CN213808184U - 一种防喘振空气系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种防喘振空气系统，包括电堆、进气组件、排气管和循环管路组件，进气组件包括第一进气部件、空压机和第二进气部件，循环管路组件包括第一管路、常开阀、第二管路、单向阀和第三管路，空压机的进气端通过第一进气部件与外部大气连通，空压机的出气端与第二进气部件的进气端连通，第二进气部件的出气端与电堆的空气进气口连通，排气管与电堆的空气出口连通，常开阀通过第一管路与排气管连通，单向阀的入口通过第二管路与常开阀连通，单向阀的出口通过第三管路与第二进气部件的进气端连通。其优点在于：能够在电堆正常运行及故障紧急停机时避免空压机喘振，提高空压机的寿命；常开阀开度能够调整，控制灵活，同时降低系统功耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池车辆领域，具体而言，涉及一种防喘振空气系统。
背景技术
氢燃料电池是一种将氢与氧反应产生的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置，具有发电效率高，环境污染小等优点，因此被广泛应用于汽车领域。组成燃料电池发动机的子系统主要是电堆，进气系统，进氢系统和冷却系统。燃料电池运行时需要氢气空气反应产生电能，空气的提供时靠空压机提供空气供应一定的空气流量。燃料电池系统在运行过程中及故障停机时，空压机有时会出现喘振现象。
喘振是指当空压机流量减小到最小值时其出口压力会突然下降，造成下游管道内压力反而高于出口压力，于是被输送介质倒流回机内，直到出口压力升高重新向管道输送介质为止；当管道中的压力恢复到原来的压力时,流量再次减少,管道中介质又产生倒流，如此周而复始的现象。喘振会破坏空压机内部介质的流动规律性,产生机械噪声，同时引起工作部件的强烈振动，加速空压机内轴承和密封及叶轮的损坏，影响燃料电池系统的正常运行。
现有的燃料电池空气系统防止空压机喘振的方法只针对空压机正常运行情况下的喘振，而且采用的是直接开断电磁阀进行排气的方法。这种方法的缺点在于会降低电堆的输出功率，且无法在故障紧急停机情况下防止发生喘振。
综上所述，需要提供一种防喘振空气系统，其能够克服现有技术的缺陷。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种防喘振空气系统，其能够克服现有技术的缺陷。本实用新型的实用新型目的通过以下技术方案得以实现。
本实用新型的一个实施方式提供了一种防喘振空气系统,其中所述防喘振空气系统包括电堆、进气组件、排气管和循环管路组件，进气组件包括第一进气部件、空压机和第二进气部件，循环管路组件包括第一管路、常开阀、第二管路、单向阀和第三管路，空压机的进气端通过第一进气部件与外部大气连通，空压机的出气端与第二进气部件的进气端连通，第二进气部件的出气端与电堆的空气进气口连通，排气管与电堆的空气出口连通，单向阀的入口通过第三管路与第二进气部件的进气端连通，单向阀的出口通过第二管路与常开阀连通，常开阀通过第一管路与排气管连通。
根据本实用新型的上述一个实施方式提供的防喘振空气系统，其中所述第一进气部件包括第四管路、空气过滤器、第五管路、流量计和第六管路，所述空气过滤器通过第四管路与外部大气连通，流量计通过第五管路与空气过滤器连通，空压机的进气端通过第六管路与流量计连通。
根据本实用新型的上述一个实施方式提供的防喘振空气系统，其中所述第二进气部件包括第七管路、中冷器和第八管路，所述中冷器通过第七管路与空压机的出气端连通，第七管路还与第一管路连通，电堆的空气进气口通过第八管路与中冷器连通。
根据本实用新型的上述一个实施方式提供的防喘振空气系统，其中所述常开阀的开度根据空压机的性能曲线标定。
根据本实用新型的上述一个实施方式提供的防喘振空气系统，其中当电堆需要的入堆空气流量高于空压机喘振线流量时，常开阀开度设定为0％；当电堆需要的入堆空气流量低于空压机喘振线流量时，常开阀根据事先的标定值设定其开度。
根据本实用新型的上述一个实施方式提供的防喘振空气系统，其中当燃料电池系统故障，空压机紧急停机时，单向阀开启，常开阀断电且开度为100％，空压机内的空气通过气流循环管路组件排出直至进气组件内气压小于外部大气压，单向阀关闭。
该防喘振空气系统的优点在于：采用了单向阀与常开阀组合装置，在电堆正常运行及故障紧急停机时，能够避免空压机的喘振，提高空压机的寿命；常开阀开度能够调整，控制灵活，同时降低系统功耗；通用性强，安全可靠的特点，能够广泛应用在燃料电池车上。
附图说明
参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：
图1示出了根据本实用新型一个实施方式的防喘振空气系统的示意图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本实用新型的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
图1示出了根据本实用新型一个实施方式的防喘振空气系统的示意图。如图1所示，所述防喘振空气系统包括电堆1、进气组件2、排气管3和循环管路组件4，进气组件2包括第一进气部件21、空压机22和第二进气部件23，循环管路组件4包括第一管路41、常开阀42、第二管路43、单向阀44和第三管路45，空压机22的进气端通过第一进气部件21与外部大气连通，空压机22的出气端与第二进气部件23的进气端连通，第二进气部件23的出气端与电堆1的空气进气口连通，排气管3与电堆1的空气出口连通，单向阀44的入口通过第三管路45与第二进气部件23的进气端连通，单向阀44的出口通过第二管路43与常开阀42连通，常开阀42通过第一管路41与排气管3连通。
根据本实用新型的上述一个实施方式提供的防喘振空气系统，其中所述第一进气部件21包括第四管路211、空气过滤器212、第五管路213、流量计214和第六管路215，所述空气过滤器212通过第四管路211与外部大气连通，流量计214通过第五管路213与空气过滤器212连通，空压机22的进气端通过第六管路215与流量计214连通。
根据本实用新型的上述一个实施方式提供的防喘振空气系统，其中所述第二进气部件23包括第七管路231、中冷器232和第八管路233，所述中冷器232通过第七管路231与空压机22的出气端连通，第七管路231还与第一管路41连通，电堆1的空气进气口通过第八管路233与中冷器232连通。
根据本实用新型的上述一个实施方式提供的防喘振空气系统，其中所述常开阀42的开度根据空压机22的性能曲线标定。
根据本实用新型的上述一个实施方式提供的防喘振空气系统，其中当电堆1需要的入堆空气流量高于空压机22喘振线流量时，常开阀42开度设定为0％；当电堆1需要的入堆空气流量低于空压机22喘振线流量时，常开阀42根据事先的标定值设定其开度，从而既保证了电堆1的输出功率又减小了系统的功耗，同时还避免空压机22出现喘振。
根据本实用新型的上述一个实施方式提供的防喘振空气系统，其中当燃料电池系统故障，空压机22紧急停机时，单向阀44开启，常开阀42断电且开度为100％，空压机22内的空气通过气流循环管路组件4排出直至进气组件2内气压小于外部大气压，单向阀44关闭以防止空气进入电堆1，影响电堆1的寿命。
该防喘振空气系统的优点在于：采用了单向阀与常开阀组合装置，在电堆正常运行及故障紧急停机时，能够避免空压机的喘振，提高空压机的寿命；常开阀开度能够调整，控制灵活，同时降低系统功耗；通用性强，安全可靠的特点，能够广泛应用在燃料电池车上。
当然应意识到，虽然通过本实用新型的示例已经进行了前面的描述，但是对本实用新型做出的将对本领域的技术人员显而易见的这样和其他的改进及改变应认为落入如本文提出的本实用新型宽广范围内。因此，尽管本实用新型已经参照了优选的实施方式进行描述，但是，其意并不是使具新颖性的部件由此而受到限制，相反，其旨在包括符合上述公开部分、权利要求的广阔范围之内的各种改进和等同修改。
Claims (6)
1.一种防喘振空气系统，其特征在于，所述防喘振空气系统包括电堆、进气组件、排气管和循环管路组件，进气组件包括第一进气部件、空压机和第二进气部件，循环管路组件包括第一管路、常开阀、第二管路、单向阀和第三管路，空压机的进气端通过第一进气部件与外部大气连通，空压机的出气端与第二进气部件的进气端连通，第二进气部件的出气端与电堆的空气进气口连通，排气管与电堆的空气出口连通，单向阀的入口通过第三管路与第二进气部件的进气端连通，单向阀的出口通过第二管路与常开阀连通，常开阀通过第一管路与排气管连通。
2.如权利要求1所述的防喘振空气系统，其特征在于，所述第一进气部件包括第四管路、空气过滤器、第五管路、流量计和第六管路，所述空气过滤器通过第四管路与外部大气连通，流量计通过第五管路与空气过滤器连通，空压机的进气端通过第六管路与流量计连通。
3.如权利要求2所述的防喘振空气系统，其特征在于，所述第二进气部件包括第七管路、中冷器和第八管路，所述中冷器通过第七管路与空压机的出气端连通，第七管路还与第一管路连通，电堆的空气进气口通过第八管路与中冷器连通。
4.如权利要求3所述的防喘振空气系统，其特征在于，所述常开阀的开度根据空压机的性能曲线标定。
5.如权利要求4所述的防喘振空气系统，其特征在于，当电堆需要的入堆空气流量高于空压机喘振线流量时，常开阀开度设定为0％；当电堆需要的入堆空气流量低于空压机喘振线流量时，常开阀根据事先的标定值设定其开度。
6.如权利要求4所述的防喘振空气系统，其特征在于，当燃料电池系统故障，空压机紧急停机时，单向阀开启，常开阀断电且开度为100％，空压机内的空气通过气流循环管路组件排出直至进气组件内气压小于外部大气压，单向阀关闭。
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| CN213808184U true CN213808184U (zh) | 2021-07-27 |
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| CN202022204174.3U Active CN213808184U (zh) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | 一种防喘振空气系统 |
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2020
- 2020-09-30 CN CN202022204174.3U patent/CN213808184U/zh active Active
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