用所述方法制造的 输送模块的两种特殊的设计变型方案。
[001引在步骤a)中所确定的最大电功率(Wmax)可W例如由供电管路的横截面限定，利用 供电管路来为输送模块供给电能。可供使用的供给电压在机动车中例如为12V、24V或者甚 至是48V。根据供电管路的横截面，能够经由供电管路输送的最大电功率来自可供使用的供 给电压。也可W由机动车制造者的预先规定来确定最大电功率。也可W通过如下方式确定 最大电功率:机动车中的电流供应装置(例如机动车的可充电电池和/或发电机）只能够提 供有限的电功率。此外，除了用于液态添加剂的输送模块外，机动车通常还具有其它耗电 器，它们有可能在输送模块开始运行时或在其加热时限制可供使用的用于加热的最大电功 率。
[0016] 特别有利的是如下方法:将用于步骤a)的最大电功率的值确定为在100瓦特至200 瓦特之间，尤其是在110瓦特至130瓦特之间，并且特别优选确定为（约）120瓦特。在此情况 下所认为的最大电功率是在输送单元运行时所能够持久地、即W至少一个预先规定的时间 间隔、例如至少5分钟或者甚至至少10分钟供给输送单元并由输送单元需求的最大电功率。 输送单元在接通电PTC加热件非常短时间间隔后立即要求的电功率不包含在内。在接通电 PTC功率装置时，可能出现短时间的接通电流(峰值电流），运会造成输送单元在例如小于2 分钟或者甚至小于1分钟的短的时间间隔内需要大于250瓦特、尤其是甚至大于350瓦特的 电功率。运种峰值在此不加W考虑。
[0017] 在机动车中，运种电功率能够供用于液态添加剂的输送模块使用，而不会出现对 机动车的其它部件的运行的不利影响。
[0018] 在步骤b)中，确定输送模块从电PTC加热件的位置向容器中的导热率。所述(预先 规定的)位置最终还说明了（实际或之后)在输送模块内安装电PTC加热件的位置。导热率通 常由功率与溫度的比值(W/K)来限定。导热率说明了当加热件的位置与容器之间的溫差为 化时，有多少热量从加热件的位置输送到容器中。如果加热件的位置与容器之间的溫差增 大，则所传输的热量也成比例增大。导热率与输送模块的构造(材料、布置等)有关。对于导 热率而言，尤其有关的是从所述位置至容器内室的距离和在所述位置与容器内室之间使用 的材料(尤其是输送模块的壳体的材料）。对本领域技术人员而言，（必要时在使用通常的计 算辅助设备的情况下)从输送模块的具体构造和加热件所安装的期望地点中确定朝向容器 内部的相应导热率的数值，一般是不存在问题的。
[0019] 特别有利的是如下方法:利用输送模块的有限元模拟确定步骤b)中的导热率。
[0020] 在有限元模拟中（FEM模拟)可W模拟输送模块的材料并且尤其是输送模块的壳体 的材料的热性能W及在输送模块的壳体内部的位于加热件的位置与容器或容器内室之间 的全部模块和部件的材料的热性能。在有限元模拟中使用输送模块的模型，其中壳体和所 述模块和部件的导热率被(单独)存储。由此可W整体计算出从所述位置到容器中的导热 率。
[0021] 有限元模拟可W利用输送模块