[实用新型]燃料电池尾排氢气浓度检测及混合稀释装置及燃料电池有效

专利信息
申请号: 202020101944.9 申请日: 2020-01-17
公开(公告)号: CN211530092U 公开(公告)日: 2020-09-18
发明(设计)人: 梁未栋;邓佳;李勇;易勇 申请(专利权)人: 中山大洋电机股份有限公司
主分类号: H01M8/0444 分类号: H01M8/0444;H01M8/04791
代理公司: 中山市汉通知识产权代理事务所(普通合伙) 44255 代理人: 古冠开
地址: 528400 广*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 燃料电池 氢气 浓度 检测 混合 稀释 装置
【说明书】:

本实用新型公开了燃料电池尾排氢气浓度检测及混合稀释装置及燃料电池,包括氢气浓度检测单元和气体混合引射稀释单元,其中:所述的氢气浓度检测单元包括尾排主管路、抽样分支管路、气液分离器和氢气浓度传感器,气体混合引射稀释单元包括引射三通管和稀释气体引入管路,引射三通管的主入口连接尾排主管路的上游段,引射三通管的分支入口连接稀释气体引入管路的一端,引射三通管的出口连接尾排主管路的下游段,在主入口与分支入口的交接处设置引射喷嘴,通过引射喷嘴的作用使分支入口处形成负压,使外部冷空气通过稀释气体引入管路进入尾排主管路达到稀释的作用,它结构简单,成本较低、可靠性高。

技术领域:

本实用新型涉及燃料电池尾排氢气浓度检测及混合稀释装置及燃料电池。

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。氢气作为一种可燃气体,其爆炸极限为4%~75.6%。因此需要将排出的氢气浓度降到4%以下才会避免危险。

通常的,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。

专利CN 208076472U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,但是该装置使尾排管流阻加大,且存在防水透气膜堵塞风险,易造成检测不准的现象。

在专利CN 108493467A中,使用了大量的阀类来控制燃料电池尾气含氢量,部件数量多,控制较为复杂,且没有解决普通氢气浓度传感器在高温高湿环境下的使用。

申请人已经提出了一项解决上述技术的专利申请,见公告号为: CN109768307A、专利名称为:燃料电池尾排氢气浓度检测及混合稀释装置及新能源汽车,它使用风扇来冷却稀释气体引入管路并且接入到尾排主管,首先增加了电器件风扇不仅增加了成本同时增加了噪声源,并且相比于纯结构件系统来说可靠性有所欠缺,其次尾排主管风量大,不免会导致风扇堵转烧机。

发明内容:

本实用新型的目的是提燃料电池尾排氢气浓度检测及混合稀释装置及燃料电池,同时解决现有技术中存在的两个技术问题:1)结构复杂、成本高;2) 可靠性有所欠缺。

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及混合稀释装置,其特征在于:包括气体混合引射稀释单元,其中:气体混合引射稀释单元包括引射三通管和稀释气体引入管路,引射三通管的主入口连接尾排主管路的上游段,引射三通管的分支入口连接稀释气体引入管路的一端,引射三通管的出口连接尾排主管路的下游段,在主入口与分支入口的交接处设置引射喷嘴,通过引射喷嘴的作用使分支入口处形成负压,使外部冷空气通过稀释气体引入管路进入尾排主管路达到稀释的作用。

上述的还包括氢气浓度检测单元,所述的氢气浓度检测单元包括尾排主管路、抽样分支管路、气液分离器和氢气浓度传感器,其中所述的抽样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内壳体,内壳体内设置空腔,内壳体上设置尾排气出口、尾排气入口管和冷凝水出口管,尾排气出口、尾排气入口管和冷凝水出口管都与空腔连通,抽样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。

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