CN215322037U - 燃料电池车辆的排水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种燃料电池车辆的排水装置。该燃料电池车辆的排水装置包括用于将燃料电池在电化学反应中生成的水从燃料电池车辆中排出的排水管、和设置在该排水管上的可开闭的排水阀，并具备能获取燃料电池车辆周围的环境信息、道路信息、交通信息、及燃料电池车辆的控制信息中的至少一种信息的信息获取装置；及分别与信息获取装置及排水阀连接，基于来自信息获取装置的至少一种信息判断是否允许实施从排水管排水的排水操作，当判断为允许实施排水操作时向排水阀发出开阀指令信号，当判断为不允许实施排水操作时向排水阀发出闭阀指令信号的控制装置。基于本实用新型的结构，能够在恰当的时机实施燃料电池车辆的排水操作。

Description

燃料电池车辆的排水装置

技术领域

本实用新型涉及一种燃料电池车辆的排水装置。

背景技术

通常，燃料电池车辆中，在燃料电池的电化学反应过程中会生成水，所生成的水需要排至车外。

但是，在有些情况下也不希望将所生成的水排至车外。例如，当外部气温较低时，由于排出的水中途有可能发生冻结，所以不适于排水。另外，在自车与后续车辆之间的间距较近时，由于排出的水有可能飞溅到后续车辆上，所以不适于排水。同样，在自车与行人之间的间距较小时，由于排出的水有可能飞溅到行人的身上，所以不适于排水。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型的目的在于，提供一种能够在恰当的时机实施燃料电池车辆的排水操作的燃料电池车辆的排水装置。

作为解决上述技术问题的技术方案，本实用新型提供一种燃料电池车辆的排水装置，该燃料电池车辆的排水装置包括用于将燃料电池在电化学反应中生成的水从燃料电池车辆中排出的排水管、和设置在该排水管上的可开闭的排水阀，其特征在于：具备能获取所述燃料电池车辆周围的环境信息、道路信息、交通信息、及所述燃料电池车辆的控制信息中的至少一种信息的信息获取装置；及分别与所述信息获取装置及所述排水阀连接，基于来自所述信息获取装置的所述至少一种信息判断是否允许实施从所述排水管排水的排水操作，当判断为允许实施所述排水操作时向所述排水阀发出开阀指令信号，当判断为不允许实施所述排水操作时向所述排水阀发出闭阀指令信号的控制装置。

本实用新型的上述燃料电池车辆的排水装置的优点在于，能够在恰当的时机实施燃料电池车辆的排水操作。具体而言，由于控制装置根据来自信息获取装置的环境信息、道路信息、交通信息、及车辆控制信息中的至少一种信息判断是否进行排水操作，当判断为允许排水操作时，向排水阀发出开阀指令信号以使排水管开阀排水，在判断为不允许实施排水操作时，向排水阀发出闭阀指令信号以禁止排水管排水，从而能够相应于环境状况、道路状况、交通状况、及车辆行驶状况来选择适合于排水的时机。其结果，能够避免因排水而造成的麻烦。

本实用新型的上述燃料电池车辆的排水装置中，可以为，所述信息获取装置包括检测外部气温的温度传感器，所述控制装置包括当所述温度传感器检测到的外部气温在规定温度以下时，判断为不允许实施所述排水操作的判断单元。基于该结构，能够避免因在外部气温低于规定温度时排水而导致排出的水在道路上冻结的情况发生。

本实用新型的上述燃料电池车辆的排水装置中，可以为，所述信息获取装置包括能够获取道路加温区域信息的通信装置，所述控制装置包括根据所述通信装置所获取的所述道路加温区域信息得知所述燃料电池车辆正在道路加温区域内行驶时，判断为允许实施所述排水操作的判断单元。基于该结构，虽然外部气温较低但燃料电池车辆当前行驶的区域为道路加温区域(进行路面加温的区域)时，由于排出的水发生冻结的可能性很低，所以在此情况下判断单元判断为允许排水操作。

本实用新型的上述燃料电池车辆的排水装置中，可以为，所述信息获取装置包括获取自车与后续车辆之间的间距的车间距获取单元，所述控制装置包括当所述车间距获取单元所获取的所述间距在规定距离以下时，判断为不允许实施所述排水操作的判断单元。基于该结构，能够避免因在自车与后续车辆之间的间距小于规定距离时排水而导致排出的水飞溅到后续车辆上的情况发生。

本实用新型的上述燃料电池车辆的排水装置中，可以为，所述信息获取装置包括获取自车与行人之间的间距的行人间距获取单元，所述控制装置包括当所述行人间距获取单元所获取的所述间距在规定距离以下时，判断为不允许实施所述排水操作的判断单元。基于该结构，能够避免因在自车与行人之间的间距小于规定距离时排水而导致所排出的水飞溅到行人身上的情况发生。

本实用新型的上述燃料电池车辆的排水装置中，可以为，所述信息获取装置包括获取车速信息的车速传感器，所述控制装置包括当所述车速传感器检测到的车速在规定值以上时，判断为不允许实施所述排水操作的判断单元。基于该结构，能够避免因在车速超过规定值时排水而导致排出的水飞溅到车辆周围的情况发生。

附图说明

图1是表示安装在本实用新型的实施方式中的燃料电池车辆上的燃料电池系统的概要结构的图。

图2是表示控制排水阀开关的控制系统的功能的方框图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。

图1是表示安装在本实施方式中的燃料电池车辆上的燃料电池系统1的概要结构的图。如图1所示，燃料电池系统1具备燃料电池2、氢气给排系统3、构成排水装置的排水系统、以及空气给排系统5。

燃料电池2为固体高分子型燃料电池。燃料电池2通过电化学反应而产生电动势。该电动势被供给至未图示的行驶用电机，通过该行驶用电机的运转，而使燃料电池车辆获得行驶动力。并且，剩余的电动势被储存在未图示的电池中。

在燃料电池2的反应气体中，氢气被用作燃料气体，空气中的氧气被用作氧化气体。燃料电池2具有由多个单体电池21层叠而成的堆型结构。各个单体电池彼此之间以串联方式连接。各个单体电池2 1具备：在电解质膜的两面设有电极催化层的膜电极接合体、和夹持膜电极接合体的一对隔板。在阳极侧的膜电极接合体与隔板之间，形成有供氢气流通的阳极流道。在阴极侧的膜电极接合体与隔板之间，形成有供空气(氧气)流通的阴极流道。

氢气给排系统3具备储氢罐31、氢气供给流道32、主阀门3 3、氢气排出流道34、蓄水罐35、氢气循环流道36、和氢气循环泵37。

在储氢罐31中，储存有用于供给燃料电池2的氢气。氢气供给流道32是将储氢罐31与燃料电池2的阳极流道的入口连接的流道。通过使设置在该氢气供给流道32上的主阀门33打开，氢气经由氢气供给流道32从储氢罐31被供给到燃料电池2的阳极流道。

氢气排出流道34是将燃料电池2的阳极流道的出口与蓄水罐3 5连接的流道。从燃料电池2排出的阳极废气沿着氢气排出流道34 流动。在阳极废气中，含有未完全燃烧的氢气。并且，在燃料电池2 发电的过程中生成的水也沿氢气排出流道34流动。在蓄水罐35中阳极废气与水分离，所分离出的水被储存在蓄水罐35中。

氢气循环流道36是将蓄水罐35与氢气供给流道32连接的流道。在蓄水罐35中从水中分离出来的氢气由氢气循环泵37送回到氢气供给流道32。

排水系统4具备排水流道(排水管)41和排水阀42。排水流道41与蓄水罐35相连接。排水阀42被设置在排水流道41上，通过未图示的执行器(例如电磁阀)的动作而实现开闭。当该排水阀 42处于关闭状态时，水被储存在蓄水罐35内；当排水阀42处于开启状态时，蓄水罐35内的水经由排水流道41排出。

空气给排系统5具备空气供给流道51、空气排出流道52、和消声器53。空气供给流道51是与燃料电池2的阴极流道的入口连接的流道。从大气中导入到空气供给流道51中的空气被供给至燃料电池2的阴极流道。

空气排出流道52是与燃料电池2的阴极流道的出口连接的流道。为了消除噪声，在空气排出流道52上设置有消声器53。从燃料电池2排出的阴极废气在空气排出流道52中流动。沿着空气排出流道52流动的阴极废气经由消声器53排出到大气中。

图2是表示控制排水阀42的开闭的控制系统的功能的方框图。如图2所示，控制排水阀42的控制装置6分别通过信号线，与外部气温传感器(温度传感器)61、车载导航装置(通信装置)62、摄像机(车间距获取单元、行人间距获取单元)63、及车速传感器 64连接。本实用新型中，上述外部气温传感器61、车载导航装置 62、摄像机63、及车速传感器64相当于信息获取装置。

另外，控制装置6还通过信号线与通信装置65、手动排水开关 66、及警报灯67连接。

控制装置6由具备未图示的CPU、内存、输入输出接口等的电脑构成。控制装置6具备根据所接收到的各种信息判断是否允许实施燃料电池车辆的排水操作的判断单元；及当判断单元判断为允许实施排水操作时向排水阀42发出开阀指令信号，当判断单元判断为不允许实施排水操作时向排水阀42发出闭阀指令信号的信号输出单元 (省略图示)。以下，对是否允许实施排水操作的判断基准进行说明。

外部气温传感器61检测燃料电池车辆的外部气温。由外部气温传感器61检测到的外部气温信息被发送至控制装置6。

车载导航装置62具备GNSS接收机。利用由GNSS接收机接收到的来自人造卫星的信号，能够获取表示燃料电池车辆当前位置的位置信息。并且，在车载导航装置62中，预存有地图信息。预存在该车载导航装置62的地图信息中，除了有道路信息和各种设施的信息以外，还有道路加温区域的信息。来自车载导航装置62的信息 (特别是道路加温区域的信息)被发送至控制装置6。由此，控制装置 6能够判断燃料电池车辆当前行驶的区域是否为道路加温区域。

摄像机63对燃料电池车辆周围的环境进行拍摄，并将该图像信息发送至控制装置6。由该摄像机63拍摄的燃料电池车辆周围的图像中，在后方行驶的车辆(后续车辆)或在燃料电池车辆周围的行人的图像被用作交通信息。

车速传感器64检测燃料电池车辆当前的车速(作为燃料电池车辆的控制信息)，并将该车速信息发送至控制装置6。

通信装置65能够接收来自气象局(气象局的数据服务器等)的气象信息。该通信装置65接收到气象信息包括：降雨信息、降雪信息、积雪信息、日照量信息等。但是，在燃料电池车辆本身具备降雨传感器或日照量传感器的情况下，没有必要接收降雨信息和日照量信息。

手动排水开关66被设置在燃料电池车辆的驾驶席附近，当驾驶者需要打开排水阀42时，对该手动排水开关66进行按压操作即可。当手动排水开关66被按压时，该手动排水开关66向控制装置6发出手动排水信号。

警告灯67用于在控制装置6判断为不能够允许实施排水操作的情况下驾驶员操作了手动排水开关66时，向驾驶员发出的禁止开启排水阀42的警示。该警告灯67例如可设置在仪表盘上。

下面，对控制装置6对排水阀42实施的开闭控制进行说明。本实施方式中，控制装置6根据分别来自外部气温传感器61、车载导航装置62、摄像机63、车速传感器64、通信装置65、及手动排水开关66的输入信息，判断是否允许实施排水操作，当判断为允许实施排水操作时，向排水阀42发出开阀指令信号；当判断为不允许实施排水操作时，向排水阀42发出闭阀指令信号。

以下，列举控制装置6允许实施排水操作的条件。即，当以下的所有条件均得到满足时，控制装置6判断为允许实施排水操作，并向排水阀42发出开阀指令信号。

·外部气温传感器61检测到的环境信息显示外部气温高于规定的温度(规定温度例如为5℃)，或者车载导航装置62接收到的道路信息显示燃料电池车辆当前行驶的区域为道路加温区域，即，此时排水的话，排出的水在道路上冻结的可能性很小。

·摄像机63拍摄到的自车与后续车辆(在后方行驶的车辆)之间的间距超过规定距离(规定距离例如为50m)，即，此时排水的话，排出的水飞溅到后续车辆上的可能性很小。

·摄像机63拍摄到的自车与行人之间的间距超过规定距离(规定距离例如为5m)，即，此时排水的话，排出的水飞溅到行人身上的可能性很小。

·车速传感器64检测到的车速低于规定值(规定值例如为30 km/h)，即，此时排水的话，排出的水向周围飞溅的可能性很小。

另外，与上述条件无关地，当通信装置65获取到的信息中包含有降雨、降雪、或积雪的信息时，控制装置6判断为允许排水，并向排水阀42发出开阀指令信号，即，此时排水的话，导致不良后果的可能性很小。

相反，控制装置6不允许实施排水操作(禁止排水操作)的情形为，在以下条件中至少满足一个条件时，控制装置6判断为不允许实施排水操作，并向排水阀42发出闭阀指令信号。

·外部气温传感器61检测到的外部气温未达到规定的温度、并且车载导航装置62接收到的道路信息显示燃料电池车辆当前行驶的区域不是道路加温区域，即，此时排水的话，排出的水在道路上发生冻结的可能性较大。

·摄像机63拍摄到的自车与后续车辆之间的间距在规定距离以下，即，此时排水的话，排出的水飞溅到后续车辆上的可能性较大。

·摄像机63拍摄到的自车与行人之间的间距在规定距离以下，即，此时排水的话，排出的水飞溅到行人身上的可能性较大。

·车速传感器64检测到的车速超过规定值，即，此时排水的话，排出的水飞溅到周围的可能性较高。

如上所述，在本实施方式中，当控制装置6判断为不允许实施排水操作时，使排水阀42关闭；当控制装置6判断为允许实施排水操作时，允许排水阀42开启。基于上述结构，能够合理地控制燃料电池车辆实施排水操作的时机。

Claims (6)

1.一种燃料电池车辆的排水装置，包括用于将燃料电池在电化学反应中生成的水从燃料电池车辆中排出的排水管、和设置在该排水管上的可开闭的排水阀，其特征在于：具备

能获取所述燃料电池车辆周围的环境信息、道路信息、交通信息、及所述燃料电池车辆的控制信息中的至少一种信息的信息获取装置；及

分别与所述信息获取装置及所述排水阀连接，基于来自所述信息获取装置的所述至少一种信息判断是否允许实施从所述排水管排水的排水操作，当判断为允许实施所述排水操作时向所述排水阀发出开阀指令信号，当判断为不允许实施所述排水操作时向所述排水阀发出闭阀指令信号的控制装置。

2.如权利要求1所述的燃料电池车辆的排水装置，其特征在于：

所述信息获取装置包括检测外部气温的温度传感器，

所述控制装置包括当所述温度传感器检测到的外部气温在规定温度以下时，判断为不允许实施所述排水操作的判断单元。

3.如权利要求1所述的燃料电池车辆的排水装置，其特征在于：

所述信息获取装置包括能够获取道路加温区域信息的通信装置，

所述控制装置包括根据所述通信装置所获取的所述道路加温区域信息得知所述燃料电池车辆正在道路加温区域内行驶时，判断为允许实施所述排水操作的判断单元。

4.如权利要求1所述的燃料电池车辆的排水装置，其特征在于：

所述信息获取装置包括获取自车与后续车辆之间的间距的车间距获取单元，

所述控制装置包括当所述车间距获取单元所获取的所述间距在规定距离以下时，判断为不允许实施所述排水操作的判断单元。

5.如权利要求1所述的燃料电池车辆的排水装置，其特征在于：

所述信息获取装置包括获取自车与行人之间的间距的行人间距获取单元，

所述控制装置包括当所述行人间距获取单元所获取的所述间距在规定距离以下时，判断为不允许实施所述排水操作的判断单元。

6.如权利要求1所述的燃料电池车辆的排水装置，其特征在于：

所述信息获取装置包括获取车速信息的车速传感器，

所述控制装置包括当所述车速传感器检测到的车速在规定值以上时，判断为不允许实施所述排水操作的判断单元。

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