一种催化器载体的制作方法

1.本实用新型涉及催化器技术领域，特别是涉及一种催化器载体。


背景技术：

2.随着排放法规及车型迭代的不断升级，对于催化器总成的要求越来越严苛，主要体现在冷启动条件下的排放要求、紧凑型布置带来的热害问题及整车的油耗低油耗要求。针对上述要求，传统解决冷启动的排放问题是推点火角来快速升温催化器，所带来的问题是整车油耗的升高，同时也会带来发动机失火造成载体烧蚀的隐患，传统解决整车热害的方式是通过外部隔热棉或者隔热罩的形式来降低机舱的热害问题，但是在实际开发过程中会造成催化器热端材料耐热温度上升带来的结构问题，同时当前发动机的升功率提升，排温升高，当前的隔热措施上限明显且热能量无法回收，在热害无法解决时，会牺牲生产成本及人机功能去避免热害带来的安全隐患。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是：提供一种催化器载体，固定在催化器总成前级载体位置，可取代前级催化器总成前级催化的功能，当车辆冷启动，排气温度较低时，该载体可以对排气温度进行补偿，使尾气排放低于法规限制；当车辆进行低速爬坡工况时，机舱内温度上升，易对催化器周边部件产生高温热害，冷却水套可以对催化器表面进行强制降温，降低热害风险。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种催化器载体，其安装于催化器总成的前级载体上，包括：外壳、支撑载体、电加热组件和冷却水套；
5.所述外壳的内部开设有贯穿其两端的气道；
6.所述支撑载体安装于所述外壳的气道内，所述支撑载体上涂覆有催化剂；
7.所述电加热器组件设于所述外壳的气道内；以及
8.所述冷却水套套设于所述外壳的外部。
9.在一些实施例中，所述冷却水套与所述外壳之间限定有用于通入冷却介质的冷却通道，所述冷却通道上设有进水口及出水口。
10.在一些实施例中，所述冷却水套为不锈钢件。
11.在一些实施例中，所述电加热器组件包括加热单元及电极组，所述加热单元安装于所述外壳的内部，所述电极组的一端与所述加热单元连接，另一端贯穿所述外壳并穿出所述冷却水套。
12.在一些实施例中，所述支撑载体与所述加热单元沿所述外壳的轴向呈间隔分布，且所述支撑载体与所述加热单元之间连接有若干支撑柱。
13.在一些实施例中，所述加热单元和所述支撑载体之间的间隔为2－4mm。
14.在一些实施例中，还包括能量转换装置，用于将热能转换成电能，且所述能量转换装置具有电能正极输出端及电能负极输出端。
15.在一些实施例中，所述能量转换装置包括若干单元体，各所述单元体之间串联连接，且呈环状布置于所述外壳的外周面。
16.在一些实施例中，所述单元体包括n型半导体、p型半导体以及两片导热片，所述n型半导体和所述p型半导体呈并列间隔布置，一所述导热片连接于所述n型半导体和所述p型半导体一侧的端部，另一所述导热片连接与所述n型半导体和所述p型半导体另一侧的端部。
17.在一些实施例中，所述外壳的外周面设置有第一绝缘层，所述冷却水套的内周面设置有第二绝缘层，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间限定形成所述单元体的工作区域。
18.本实用新型提出的一种催化器载体与现有技术相比，其有益效果在于：当车辆冷启动，排气温度较低时，该载体可以对排气温度进行补偿，使尾气排放低于法规限制，同时内部的单元体可以通过电热差进行发电，对车载电瓶进行充电；当车辆进行低速爬坡工况时，机舱内温度上升，易对催化器周边部件产生高温热害，该装置表面的冷却水套，可以对催化器表面进行强制降温，降低热害风险；当该装置用于混动车辆时，该冷却水套中冷却水可以和电池组件的冷却水进行切换，当车辆行驶在寒区时，冷却水套的冷却水可以对电池组件进行保温，当发动机停止工作时，电池组件的冷却水可以对催化器进行升温作用，改善排放水平；该集成式多功能催化器载体、集多种功能进行耦合，结构简单，减少了车辆的布置空间，同时对整车经济性有较大提升。
附图说明
19.图1是本实用新型的整体结构立体图；
20.图2是本实用新型的整体结构俯视图。
21.图中，110、加热器组件；1、第一加热电极；2、第二加热电极；3、加热单元；4、支撑载体；5、支撑柱；6、外壳；7、第一绝缘层；8、导热片；9、n型半导体；10、p型半导体；11、电能正极输出端；12、电能负极输出端；13、第二绝缘层；14、冷却水套；15、进水口；16、出水口；17、壳体。
具体实施方式
22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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技术和简化描述，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技术的限制。
24.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一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或
两个以上。
25.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
26.如图1、图2所示，根据本技术一些实施例中一种催化器载体，其安装于催化器总成的前级载体上，包括：外壳6、支撑载体4、电加热组件110和冷却水套14；所述外壳6的内部开设有贯穿其两端的气道；所述支撑载体4安装于所述外壳6的气道内，所述支撑载体4上涂覆有催化剂；所述电加热器组件110设于所述外壳6的气道内；以及所述冷却水套14套设于所述外壳6的外部。
27.基于上述方案，此集成式电加热载体固定在催化器总成前级载体位置，可取代前级催化器总成前级催化的功能，当车辆冷启动，排气温度较低时，该载体可以对排气温度进行补偿，使尾气排放低于法规限制，同时内部的单元体可以通过电热差进行发电，对车载电瓶进行充电；当车辆进行低速爬坡工况时，机舱内温度上升，易对催化器周边部件产生高温热害，该装置表面的冷却水套，可以对催化器表面进行强制降温，降低热害风险；当该装置用于混动车辆时，冷却水套14内的冷却水可以和电池组件的冷却水进行切换，当车辆行驶在寒区时，冷却水套14的冷却水可以对电池组件进行保温，当发动机停止工作时，电池组件的冷却水可以对催化器进行升温作用，改善排放水平。该集成式多功能催化器载体、集多种功能进行耦合，结构简单，减少了车辆的布置空间，同时对整车经济性有较大提升。
28.在一些实施例中，所述冷却水套14与所述外壳6之间限定有用于通入冷却介质的冷却通道，所述冷却通道上设有进水口15及出水口16。进水口15连接外部的冷却水设备，根据催化器对手件的耐热需求，选择合适的冷却水温度及流速的控制策略，冷却完毕后的水经由出水口16排出。
29.在一些实施例中，所述冷却水套包括壳体17，所述进水口15设置于所述壳体17的外周壁上端，所述出水口16设置于所述壳体17的外周壁下端。进水口15设置在上端，出水口16设置在下端，冷却水进入壳体17内自上向下流动，不需要额外的动力驱动，在重力作用下冷却水的自然流动即可满足冷却需求。
30.在一些实施例中，所述壳体17呈圆柱形结构。壳体17为圆柱形不锈钢密闭容器，具有较好的耐温和耐腐蚀性能。
31.在一些实施例中，所述电加热器组件110包括加热单元3及电极组，所述加热单元3安装于所述外壳6的内部，所述电极组的一端与所述加热单元3连接，另一端依次贯穿所述外壳6及所述冷却水套14，并用于连接至外部电源。加热单元3是根据发动机不同排量的加热升温需求选择合适的电阻值；外壳6是圆柱形不锈钢筒体；电极组包括第一加热电极1和第二加热电极2，分别为电源的正极和负极，外接外部电源对加热单元3进行加热；第一加热电极1和第二加热电极2的内部和加热单元3焊接，外部和外壳6焊接。
32.在一些实施例中，所述支撑载体4与所述加热单元3沿所述外壳6的轴向呈间隔分布，且所述支撑载体4与所述加热单元3之间连接有若干支撑柱5。根据发动机不同的排量选择合适的支撑载体4体积，支撑载体4用于支撑及保持加热单元3的形状稳定性；且其表面涂
覆氧化型催化剂处理尾气中的一氧化碳co、碳氢化合物ch及氮氧化合物nox；支撑柱5为金属支撑柱，支撑载体4通过支撑柱5固定加热单元3的形状。
33.在一些实施例中，所述加热单元3和所述支撑载体4之间留有2－4mm的空隙。加热单元3和支撑载体4之间有3mm间隙，可以避免由于材料热胀冷缩造成加热单元3及支撑载体4损坏。
34.在一些实施例中，还包括能量转换装置，用于将热能转换成电能，且所述能量转换装置具有电能正极输出端11及电能负极输出端12。
35.在一些实施例中，所述能量转换装置包括若干单元体，各所述单元体之间串联连接，且呈环状布置于所述外壳6的外周面，所述单元体能够将所述外壳6上的热量转换成电动势，进而通过所述充电电极组给电池组件充电。
36.在一些实施例中，所述单元体包括n型半导体9、p型半导体10以及两片导热片8，所述n型半导体9和所述p型半导体10呈并列间隔布置，一所述导热片8连接于所述n型半导体9和所述p型半导体10一侧的端部，另一所述导热片8连接与所述n型半导体9和所述p型半导体10另一侧的端部。导热片8焊接在n型半导体9和p型半导体10两端组成一个单元体，串联在一起形成一个发电装置，通过充电电极组连接蓄电池进行充电；导热片8将排气的热能通过热传导传递到n型半导体9和p型半导体10；n型半导体9和p型半导体10为两种不同导体，当两个连接点温度不同时，这两个连接点会有电动势能产生，且在回路中有电流通过。
37.在一些实施例中，所述外壳6的外周面设置有第一绝缘层7，所述冷却水套14的内周面设置有第二绝缘层13，所述第一绝缘层7和所述第二绝缘层13之间限定形成所述单元体的工作区域。第一绝缘层7为绝缘瓷片层，可以根据排温选择适当的耐高温绝缘材料，第二绝缘层13也为绝缘瓷片层，为绝缘材料，与第一绝缘层7配合可以防止单元体连接形成的发电装置发生短路的情况。
38.综上所述，本实施例提出的一种催化器载体，当车辆冷启动时，启动电加热器组件对排放气体进行加热，使得催化剂到达起燃温度，相比较传统的推点火角到达快速起燃功能的控制策略，整车的燃油经济性更好，同时热发电系统可以在发动机工作时，实时的可以为蓄电池充电；外部的冷却水套可以根据发动机整车试验进行控制策略的编写，当车辆低速爬坡时，外部冷却水对催化器进行冷却降低机舱内温度。当该装置在混动车辆上工作时，可以利用电池散热的冷却水对催化器进行保温，降低冷启动起燃温度，同事当车辆运行在寒区时，排气的热量可以通过冷却水对电池进行保温，防止低温衰减。该催化器载体集电加热，热发电及热管理功能于一体，结构简单，成本低，可以提高整车的燃油经济性的同时对余热进行有效的利用；而且可以改善发动机冷启动下的排放问题，提高整车然后经济性，对发动机的余热进行回收利用，降低发动机排气的高温热害。
39.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。