| 专利名称： | 用于LNG汽车的动力装置及LNG汽车 | ||
| 专利名称(英文)： | Power device for LNG (liquefied natural gas) vehicle and LNG vehicle | ||
| 专利号： | CN201420159197.9 | 申请时间： | 20140402 |
| 公开号： | CN203832223U | 公开时间： | 20140917 |
| 申请人： | 广东亿纬赛恩斯新能源系统有限公司 | ||
| 申请地址： | 516006 广东省惠州市仲恺高新区惠风七路36号 | ||
| 发明人： | 李华文; 陆士云; 戴贤青; 郑仲元; 张海丽 | ||
| 分类号： | B60K3/00; B60K15/01; F02M21/06 | 主分类号： | B60K3/00 |
| 代理机构： | 北京品源专利代理有限公司 11332 | 代理人： | 邓猛烈; 胡彬 |
| 摘要： | 本实用新型公开一种用于LNG汽车的动力装置，包括LNG气瓶、发动机、电机及换热装置，电机与换热装置之间设置用于对电机进行冷却的冷却水管路，LNG气瓶与发动机之间设置供天然气通过的气管路，换热装置包括进行热交换的第一装置和第二装置，所述冷却水管路与所述第一装置连接，所述气管路与所述第二装置连接，以使所述冷却水管路与所述气管路进行热交换。本方案通过将车辆电机冷却系统中被加热的冷却水与液态天然气进行热交换，从而使液态天然气汽化以供给发动机使用，一方面将电机的冷却水能量回收利用，并将冷却水温度降低以供给电机冷却循环使用，另一方面避免了采用发动机单独给天然气加热汽化，从而简化了发动机的管路结构。 | ||
| 摘要(英文)： | The utility model discloses a power device for an LNG (liquefied natural gas) vehicle. The power device comprises an LNG gas bottle, an engine, a motor and a heat exchange device, wherein a cooling water pipeline used for cooling the motor is arranged between the motor and the heat exchange device; a gas pipeline for the passing of natural gas is arranged between the LNG gas bottle and the engine; the heat exchange device comprises a first device and a second device which exchange heat; the cooling water pipeline is connected with the first device, and the gas pipeline is connected with the second device, so that the cooling water pipeline exchanges heat with the gas pipeline. According to the scheme, heated cooling water in a vehicle motor cooling system exchanges heat with liquefied natural gas, so that the liquefied natural gas is vaporized and provided for the engine; on one hand, the cooling water energy of the motor is recycled and the cooling water temperature is reduced for circulation cooling of the motor, and on the other hand, separate heating vaporization of the natural gas by the engine is avoided, so that the pipeline structure of the engine is simplified. | ||
1.一种用于LNG汽车的动力装置，其特征在于，包括LNG气瓶、发动机、电机及换热装置，电机与换热装置之间设置用于对电机进行冷却的冷却水管路，LNG气瓶与发动机之间设置供天然气通过的气管路，换热装置包括进行热交换的第一装置和第二装置，所述冷却水管路与所述第一装置连接，所述气管路与所述第二装置连接，以使所述冷却水管路与所述气管路进行热交换。
2.根据权利要求1所述的用于LNG汽车的动力装置,其特征在于，所述换热装置为管式换热器，所述第一装置和第二装置分别为设置于所述管式换热器内能进行热交换的第一管路和第二管路，所述第一管路与所述冷却水管路连接，所述第二管路与所述气管路连接。
3.根据权利要求2所述的用于LNG汽车的动力装置,其特征在于， 所述冷却水管路包括第一冷却水管路和第二冷却水管路； 所述第一管路包括第一管路第一端及第一管路第二端； 所述第一冷却水管路的两端分别与所述电机的冷却水出口和所述第一管路第一端连接，用于将对所述电机冷却后而升温的水输送到所述换热装置中的第一管路中； 所述第二冷却水管路的两端分别与所述第一管路第二端和所述电机的冷却水入口连接，用于将经过所述第一管路热交换而降温的水输送回所述电机处而对其进行散热。
4.根据权利要求3所述的用于LNG汽车的动力装置,其特征在于， 所述气管路包括第一气管路和第二气管路； 所述第二管路包括第二管路第一端和第二气管路第二端； 所述第一气管路的两端分别与所述LNG气瓶和所述第二管路第一端连接，用于将所述LNG气瓶内的液态天然气输送至所述第二管路中； 所述第二气管路的两端分别与所述发动机和所述第二管路第二端连接，用于将经过所述第二管路热交换而汽化的天然气输送至发动机处。
5.根据权利要求4所述的用于LNG汽车的动力装置，其特征在于，所述第二冷却水管路上设置有可将经所述第一管路热交换而降温的水输入至冷却水入口的水泵。
6.根据权利要求1至5任一项所述的用于LNG汽车的动力装置，其特征在于，所述气管路上设置有稳压装置，用于将汽化的天然气经稳压处理后输送给发动机。
7.根据权利要求1至5任一项所述的用于LNG汽车的动力装置，其特征在于，所述LNG气瓶上设置有自增压系统，用于增加所述LNG气瓶内的气压。
8.一种LNG汽车，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的动力装置。
1.一种用于LNG汽车的动力装置，其特征在于，包括LNG气瓶、发动机、电机及换热装置，电机与换热装置之间设置用于对电机进行冷却的冷却水管路，LNG气瓶与发动机之间设置供天然气通过的气管路，换热装置包括进行热交换的第一装置和第二装置，所述冷却水管路与所述第一装置连接，所述气管路与所述第二装置连接，以使所述冷却水管路与所述气管路进行热交换。
2.根据权利要求1所述的用于LNG汽车的动力装置,其特征在于，所述换热装置为管式换热器，所述第一装置和第二装置分别为设置于所述管式换热器内能进行热交换的第一管路和第二管路，所述第一管路与所述冷却水管路连接，所述第二管路与所述气管路连接。
3.根据权利要求2所述的用于LNG汽车的动力装置,其特征在于， 所述冷却水管路包括第一冷却水管路和第二冷却水管路； 所述第一管路包括第一管路第一端及第一管路第二端； 所述第一冷却水管路的两端分别与所述电机的冷却水出口和所述第一管路第一端连接，用于将对所述电机冷却后而升温的水输送到所述换热装置中的第一管路中； 所述第二冷却水管路的两端分别与所述第一管路第二端和所述电机的冷却水入口连接，用于将经过所述第一管路热交换而降温的水输送回所述电机处而对其进行散热。
4.根据权利要求3所述的用于LNG汽车的动力装置,其特征在于， 所述气管路包括第一气管路和第二气管路； 所述第二管路包括第二管路第一端和第二气管路第二端； 所述第一气管路的两端分别与所述LNG气瓶和所述第二管路第一端连接，用于将所述LNG气瓶内的液态天然气输送至所述第二管路中； 所述第二气管路的两端分别与所述发动机和所述第二管路第二端连接，用于将经过所述第二管路热交换而汽化的天然气输送至发动机处。
5.根据权利要求4所述的用于LNG汽车的动力装置，其特征在于，所述第二冷却水管路上设置有可将经所述第一管路热交换而降温的水输入至冷却水入口的水泵。
6.根据权利要求1至5任一项所述的用于LNG汽车的动力装置，其特征在于，所述气管路上设置有稳压装置，用于将汽化的天然气经稳压处理后输送给发动机。
7.根据权利要求1至5任一项所述的用于LNG汽车的动力装置，其特征在于，所述LNG气瓶上设置有自增压系统，用于增加所述LNG气瓶内的气压。
8.一种LNG汽车，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的动力装置。
翻译：技术领域
本实用新型涉及一种动力装置，尤其涉及一种用于LNG汽车的动力装置及LNG汽车。
背景技术
液化天然气（liquefied natural gas，简称为LNG）主要成分是甲烷，具有热值高、污染少、储运方便等优点，是目前广为使用的优质能源之一。以LNG为燃料的汽车因其低排放、污染小、安全便捷等优点，使用量在不断增加。
现有LNG汽车的天然气由液态（零下160℃）变成气态，一般通过汽化装置实现，通过从发动机引加热后的冷却水与汽化装置中的液态天然气进行热交换，从而将汽化装置中的液态天然气加热汽化，然后输出至发动机使用。例如，中国专利文献CN203130287U公开一种“用于液化天然气汽车燃料系统的气化装置”，其包括LNG气瓶、气化单元、将LNG气瓶与气化单元和发动机连接在一起的稳压管线、将LNG气瓶与气化单元连接在一起的增压管线以及将气化单元与发动机连接在一起的循环水管线。该专利的气化装置在一定程度上可实现稳定持续的向发动机供给气态天然气，但是其存在发动机管路结构复杂，生产成本高等缺点。
新能源汽车内的电机在工作时也会发热，需要单独为电机配备散热装置。现有技术的散热装置包括水冷却系统和风冷却系统，采用上述的冷却系统虽然能够对电机进行冷却，但存在冷却系统零部件多，结构复杂，成本高等缺点。因此，确有必要对现有技术的LNG汽车的汽化装置和电机冷却系统实施改进， 以解决上述的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构简单、成本低廉及使用方便的LNG汽车的动力装置。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种用于LNG汽车的动力装置，包括LNG气瓶、发动机、电机及换热装置，电机与换热装置之间设置用于对电机进行冷却的冷却水管路，LNG气瓶与发动机之间设置供天然气通过的气管路，换热装置包括进行热交换的第一装置和第二装置，所述冷却水管路与所述第一装置连接，所述气管路与所述第二装置连接，以使所述冷却水管路与所述气管路进行热交换。
作为一种优选方案，所述换热装置采用管式换热器，所述第一装置和第二装置分别包括设置于所述管式换热器内能进行热交换的第一管路和第二管路，所述第一管路与所述冷却水管路连接，所述第二管路与所述气管路连接。
作为一种优选方案，所述冷却水管路包括第一冷却水管路和第二冷却水管路；
所述第一管路包括第一管路第一端及第一管路第二端；
所述第一冷却水管路的两端分别与所述电机的冷却水出口和所述第一管路第一端连接，用于将对所述电机冷却后而升温的水输送到所述换热装置中的第一管路中；
所述第二冷却水管路的两端分别与所述第一管路第二端和所述电机的冷却水入口连接，用于将经过所述第一管路热交换而降温的水输送回所述电机处而对其进行散热。
作为一种优选方案，所述气管路包括第一气管路和第二气管路；
所述第二管路包括第二管路第一端和第二气管路第二端；
所述第一气管路的两端分别与所述LNG气瓶和所述第二管路第一端连接，用于将所述LNG气瓶内的液态天然气输送至所述第二管路中；
所述第二气管路的两端分别与所述发动机和所述第二管路第二端连接，用于将经过所述第二管路热交换而汽化的天然气输送至发动机处。
作为一种优选方案，所述第二冷却水管路上设置有可将经所述第一管路热交换而降温的水输入至冷却水入口的水泵。
作为一种优选方案，所述气管路上设置有稳压装置，用于将汽化的天然气经稳压处理后输送给发动机。
作为一种优选方案，所述LNG气瓶上设置有自增压系统，用于增加所述LNG气瓶内的气压。
一种LNG汽车，其特征在于，包括所述的动力装置。
本实用新型的有益效果为：本方案通过将现有的车辆电机冷却系统中被加热的冷却水与LNG液态天然气进行热交换，从而使液态天然气汽化以供给发动机使用，一方面将电机的冷却水能量回收利用，并将冷却水温度降低以供给电机冷却循环使用，另一方面避免了采用发动机单独给天然气加热汽化，从而简化了发动机的管路结构。
附图说明
图1为本实用新型所述的LNG汽车的动力装置的结构示意图。
图中：
1、电机；2、LNG气瓶；3、换热装置；4、发动机；5、第一冷却水管路；6、 第一气管路,；7、第二气管路；8、第二冷却水管路；9、水泵。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。如图1所示，本实用新型的实施例提供一种LNG汽车，该LNG汽车包括动力装置，该动力装置包括LNG气瓶2、发动机4、电机1及换热装置3，电机1与换热装置3之间设置用于对电机1进行冷却的冷却水管路，LNG气瓶2与发动机4之间设置气管路，换热装置3包括进行热交换的第一装置和第二装置，在本实施中，换热装置3采用管式换热器，而第一装置和第二装置分别包括设置于管式换热器内的第一管路和第二管路，第一管路与冷却水管路连通，第二管路与气管路连通，以使冷却水管路的冷却水与气管路中的天然气可以通过第一管路和第二管路进行热交换，可以将气管路中的天然气汽化以输送给发动机4使用，还可以将冷却水温度降低再次输送给电机1而对其进行冷却工作。当然在本实施例中换热装置3除了采用管式换热器，本领域技术人员可以获知其它结构形式的换热装置也可适用于本实用新型，例如，换热装置还可采用板式换热器。
更具体的方案，冷却水管路包括第一冷却水管路5和第二冷却水管路8，第一管路包括第一管路第一端及第一管路第二端，第一冷却水管路5的两端分别与电机1的冷却水出口和第一管路第一端连接，用于将对电机1冷却后而升温的水输送到换热装置3的第一管路中，第二冷却水管路8的两端分别与第一管路第二端和电机1的冷却水入口连接，用于将经过第一管路热交换而降温的水输送回电机1处。
气管路包括第一气管路6及第二气管路7，第二管路包括第二管路第一端和第二管路第二端，第一气管路6的两端分别与LNG气瓶2和第二管路第一端连 接，用于将LNG气瓶2内的液态天然气输送至第二管路内，第二气管路7的两端分别与发动机4和第二管路第二端连接，用于将经过第二管路热交换而汽化的天然气输送至发动机4处。
第二冷却水管路8上设置有可将经所述第一管路热交换而降温的水输入至电机1的冷却水入口的水泵9。通过设置水泵9可以使冷却水管路中的冷却水进行强制循环，确保能对电机进行持续有效的冷却，提高整机运作的稳定性。
优选的方案，气管路上设置有稳压装置，用于将汽化的天然气经稳压处理后输送给发动机4，稳压装置包括截止阀及调压阀，截止阀设置于第一气管路6上，调压阀设置于第二气管路7上。
优选的方案，LNG气瓶2上设置有自增压系统，用于增加所述LNG气瓶2内的气压。通过设置自增加系统可以在LNG气瓶2内气压降低时，对LNG气瓶进行增压，使其保持在稳定的气压范围内。
工作原理：冷却水给电机1冷却后吸收热量而升温，随后升温的冷却水通过第一冷却水管路5进入到换热装置3的第一管路中，此时，通过第一气管路6进入到第二管路的液态天然气与第一管路内的冷却水进行热交换，液态天然气被加热汽化为气态天然气，并通过第二气管路7被输送至发动机4内，用于发动机4的工作；而冷却水的温度降低，第一管路内降温的冷却水在水泵9的作用下，通过第二冷却水管路8又被送回至电机1，并重新吸收电机1的热量，如此重复循环。
本实用新型所述的LNG汽车的动力装置通过将电机1冷却需要散热与LNG汽化需要加热相结合，使得电机1的热量能够被回收利用，第二管路内的液态天然气也能被加热汽化，既可以简化电机的冷却系统，降低成本，又可以将天然气加热汽化供给发动机使用，进一步简化了发动机的结构。
具体的，本实施例选用的电机1的功率为110kW，效率为96%，电机1外壳散热15%，天然气汽化潜热为511.5kJ/kg，比热为3.461kJ/kg.℃，沸点为-162℃，汽化后天然气温度为40℃，发动机44的转速为为1400rmp，功率为55.7kw，燃气消耗量为11.1kg/h。
由Q吸（天然气吸热）=Q1（汽化吸热）+Q2（温升吸热）；
得Q1=11.1*511.5=1.577125kW；
Q2=3.461*11.1*(40-（-162）)=2.1556kW；
Q吸=Q1+Q2=3.733kW；
而Q放=110*（1-96%）*（1-15%）=3.74kW；
其中，Q吸表示天然气汽化所需热量，Q放表示电机散发热量，通过上述计算得知，电机1释放的热量略大于天然气汽化所需热量，因此，通过电机冷却水释放的热量足以使液态天然气汽化。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
