[实用新型]尾气排水回收利用系统及包括该系统的燃料电池汽车

说明书

本实用新型提供一种尾气排水回收利用系统及包括该系统的燃料电池汽车，包括燃料电池电堆，分别与该燃料电池电堆氢气出口、空气出口和空气入口连接的阳极吹扫管路、阴极尾气管路和空气供给管路；所述阳极吹扫管路的末端与所述阴极尾气管路相接，所述连接处的下游设置有第一储水箱，所述第一储水箱的底部分别设置排水管路和饮用水出水管路，所述饮用水出水管路的末端引入燃料电池车内。由上，阴极尾气管路排放残余空气、液态水及少量水蒸气，阳极吹扫管路排放残余氢气和水蒸气。第一储水箱对排水进行回收利用，一方面避免生成的水直接排到马路上而结冰。另一方面将水回收处理，使尾气排水变为饮用水，解决了现有汽车上无法随时供应饮用水的难题。

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，特别是一种尾气排水回收利用系统及包括该系统的燃料电池汽车。

背景技术

近年来随着环境问题日益严重，各大车企对燃料电池车加大研发投入，不断推出新款燃料电池车型，燃料电池车开始正式走向市场。燃料电池车的工作原理为：电池的阳极(燃料极)输入氢气(燃料)，氢分子(H₂)在阳极催化剂作用下被离解成为氢离子(H+)和电子(e-)，氢离子穿过燃料电池的电解质层向阴极化极方向运动，电子因通不过电解质层而由一个外部电路流向阴极。在电池阴极输入氧气 (O₂),氧气在阴极催化剂作用下离解成为氧原子(O)，与通过外部电路流向阴极的电子和燃料穿过电解质的氢离子结合生成稳定结构的水(H₂O),完成电化学反应放出热量。理论上，只要阳极不断输入氢气，阴极不断输入氧气，电化学反应就会连续不断地进行下去, 电子就会不断通过外部电路流动形成电流，从而连续不断地向汽车提供电力。

一辆普通燃料电池轿车，燃料电池发动机额定功率58kW，行驶 100km消耗氢气1kg，排出液态水9.3L。一辆8.5米的氢燃料电池客车，燃料电池发动机额定功率30kW，行驶100km消耗氢气4.3kg，排出液态水38.7L。一辆11米的氢燃料电池客车，燃料电池发动机额定功率85kW，行驶100km消耗氢气约7.5kg，排出液态水67.5L。

中国幅员辽阔，南北温差大，冬季北方许多地区温度会降到零度以下，而燃料电池汽车排出来的液态水，直接排到马路上，会造成路面结冰，容易引发交通事故，对生命构成严重威胁，对经济造成巨大的损失。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种尾气排水回收利用系统及包括该系统的燃料电池汽车，阴极尾气管路排放燃料电池电堆中反应残余的空气、液态水及少量水蒸气，阳极吹扫管路排放燃料电池电堆反应后残余的氢气和水蒸气，第一储水箱对燃料电池车尾气排水进行回收利用，一方面避免生成的水直接排到马路上而造成路面结冰，导致交通事故。另一方面将水回收处理，使燃料电池汽车尾气排水变为饮用水，解决了现有汽车上无法随时供应饮用水的难题，变废为宝，节约水资源。

为实现上述实用新型目的，尾气排水回收利用系统包括燃料电池电堆，与该燃料电池电堆氢气出口连接的阳极吹扫管路，与该燃料电池电堆空气出口连接的阴极尾气管路，以及与该燃料电池电堆空气入口连接的空气供给管路；

所述阳极吹扫管路的末端与所述阴极尾气管路相接，在相接处的下游设置有第一储水箱，所述第一储水箱的底部分别设置排水管路和饮用水出水管路，所述饮用水出水管路的末端引入燃料电池车内。

可选的，在所述阴极尾气管路与所述第一储水箱相连接的位置处，朝向所述第一储水箱设置有若干沥水孔。

由上，上述设计的优点在于保证液态水低落至第一储水箱中，同时避免过多的氢气进入到第一储水箱。

可选的，所述阴极尾气管路为延水流方向竖直向下倾斜设置，在阴极尾气管路的顶部，设置有若干朝向管内方向的凸起。

由上，管路中的水蒸气凝结于管壁时，可顺着倾斜方向缓慢流动，当到达凸起3005时，随着水蒸气凝结的增多，便会滴落至第一储水箱3002，从而可以进而有利于液态水的收集。