本发明属于主动再生dpf技术领域，尤其涉及一种基于柴油机排气余热温差发电的主动再生dpf能量供给系统。
背景技术：
传统柴油机工作过程中所消耗燃料的总能量仅有25％供汽车正常运行所使用，总能量的30％被柴油机的冷却系统耗散，总能量的5％消耗于机械件的摩擦和柴油机结构的热辐射，40％总能量都通过排气散失。由此可见，柴油机排气中携带的大量能量并没有得到有效的利用。
颗粒物是柴油机排放污染物控制的重点，颗粒物捕集器(dpf)是目前控制颗粒物排放的主流后处理技术之一。
dpf本身只能收集颗粒物并不能直接清除颗粒物，如果颗粒物不能及时清除，排气阻力将逐渐增加，当滤芯被严重堵塞时，柴油机排气背压急剧上升，使发动机性能恶化。因此，必须对dpf进行再生。
各种dpf的主动再生方法受发动机运行工况、过滤体受热损毁、再生功率源等影响无法推广使用。
技术实现要素：
本发明的目的是弥补上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于柴油机排气余热温差发电的主动再生dpf能量供给系统，该系统采用温差发电模块产生电能并通过蓄电池存储，控制模块监控dpf运行状态，适时释放电能加热排气，实现dpf安全有效再生。
本发明技术方案是：
一种基于柴油机排气余热温差发电的主动再生dpf能量供给系统，包括温差发电模块、控制模块、dpf再生模块和排气管，所述温差发电模块包括温差发电片、最大功率点追踪器、冷却水道和蓄电池，温差发电片依次与最大功率点追踪器、蓄电池串联，所述控制模块包括压差传感器、温度传感器及电子控制单元，所述dpf再生模块包括加热电阻丝网和dpf，所述排气管包括第一排气管和第二排气管；所述温差发电片的热端贴在第一排气管进口端的外壁面上，所述第一排气管出口端与dpf、第二排气管通过法兰依次联结，所述蓄电池与加热电阻丝网、电子控制单元依次相连，电子控制单元还连有压差传感器、温度传感器，压差传感器两个探头分布在dpf两端，温度传感器布置在加热电阻丝网与dpf之间的第一排气管内部，所述电子控制单元还与蓄电池相连，实现对控制模块供电；所述温差发电片的冷端被冷却水道包裹；所述dpf外部包裹有多层隔热棉。
上述方案中，所述第一排气管一端的外壁面上在高温区、中温区、低温区依次贴有三种a、b、c三种类型的温差发电片。
上述方案中，所述控制模块的工作过程为：压差传感器监测dpf两端压差δp，并向电子控制单元反馈，电子控制单元预存了dpf碳烟负荷达到再生临界值δpc和标志dpf再生完成的压差值δp0，当测得的压差δp大于再生临界值δpc时，电子控制单元即发出指令，启动dpf再生模块，蓄电池给加热电阻丝网供电，加热柴油机排气，氧化沉积在dpf上的颗粒物，当测得的压差δp小于dpf再生完成的压差值δp0时，电子控制单元发出指令，dpf再生模块停止工作；此外，电子控制单元预存dpf再生安全温度tc,当温度传感器测得的温度t大于tc时，电子控制单元发出指令，dpf再生模块停止工作。
本发明的有益效果为：本发明利用柴油机排气余热与环境温差产生的电能作为主动再生dpf的能量来源，摆脱发动机运行工况限制或额外消耗发动机输出功率来实现dpf安全有效再生。本发明以柴油机的排气余热作为主动再生dpf能量来源，不仅有效提高了柴油机燃油能量利用效率，还能有效控制柴油机颗粒物排放。
附图说明
图1是一种基于柴油机排气余热温差发电和再生dpf能量供给系统原理图；
图2是温差发电片安装示意图；
图3是冷却水道布置示意图。
其中：1-温差发电片，2-蓄电池，3-最大功率点追踪器，4-加热电阻丝网，5-冷却水道，6-电子控制单元，7-dpf，8-隔热棉，9-第一排气管，10-第二排气管。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，下面将结合相关实施例附图对本发明进行进一步地解释。附图中给出了本发明的实施例，但本发明并不仅限于上述的优选实施例。相反，提供这些实施例的目的是为了使本发明的公开面更加充分。
如图1所示，本实施例所描述的一种基于柴油机排气余热温差发电的主动再生dpf能量供给系统，系统采用柴油机排气余热与环境的温差发电作为dpf再生的能量来源，系统包括温差发电模块、控制模块、dpf再生模块和排气管，温差发电模块包括温差发电片1、蓄电池2、最大功率点追踪器3及冷却水道5，控制模块包括压差传感器、温度传感器及电子控制单元6，dpf再生模块包括加热电阻丝网4、dpf7及隔热棉8，排气管包括第一排气管9和第二排气管10；温差发电片1的热端贴在第一排气管9进口端的外壁面上，温差发电片1与最大功率点追踪器3、蓄电池2通过导线依次串联，将柴油机排气热能转化为电能存储于蓄电池2中，温差发电片1的冷端被冷却水道5包裹(图3)，并在冷却水道5中通入冷却水进行冷却，第一排气管9出口端通过法兰与dpf7的一端联结，dpf7另一端通过法兰联结第二排气管10，蓄电池2与加热电阻丝网4一端相连，对加热电阻丝网4供电、加热排气，通过高温排气氧化沉积在dpf7上的颗粒物实现dpf再生，加热电阻丝网4的另一端与电子控制单元6相连，电子控制单元6还依次连有压差传感器、温度传感器，压差传感器两个探头分布在dpf7两端，用于采集dpf7两端的压差δp，温度传感器布置在加热电阻丝网4与dpf7之间的第一排气管9内部，用于监测柴油机排气温度，电子控制单元6还与蓄电池2相连，实现蓄电池2对控制模块供电，dpf7外部包裹有多层隔热棉8，降低热量损失，保持dpf在较高温度。
蓄电池2能够储存温差发电系统产生的电能，并在dpf再生模块工作时释放。
最大功率点追踪器3(mppt)能够实时侦测温差发电片1的发电电压，并追踪最高电压电流值，使温差发电模块以最大输出功率对蓄电池2充电。
如图2所示，由于第一排气管9外壁面上存在高温区、中温区、低温区三种温度区域，沿排气管轴线贴有a、b、c三种不同类型的温差发电片，三种类型的温差发电片耐高温特性和pn结对数不同。
控制模块预存的信息需要提前进行标定，标定dpf7的再生临界值δpc、再生完成的压差值δp0。压差传感器的探头分布在dpf7两端，实时向控制模块传递dpf7两端压力差的信息δp，并向电子控制单元反馈。电子控制单元6预存了dpf7碳烟负荷达到再生临界值δpc和标志dpf再生完成的目标压差δp0，当测得的压差δp大于再生临界值δpc时，电子控制单元6即发出指令，启动dpf再生模块，蓄电池2给加热电阻丝网4供电，加热柴油机排气，氧化沉积在dpf7上的颗粒物；当测得的压差δp小于dpf再生完成的压差值δp0时，电子控制单元6发出指令，dpf再生模块停止工作。电子控制单元6预存dpf再生安全温度tc,当温度传感器测得的温度t大于tc时，电子控制单元6发出指令，dpf再生模块停止工作。电子控制单元6还可以根据温度传感器所测的温度，调整排气温度，实现dpf安全有效再生。
一种基于柴油机排气余热温差发电的主动再生dpf能量供给系统，利用柴油机排气余热与环境温差产生的电能作为主动再生dpf的能量来源，摆脱发动机运行工况限制或额外消耗发动机输出功率来实现dpf安全有效再生。该系统包括温差发电模块、控制模块和dpf再生模块。温差发电模块利用温差发电片1和最大功率点追踪器3将柴油机排气的热能以最大功率转化为电能储存于蓄电池2。蓄电池2存储的电能可以为dpf再生模块和控制模块提供电能。在温差发电片1冷端布置冷却水道5用以增加温差发电片1发电量。控制模块通过压差传感器和温度传感器采集dpf两端的压力信号和温度信号，并传输至电子控制单元6，电子控制单元6分析信号识别dpf状态，向dpf再生模块发出指令。dpf再生模块可以利用蓄电池2存储的电能通过加热电阻丝网4加热排气，高温排气从dpf中流过，从而氧化dpf收集的微粒，实现dpf的再生。在dpf外围包裹隔热棉8提高dpf再生效果。
以上依据图示的实施例详解说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所做的改变，或者修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。