CN108333312A - 尾排氢气浓度检测装置及燃料电池车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尾排氢气浓度检测装置及燃料电池车辆，其中尾排氢气浓度检测装置包括：尾排管，为文丘里管，包括依次相连的上游段、文丘里节和下游段；分支管路，输入端与尾排管的上游段连接，输出端与尾排管的文丘里节连接；氢气浓度传感器，其采集口设于分支管路中，且所述采集口处设有防水透气膜。与现有技术相比，本发明实现采用普通氢气浓度传感器在高温高湿环境下应用，起到降低成本，提高可靠性的目的。

Description

尾排氢气浓度检测装置及燃料电池车辆
技术领域
本发明涉及一种燃料电池车辆技术，尤其是涉及一种尾排氢气浓度检测装置及燃料电池车辆。
背景技术
在燃料电池汽车大量使用的背景下，氢气的安全性尤其重要，一般在燃料电池车辆上会安装多个氢气浓度传感器用于采集燃料电池系统是否存在氢气浓度聚集、超标的风险，并通过控制器实现实时监控。但是由于技术原因，燃料电池汽车排放出的气体高温、高湿(大量的水蒸气)，普通的氢气浓度传感器的使用寿命和可靠性受到限制。如果采用特殊的高湿氢气浓度传感器导致整个产品的成本上升，不利于燃料电池汽车的推广与运用。但是如果取消这个传感器，对整个燃料电池系统的安全性带来的风险。所以，寻找一种在高温高湿环境下使用氢气浓度传感器解决方案迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以降低氢气浓度传感器使用成本的尾排氢气浓度检测装置及燃料电池车辆。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种尾排氢气浓度检测装置，包括：
尾排管，为文丘里管，包括依次相连的上游段、文丘里节和下游段；
分支管路，输入端与尾排管的上游段连接，输出端与尾排管的文丘里节连接；
氢气浓度传感器，其采集口设于分支管路中，且所述采集口处设有防水透气膜。
所述分支管路包括安装底座和软管，所述尾排管的上游段上设有第一接头，所述尾排管的文丘里节上设有第二接头，所述安装底座的输入端与第一接头连接，所述软管的两端分别与安装底座的输出端、所述第二接头连接。
所述氢气浓度传感器固定于安装底座上，且其采集口位于安装底座内的管路中。
所述文丘里节包括收缩段和喉道，所述收缩段分别与上游段和喉道连接，所述喉道与下游段连接，所述分支管路的输出端与收缩段或喉道连接。
所述分支管路的输出端与喉道连接。
所述氢气浓度传感器的采集口和尾排管之间的距离大于100mm。
所述氢气浓度传感器竖直设置。
一种含有所述的尾排氢气浓度检测装置的燃料电池车辆，包括车辆本体、燃料电池系统和所述尾排氢气浓度检测装置，所述燃料电池系统和尾排氢气浓度检测装置均设于车辆本体中，且尾排氢气浓度检测装置的氢气浓度传感器的信号输出端与燃料电池系统的控制器连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)通过将尾排管的形状设置为文丘里管产生负压形成在分支管路中的气流，从而氢气浓度传感器采集口得以进行氢气浓度检测，同时又通过防水透气膜对水汽的阻隔除去尾排气中的水蒸气以及凝结水，降低氢气浓度传感器所处环境的湿度，同时由于氢气传感器没有直接检测尾排管中的气体，远离高温区域，解决了困扰普通氢气浓度传感器的两个主要技术难点，高温与高湿，从而实现采用普通氢气浓度传感器在高温高湿环境下应用，起到降低成本，提高可靠性的目的。
2)分支管路包括安装底座和软管，可以在解决低成本连接管路的同时实现牢固的氢气浓度传感器安装。
3)分支管路的输出端与喉道连接，可以有效提高气流稳定性。
4)氢气浓度传感器的采集口和尾排管之间的距离大于100mm，可以在满足远离高温区域的同时减小占用空间。
5)氢气浓度传感器竖直设置，减少水汽在表面凝结，即使凝结后，也可以顺管路内部回流到排气管路中。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明尾排管的结构示意图
图3为本发明实施例1的剖视示意图；
图4为本发明尾排管实施例1的剖视示意图；
其中：1、氢气浓度传感器，2、安装底座，3、软管，4、尾排管，41、上游段，42、收缩段，43、喉道、44、舒张段，45、下游段，46、第一接头，47、第二接头，48、文丘里节。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种尾排氢气浓度检测装置，如图1和图2所示，包括：
尾排管4，图1中箭头方向尾排气流动方向，尾排管4为文丘里管，包括依次相连的上游段41、文丘里节48和下游段45；
分支管路，输入端与尾排管4的上游段41连接，输出端与尾排管4的文丘里节48连接；
氢气浓度传感器1，其采集口设于分支管路中，且采集口处设有防水透气膜。
通过将尾排管4的形状设置为文丘里管产生负压形成在分支管路中的气流，从而氢气浓度传感器1采集口得以进行氢气浓度检测，同时又通过防水透气膜对水汽的阻隔除去尾排气中的水蒸气以及凝结水，降低氢气浓度传感器1所处环境的湿度，同时由于氢气传感器没有直接检测尾排管4中的气体，远离高温区域，解决了困扰普通氢气浓度传感器1的两个主要技术难点，高温与高湿，从而实现采用普通氢气浓度传感器1在高温高湿环境下应用，起到降低成本，提高可靠性的目的。
实施例1
如图3和图4所示，分支管路包括安装底座2和软管3，可以在解决低成本连接管路的同时实现牢固的氢气浓度传感器1安装。尾排管4的上游段41上设有第一接头46，尾排管4的文丘里节48上设有第二接头47，安装底座2的输入端与第一接头46连接，软管3的两端分别与安装底座2的输出端、第二接头47连接。
氢气浓度传感器1固定于安装底座2上，且其采集口位于安装底座2内的管路中。
文丘里节48包括收缩段42和喉道43，收缩段42分别与上游段41和喉道43连接，喉道43与下游段45连接，分支管路的输出端与喉道43连接，即第二接头47位于喉道43位置，可以有效提高气流稳定性。
氢气浓度传感器1的采集口和尾排管4之间的距离大于100mm，可以在满足远离高温区域的同时减小占用空间。
氢气浓度传感器1竖直设置，减少水汽在表面凝结，即使凝结后，也可以顺管路内部回流到排气管路中。
一种含有的尾排氢气浓度检测装置的燃料电池车辆，包括车辆本体、燃料电池系统和尾排氢气浓度检测装置，燃料电池系统和尾排氢气浓度检测装置均设于车辆本体中，且尾排氢气浓度检测装置的氢气浓度传感器1的信号输出端与燃料电池系统的控制器连接。
氢气浓度传感器1采集口采集到尾排气体中的氢气浓度，通过转换，将氢气浓度信号转换为电压信号反馈给燃料电池系统控制器，以判断燃料电池系统的尾排氢气浓度是否有超标的风险。
实施例2：
本实施例与实施例1中相同之处不在叙述，仅叙述不同之处。
本实施例相比于实施例1中的显著不同在于，分支管路的输出端与收缩段42或喉道43连接，即第二接头47位于文丘里节48的收缩段42。在收缩段42，气压也可以降低，因而也可以形成分支管路中的气流。
实施例3：
本实施例与实施例1中相同之处不在叙述，仅叙述不同之处。
本实施例相比于实施例1中的显著不同在于，收缩段42或喉道43上均设有第二接头47，在实际应用时，可以根据需要进行连接，未使用的第二接头47应当采用填充物等进行堵塞，防止尾排气外泄。

Claims (8)

1.一种尾排氢气浓度检测装置，其特征在于，包括：
尾排管，为文丘里管，包括依次相连的上游段、文丘里节和下游段；
分支管路，输入端与尾排管的上游段连接，输出端与尾排管的文丘里节连接；
氢气浓度传感器，其采集口设于分支管路中，且所述采集口处设有防水透气膜。
2.根据权利要求1所述的一种尾排氢气浓度检测装置，其特征在于，所述分支管路包括安装底座和软管，所述尾排管的上游段上设有第一接头，所述尾排管的文丘里节上设有第二接头，所述安装底座的输入端与第一接头连接，所述软管的两端分别与安装底座的输出端、所述第二接头连接。
3.根据权利要求2所述的一种尾排氢气浓度检测装置，其特征在于，所述氢气浓度传感器固定于安装底座上，且其采集口位于安装底座内的管路中。
4.根据权利要求1所述的一种尾排氢气浓度检测装置，其特征在于，所述文丘里节包括收缩段和喉道，所述收缩段分别与上游段和喉道连接，所述喉道与下游段连接，所述分支管路的输出端与收缩段或喉道连接。
5.根据权利要求4所述的一种尾排氢气浓度检测装置，其特征在于，所述分支管路的输出端与喉道连接。
6.根据权利要求1所述的一种尾排氢气浓度检测装置，其特征在于，所述氢气浓度传感器的采集口和尾排管之间的距离大于100mm。
7.根据权利要求1所述的一种尾排氢气浓度检测装置，其特征在于，所述氢气浓度传感器竖直设置。
8.一种含有如权利要求1～7中任一所述的尾排氢气浓度检测装置的燃料电池车辆，其特征在于，包括车辆本体、燃料电池系统和所述尾排氢气浓度检测装置，所述燃料电池系统和尾排氢气浓度检测装置均设于车辆本体中，且尾排氢气浓度检测装置的氢气浓度传感器的信号输出端与燃料电池系统的控制器连接。
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