本實用新型專利技術涉及一種過電位控制結構，屬于氫氣電解設備及方法領域，具體涉及一種過電位控制結構。該過電位控制結構及方法采用控制電解單元過電位，調節氫氣發生器氫氣流量，減低能耗。具體是在氫氣發生器電流回路內串聯過電位控制單元組，通過對過電位控制單元組內電極的切換，增加或減少氫氣發生器內參與電解單元的數量，控制電解單元的過電位，達到對氫氣的流量按需進行實時、高效、低能耗控制。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種過電解結構，屬于氫氣電解設備領域，具體涉及一種過電位控制結構。
技術介紹
由于石化燃料燃燒不充分而造成的內燃發動機嚴重污染排放物HC，CO，特別是其中大量PM2.5已經成為城市的最主要污染源之一。世界上幾乎所有汽車制造公司和空氣環保研究機構都在研發提高發動機燃燒效率，減低排放污染，降低油耗的技術和產品。由于氫氣的熱值高于汽油和柴油等石化燃料，沒有污染及其他諸多有益的特性，近年來被越來越多的應用于以石化為燃料的內燃發動機的節能減排應用中。無存儲按需生產(HOD:Hydrogen On Demand)方式的電解水氫氣發生器(簡稱HGHydrogen Generator)的技術成熟，安全性高，設備簡單，成本低，多年來在世界上得到廣泛應用。向以石化為燃料的內燃發動機加入適量的由水電解產生的氫氧氣ΗΗ0，(可參閱美國氫技術應用公司的PCT/US2004/012498專利)與空氣和燃油混合燃燒，催化燃油燃燒，提高燃油的燃燒效率，減少污染排放，增加動力，節約能源的作用早已從理論上和實踐中得到證實，這方面，國際國內已有大量論文，實驗報告，實例，專著和專利。如果不對HG的HHO流量和能耗進行有效控制，雖然可以實現減排的環保作用，由于能量守恒，在增加動力，減少油耗的同時，HG也在同時消耗電能，又反過來增加了油耗，很難實現明顯減少油耗的效果，甚至可能比不添加HHO更耗能。如果加入過量ΗΗ0，不但增加無用能耗，還會造成發動機溫度過高，損害發動機，增加氮氧化物排放。所以必須對HHO的流量和耗能進行有效控制。世界上絕大部分用于內燃發動機的旨在節能減排用的HG，對HHO流量和耗能控制方法上，是在HG外部與電源之間以串聯方式采用不同形式的PffM和CCPffM調制器，簡稱PffM ;作為控制器件，調整流經HG的電流，控制氫氣流量，如圖1所示。由于車輛的供電電源電壓和HG的溫度是在隨時變化的，當電源電壓或溫度降低，例如預熱，起步，低速時，需要較多HHO流量時，要提高過電位；反之當電源電壓或溫度升高，例如發動機在正常連續或高速運行狀態，需要減小HHO流量時，要減低過電位。由于PffM是安裝在HG之外，在發動機正常連續或高速運行狀態時，PffM不但不能高效控制流量和能耗，其本身也成為一個消耗無功電能的器件。氫氣發生器所需產氫功耗越低時，外部控制器件自身無用功耗與氫氣發生器所需的有用功耗的比例越大。HOD方式的氫氣發生器的電解單元數量的設計，目前世界上普遍以車載電源電池的標稱電壓為基準，按每個電解單元電壓2V甚至2.4V計算，以不同類型的PffM在HG外部與電源以串聯方式連接進行控制。因為電解單元過電位的高低是影響HHO流量和功耗的最主要因素之一，因此按以上計算結果設計制造的HG在低溫或者電源電壓低的情況下，由于過電位低，HG不能產生足夠的HHO流量；而當溫度升高或電源電壓升高后，由于過電位太高，電流過大，而在HG外部與電源之間串聯的PWM在控制過程中產生很大的無功損耗，造成大量電能以熱量的方式形成無功消耗。
技術實現思路
本技術主要是解決現有技術所存在的氫氣發生器氫氣流量難以控制并且能耗高的技術問題，提供了一種過電位控制結構。該電位控制結構通過增加或減少氫氣發生器內參與電解的單元數量，控制電解單元的過電位，達到對氫氣的流量按需進行實時、高效、低能耗控制。為了解決上述技術問題，根據本技術的一個方面，提供了一種過電位控制結構，包括電解極板，所述電解極板的數量為兩個以上，并且相鄰的兩個電解極板間構成電解單元，還包括用于在控制器的控制下增加或減少連接于回路中的電解單元數量的控制開關，并且所述控制開關與至少一個電解極板相連。優化的，上述的一種過電位控制結構，所述電解單元包括:相互間連接后構成電解單元組的第一電解單元，相互間連接后構成過電位控制單元組的第二電解單元，所述電解單元組與所述過電位控制單元組之間串聯，所述控制開關與第二電解單元相連。優化的，上述的一種過電位控制結構，所述第一電解單元間相互串聯和/或并聯。優化的，上述的一種過電位控制結構，所述第二電解單元間相互串聯。優化的，上述的一種過電位控制結構，所述過電位控制單元組內的第二電解極板和可以使參與電解的電解單元過電位升高的其它電極之間通過控制開關連接。優化的，上述的一種過電位控制結構，所述控制開關設置于構成第二電解單元的兩個第二電解極板之間。因此，本技術具有如下優點:通過在氫氣發生器電流回路內串聯過電位控制單元組，通過對過電位控制單元組內電極的切換，增加或減少氫氣發生器內參與電解單元的數量，控制電解單元的過電位，達到對氫氣的流量按需進行實時、高效、低能耗控制。【附圖說明】附圖1是現有技術中的氫氣流量調節原理圖；附圖2是本技術的一種結構示意圖；附圖3是本技術的另一種結構示意圖?！揪唧w實施方式】下面通過實施例，并結合附圖，對本技術的技術方案作進一步具體的說明。圖1中，電源1，電流表2，電解單元組3，過電位控制單元組4，控制器5。實施例1:如圖2所示，本實施例的可控式氫氣發生器由電解單元組3和過電位控制單元組4及控制器5構成，電解極板之間構成電解單元。通過增加或減少參與電解的電解單元數量，調節電解單元過電位，控制HHO流量和能耗。電解單元組3內的第一電解極板a-n的數量NI按所需適應的最低工作環境溫度和最低正常工作電源電壓按公式I計算:NI = R(V1/(P1+0P1))公式(I)式中，R(X)為四舍五入函數，Vl為供電電源正常最低工作電壓；P1為第一電解極板所采用電極材料在所采用的電解液中的標準電位，OPl為第一電解極板所采用電極材料在采用的電解液中，并且在最低工作溫度時，所需的正常工作電流的最大過電位；過電位控制單元組4內的第二電解極板opl-opn的數量N2按所需適應的最高工作環境溫度和最高當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種過電位控制結構，包括電解極板，所述電解極板的數量為兩個以上，并且相鄰的兩個電解極板間構成電解單元，其特征在于，還包括用于在控制器的控制下增加或減少連接于回路中的電解單元數量的控制開關，并且所述控制開關與至少一個電解極板相連。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李云飛，李炎，叢培軍，
申請(專利權)人：李云飛，李炎，
類型：新型
國別省市：北京;11
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