[实用新型]燃料电池尾排氢气浓度检测装置及燃料电池和新能源汽车

说明书

本实用新型公开了燃料电池尾排氢气浓度检测装置及燃料电池和新能源汽车，所述的燃料电池尾排氢气浓度检测装置包括尾排主管路、分支管路、气液分离器和氢气浓度传感器,其中所述的分支管路的入口连接在尾排主管路的上游段，冷凝器壳体上设置尾排气出口管、尾排气入口管和冷凝水出口管，尾排气出口管、尾排气入口管和冷凝水出口管都与空腔连通，分支管路的出口连接气液分离器的尾排气入口管，在气液分离器上安装氢气浓度传感器，它提高氢气浓度传感器的检测准确性和可靠性，使氢气浓度传感器使用环境优化，可以采用市场上普通的氢气浓度传感器，因此大幅降低成本。

技术领域：

本实用新型涉及燃料电池尾排氢气浓度检测装置及燃料电池和新能源汽车。

背景技术：

燃料电池系统利用储存在气瓶中的氢气与来自空气的氧气之间发生电化学反应来产生电能，为用电设备提供动力来源。氢气与氧气由燃料电池交换膜隔开，但是不可避免的存在互相渗透的现象；在反应过程中，氢气路会聚集液态水，需要及时的排出，通常会利用吹扫电磁阀将氢气路的水及杂质排出到空气路出口混合以降低氢气浓度，避免发生爆燃。所以，燃料电池系统需要在空气路出口安装氢气浓度传感器，来对出口的氢气浓度进行实时监控和控制。

通常燃料电池运行温度较高，空气路出口气体为高温高湿，在这种使用环境下，需要使用特殊的氢气浓度传感器，一般为加热型氢气浓度传感器，使用成本非常高，而且性能不稳定，造成燃料电池系统维修保养成本高，甚至会影响燃料电池系统的安全性和使用性能。

在专利CN208076472U中，使用了一种文丘里管和防水透气膜来避免氢浓度传感器在高温高湿环境下使用，成本相对较低，但是该装置使尾排管流阻加大，结构复杂，且存在防水透气膜堵塞风险，易造成检测不准的现象。

综上所述，目前的燃料电池尾排需要使用特殊的氢气浓度传感器来在高温高湿工况下检测氢气浓度，流阻大影响检测效果，存在检测可靠性不足等情况；在整车上应用时，需要减少部件装配，提高系统安全性和可靠性。

发明内容：

本实用新型的第一目的是提供燃料电池尾排氢气浓度检测装置及燃料电池和新能源汽车，解决现有技术中燃料电池尾排氢气浓度检测装置存在检测不准确、可靠性低导致燃料电池系统安全性和可靠性低的技术问题。

本实用新型的第二目的是提供燃料电池尾排氢气浓度检测装置及燃料电池和新能源汽车，解决现有技术中燃料电池尾排氢气浓度检测装置存在成本高，维修费贵、结构复杂的技术问题。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的：

燃料电池尾排氢气浓度检测装置，包括尾排主管路、分支管路、气液分离器和氢气浓度传感器,其中所述的分支管路的入口连接在尾排主管路的上游段，所述的气液分离器包括冷凝器壳体，冷凝器壳体内设置空腔，冷凝器壳体上设置尾排气出口管、尾排气入口管和冷凝水出口管，尾排气出口管、尾排气入口管和冷凝水出口管都与空腔连通，分支管路的出口连接气液分离器的尾排气入口管，在气液分离器上安装氢气浓度传感器，利用尾排气出口管直接排出进入分支管路的尾排气，或者尾排气出口管通过一个辅助管路连接到尾排主管路的下游段，将进入分支管路的尾排气重新回送到尾排主管路排出。

上述的所述分支管路内径D2小于尾排主管路的内径D1。

上述所述的气液分离器是自然冷却冷凝器或者是风冷冷凝器或者是液冷冷凝器。

上述所述的冷凝器壳体的顶部设置尾排气出口管，在冷凝器壳体的底部设置有尾排气入口管和冷凝水出口管。

上述在冷凝器壳体壁面上开有探测孔,探测孔与空腔连通，氢气浓度传感器安装在冷凝器壳体上，且氢气浓度传感器的探头部伸入到探测孔里面以感应氢气浓度。

上述探测孔的位置靠近尾排气出口管。

上述在探测孔的周围的冷凝器壳体壁面上设置安装平台，氢气浓度传感器安装在安装平台上。