CN101342863A - 用于燃料电池车的通风装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于燃料电池车的通风装置，其可通过使用供应用于燃料电池车运转的空气的吸入压力将电池组外壳内部生成的高温空气移到空气滤清器而迅速地排除此高温空气，通过将泄露的氢移动到空气滤清器来减少由于氢泄漏所导致的风险，并且保持燃料电池组的温度恒定。

Description

用于燃料电池车的通风装置

技术领域

本发明涉及用于燃料电池车的通风装置。更具体来说，本发明涉及用于燃料电池车的通风装置，其可通过使用供应用于燃料电池车运转的空气的吸入压力将电池组外壳内部生成的高温空气移到空气滤清器而迅速地排除此高温空气，通过将泄露的氢移动到空气滤清器来减少由于氢泄漏所导致的风险，并且保持燃料电池组的温度恒定。

背景技术

通常，燃料电池组是安装在混合电动车内以生成驱动电机所需要的电力的发电装置，其中氢、空气和制冷剂应该为其运转而连续地循环，并且在燃料电池组中生成的电力应该被安全地使用。

由于燃料电池组安装在车辆里，有必要确保牢固且稳定的状态以改善在车辆中的可装配性。而且，生成的电力不应当导致对车辆的风险并且，因为氢是循环的，有必要防止由氢泄漏引起的爆炸。

此外，为防止来自外部的污染，容纳燃料电池组且保持气密性的电池组外壳被设置在燃料电池组的外面。电池组外壳防止由来自外部的灰尘和湿气的污染并且还防止由于由燃料电池组的温度变化所生成的冷凝水和由于氢泄漏所引起的问题。

为提供电池组外壳的通风，通常在电池组外壳的外部设置泵使得外部空气被引入并穿过电池组外壳的内部，从而去除由燃料电池组温度变化所生成的冷凝水。而且，在电池组外壳的内部设置以吸湿剂以去除湿气。

另外，在电池组外壳的前部设置过滤器，并在其后部布置以风扇使得外面的空气在风扇的驱动力下流入电池组外壳的内部。

传统的通风装置的缺点在于它们需要附加动力来驱动泵和风扇，其可以增加车辆的总重和制造成本并降低燃料效率。

在此背景部分中公开的上述信息只是为了提高对本发明的背景的理解并且因此它可以包含不形成在本国内对本技术领域内普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于解决与现有技术相关的上述问题。在一方面，本发明提供了用于燃料电池车的通风装置，该通风装置包括：用于容纳燃料电池组的电池组外壳，该燃料电池组安装在燃料电池车中并且产生电力；以及空气滤清器，在该空气滤清器的底盖的一部分与电池组外壳的顶部的一部分相接触的位置设置连接孔，使得空气滤清器与电池组外壳相连通，通过被引入至空气滤清器内的空气压力与电池组外壳内部的压力之间的压力差，该电池组外壳内部的空气可通过该连接孔移动到空气滤清器。

在另一方面，本发明提供了用于燃料电池车的通风装置，该通风装置包括：用于容纳燃料电池组的电池组外壳，该燃料电池组安装在燃料电池车中并且产生电力；空气滤清器，其设置在电池组外壳的顶部的一部分上，用于净化从外面吸进的空气；以及空气软管，其连接在空气滤清器与鼓风机之间，用于为燃料电池组供给空气。在此，空气软管包括第一通风软管，该第一通风软管的一端连接到空气软管且另一端连接到电池组外壳，使得电池组外壳内部的空气可通过经空气软管被引入的空气的压力与电池组外壳内部的压力之间的压力差而移动到空气软管。

在另一方面，本发明提供了用于燃料电池车的通风装置，该通风装置包括：用于容纳燃料电池组的电池组外壳，该燃料电池组安装在燃料电池车中并且产生电力；空气排出管，其连接到电池组外壳的一侧，用于从燃料电池组排放空气；以及第二通风软管，其一端连接到空气排出管且另一端连接到电池组外壳，使得电池组外壳内部的空气可通过经空气排出管移动的空气的压力与电池组外壳内部的压力之间的压力差而移动到空气排出管。

要理解的是本文所使用的术语“车”或“车的”或其他类似术语大体上包括机动车，诸如包括运动型多功能车(SUV)以及公共汽车的客车、卡车、各种商用车、包括多种舟和船在内的水运工具、飞行器等等。

从附图和后面的具体实施方式将很显而易见的显示或更详细地阐述本发明的上述及其他特征和优势，附图合并入本说明书并形成本说明书的一部分，具体实施方式共同用于通过实例解释本发明的原理。

附图说明

现在将参照由附图示出的本发明的某些示例性实施方式来详细地描述本发明的上述及其他特征，给出的这些示例性实施方式在下文中仅仅用于说明，并且因此这些示例性实施例不是对本发明的限制，且其中：

图1是示出根据本发明的第一优选实施方式的用于燃料电池车的通风装置的图；

图2是示出图1的用于燃料电池车的通风装置的装配状态的剖视图；

图3是示出包括在图1的用于燃料电池车的通风装置中的排放口和空气滤清器端口的图；

图4是示出设置在图1的用于燃料电池车的通风装置中的空气滤清器的图；

图5是示出设置在图1的用于燃料电池车的通风装置中的氢传感器的图；

图6是示出根据本发明的第二优选实施方式的用于燃料电池车的通风装置的图；以及

图7是简要地示出根据本发明的第三优选实施方式的用于燃料电池车的通风装置的图。

在附图中列出的参照数字包括如在下文进一步讨论的下列元件的参照：

2：燃料电池组        100：电池组外壳

200：空气滤清器      210：风道

300：连接孔          400：空气软管

500：第一通风软管    600：空气排出管

700：第二通风软管

应该理解的是附图不是必须依比例绘制的，它们只是展示了图示说明本发明基本原理的各种优选特征的有些简化的表示方式。如本文公开的本发明的特定设计特征(包括，例如，具体尺寸、方向、位置以及形状)部分地将由特定目的应用以及使用环境来确定。

具体实施方式

现在将对本发明的优选实施方式详细地进行参照，其实施例图示在下文所附的附图中，其中类似的参考数字始终指类似的元件。下文描述各实施方式以便通过参照附图来解释本发明。

参照图1至5，将详细地描述根据本发明的第一优选实施方式的用于燃料电池车的通风装置。

该通风装置包括：用于容纳燃料电池组2(在下文中称作电池组)的电池组外壳100，燃料电池组2安装在燃料电池车中并且生成电力；和空气滤清器200，其设置在电池组外壳100的顶部的一部分上，并用于净化从外面吸进的空气。在空气滤清器200的底盖的底部的一部分与电池组外壳100的顶部的一部分相接触的位置设置连接孔300，使得电池组外壳100与空气滤清器200相连通。电池组外壳100内的空气可以通过被引入至空气滤清器200内的空气压力与电池组外壳100内部的压力之间的压力差而通过连接孔300移动到空气滤清器200。

优选电池组外壳100的内侧顶部与电池组2的顶部相互隔开以促进空气在其间流动。具体来说，电池组2在工作期间通过氢与氧之间的电化学反应生成热量，且生成的热量升高空气的温度。由此生成的高温空气移动到电池组外壳100的内侧顶部与电池组2的顶部之间的空间。

空气滤清器200包括设置在连接孔300上的过滤器10，以防止在引入外部空气期间将灰尘或湿气引入至电池组外壳100的内部。

空气滤清器200的连接孔300的直径可以小于空气滤清器200的直径。优选地，管状插入管20可以单独地布置在空气滤清器200与电池组外壳100之间。过滤器10可以布置在插入管20顶部的一端以防止灰尘和湿气引入至电池组外壳100的内部。

在空气滤清器上设置风道210，外部空气通过其被引入。而且，在空气滤清器200上可提供空气滤清器端口202以防止空气中包含的灰尘和湿气被引入至电池组外壳100的内部，该空气滤清器端口的一端连接到风道210的侧面的一部分，另一端延伸至风道210的外侧的一部分。

空气滤清器200的空气滤清器端口202可以相对于风道210的底面以90°或更小的角度倾斜(参见图4的θ)。

排放口110可以设置在电池组外壳100的外侧的一部分上。排放口110连接到空气滤清器端口202，以便排出通过空气滤清器200引入的空气中的湿气。

氢传感器4可以设置在电池组外壳100上的排放口110附近，以便检测电池组2的氢泄漏。

空气滤清器200的内部相对于设置在其中的空气滤清器过滤器205被分为相当于下部的不洁净区203和相当于上部的清洁区204。不洁净区203连接到布置在空气滤清器200与电池组外壳100之间的连接孔300。

参照图6，将讨论根据本发明的第二优选实施例的用于燃料电池车的通风装置。

该通风装置包括：用于容纳电池组2的电池组外壳100，其中电池组2安装在燃料电池车中并且生成电力；空气滤清器200，其设置在电池组外壳100的顶部的一部分上，并净化从外面吸进的空气；以及空气软管400，其连接在空气滤清器200与鼓风机3之间(如图1所示)用于为电池组2供给空气。至少设置一个第一通风软管500。第一通风软管500的一端连接到空气软管400并且其另一端连接到电池组外壳100的一部分，使得电池组外壳100内部的空气可通过经空气软管400被引入的空气压力与电池组外壳100内部的压力之间的压力差移动到空气软管400。

如图6中所示，过滤器10’可设置在电池组外壳100的内部以使电池组外壳100中的空气中包含的污染物移动通过空气软管400之前被去除。

参照图7，将讨论根据本发明的第三优选实施例的用于燃料电池车的通风装置。

该通风装置包括：用于容纳电池组2的电池组外壳100，其中电池组2安装在燃料电池车中并且生成电力；空气排出管600，其连接到电池组外壳100一侧的一部分上用于从电池组2排出空气；以及第二通风软管700，其一端连接到空气排出管600的一部分且另一端连接到电池组外壳100的一部分，使得电池组外壳100内部的空气可通过经空气排出管600移动的空气压力与电池组外壳100内部的压力之间的压力差移动到空气排出管600。

在下文中，将描述上述通风装置的工作模式。

参照图1至5，将描述根据本发明的第一优选实施例的用于燃料电池车的通风装置的工作模式。

当燃料电池车开启时，借助鼓风机3的运转外部空气通过空气滤清器200的风道210被引入。在外部空气通过风道210、不洁净区203和空气滤清器过滤器205的同时，包含在外部空气中的污染物被滤除，且由此净化的空气被供给到清洁区204。

在此时，在被引入至空气滤清器200中的空气压力与电池组外壳100内部的压力之间产生压力差。根据鼓风机3运转的压力差根据鼓风机3的每分钟转数(RPM)而变化，且在空气滤清器200的不洁净区203中生成负压。

如上所述，如图1中的箭头所示，电池组外壳100内部的空气通过连接孔300通过空气滤清器200与电池组外壳100之间的压力差移动到不洁净区203，然后通过鼓风机3的运转经空气滤清器过滤器205和清洁区204供给到电池组2。

参照图2，布置在插入管20顶部上的过滤器10防止在染料电池车停车期间或在下雨的情况下湿气通过空气滤清器200引入至电池组2中。

参照图3和4，通过空气滤清器200的风道210引入的外部空气可能包含灰尘和湿气。灰尘和湿气通过空气滤清器端口202移动并排出到空气滤清器200的外面。空气滤清器端口202可以以θ的角度值倾斜。θ的角度值可以为90°或更小。

空气滤清器端口202连接到设置在电池组外壳100上的排放口110使得将通过风道210引入的灰尘和湿气排出到电池组外壳100的外面。

参照图5，氢气可能由于破裂的隔板(未显示)或老化的垫圈(未显示)从容纳在电池组外壳100中的电池组2泄漏出来。如此，在氢气泄漏的情况下，设置在排放口110附近的氢传感器4检测氢泄漏并将检测信号传送到控制器(未显示)。然后，控制器开动警示灯(未显示)以便给驾驶员提供警示信号或者控制燃料电池车使之停止。

接下来，参照图6，将描述根据本发明的第二优选实施例的用于燃料电池车的通风装置的工作模式。

当通过空气滤清器200和空气软管400移动的外部空气穿过设置第一通风软管500的区域时，在第一通风软管500周围产生负压。结果，在电池组外壳100内部生成的高温空气通过第一通风软管500引入至空气软管400中，然后被设置以清除在电池组外壳100内部可能仍然存在的污染物的过滤器10’过滤，使得由此净化的空气移动到空气软管400。如此，通过鼓风机3的运转，移动到空气软管400的空气被增湿器5增湿并且然后供给到电池组2。车速越高，从电池组外壳100通过第一通风软管500引入至空气软管400的空气量越多。从电池组外壳100引入的空气具有高温。如上所述，引入空气软管400的高温空气被增湿器5增湿并且回流到电池组中。而且，空气软管400连接到空气滤清器200的清洁区。可以根据引擎排量设置多个第一通风软管500并且其数量不特别限制。

最后，参照图7，将描述根据本发明的第三优选实施例的用于燃料电池车的通风装置的工作模式。

电池组外壳100可以根据车的布局设置在各种不同的位置。大体上，电池组外壳100可以设置在引擎舱(未显示)上；然而，在电池组外壳100设置在车底的情况下，在空气滤清器200安置在引擎舱上的状况下，第二通风软管700可以布置在空气排出管600与电池组外壳100之间。

在此情况下，第二通风软管700的直径小于空气排出管600的直径，使得如图中的箭头所示电池组外壳100内部的高温空气可通过经空气排出管600排出的空气压力与电池组外壳100内部压力之间的压力差被排出到外面。

因此，有可能防止电池组2发生由在电池组2中生成的高温热量导致的破坏或故障。而且，在电池组2中生成的高温空气被连续地再循环或者排出到电池组外壳100的外面，从而确保行程的稳定运转。

如上所述，根据本发明的用于燃料电池车的通风装置提供了包括下列的各种效果：

在燃料电池组中生成的高温空气被重复利用或稳定地再循环以保持燃料电池组的温度恒定，从而提供稳定的动力生成并且对抗氢气泄漏确保车辆的安全。

而且，有可能防止包含在外部空气中的污染物供给到电池组，从而提高燃料电池组的耐用性并且使对设置在燃料电池组中的隔板和垫圈的损害最小化。结果，燃料电池组的耐用性得到提高。

本发明已经参照其优选实施方式详细地进行了描述。然而，本领域技术人员将意识到，在不违反本发明的原理和精神的前提下可以在这些实施例中作出改变，本发明的范围限定在附加的权利要求以及其等价物中。

Claims (12)

1.一种用于燃料电池车的通风装置，所述通风装置包括：

用于容纳燃料电池组的电池组外壳，所述燃料电池组安装在所述燃料电池车中并且产生电力；以及

空气滤清器，其设置在所述电池组外壳的顶部的一部分上，用于净化从外面吸进的空气，

其中，在所述空气滤清器的底盖的一部分与所述电池组外壳的顶部的一部分相接触的位置设置连接孔，使得所述空气滤清器与所述电池组外壳相连通，通过被引入至所述空气滤清器内的空气压力与所述电池组外壳内部的压力之间的压力差，所述电池组外壳内部的空气可通过所述连接孔移动到所述空气滤清器。

2.根据权利要求1所述的通风装置，其中所述空气滤清器包括设置在所述连接孔上的过滤器，以防止在引入外部空气期间将灰尘或湿气引入所述电池组外壳的内部。

3.根据权利要求1所述的通风装置，其中所述连接孔的直径小于所述空气滤清器的直径。

4.根据权利要求1所述的通风装置，其中所述空气滤清器包括用于引入外部空气的风道以及用于防止引入空气中包含的灰尘和湿气引入至所述电池组外壳的内部的空气滤清器端口，所述空气滤清器端口的一端连接到所述风道的侧面的一部分且另一端连接到所述风道的外侧的一部分。

5.根据权利要求4所述的通风装置，其中所述空气滤清器端口相对于所述风道的底面以90°或更小的角度倾斜。

6.根据权利要求4所述的通风装置，其中所述电池组外壳包括设置在其外侧的排放口以排放通过所述空气滤清器引入的外部空气中的湿气，所述排放口与所述空气滤清器端口相连接。

7.根据权利要求6所述的通风装置，其中所述电池组外壳包括设置在所述电池组外壳上的所述排放口附近的氢传感器，以检测所述燃料电池组的氢泄漏。

8.根据权利要求1所述的通风装置，其中所述空气滤清器包括设置在其中的空气滤清器过滤器，所述空气滤清器过滤器之下的部分是不洁净区而所述空气滤清器过滤器之上的部分是清洁区，并且所述不洁净区与布置在所述空气滤清器与所述电池组外壳之间的所述连接孔相连接。

9.一种用于燃料电池车的通风装置，所述通风装置包括：

用于容纳燃料电池组的电池组外壳，所述燃料电池组安装在所述燃料电池车中并且产生电力；

空气滤清器，其设置在所述电池组外壳的顶部的一部分上，用于净化从外面吸进的空气；以及

空气软管，其连接在所述空气滤清器与鼓风机之间，用于为所述燃料电池组供给空气，

其中所述空气软管包括第一通风软管，该第一通风软管的一端连接到所述空气软管且另一端连接到所述电池组外壳，使得所述电池组外壳内部的空气可通过经所述空气软管被引入的空气的压力与所述电池组外壳内部的压力之间的压力差而移动到所述空气软管。

10.根据权利要求9所述的通风装置，其中所述空气软管包括多个所述第一通风软管。

11.根据权利要求9所述的通风装置，其中所述电池组外壳中设置有过滤器用于在所述电池组外壳中的空气移动通过所述空气软管之前将所述空气中包含的污染物清除。

12.一种用于燃料电池车的通风装置，所述通风装置包括：

用于容纳燃料电池组的电池组外壳，所述燃料电池组安装在所述燃料电池车中并且产生电力；

空气排出管，其连接到所述电池组外壳的一侧，用于从所述燃料电池组排放空气；以及

第二通风软管，其一端连接到所述空气排出管且另一端连接到所述电池组外壳，使得所述电池组外壳内部的空气可通过经所述空气排出管移动的空气的压力与所述电池组外壳内部的压力之间的压力差而移动到所述空气排出管。

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