CN216389464U - 车载供氢系统排空装置及车载供氢系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种车载供氢系统排空装置，适用于燃料电池汽车，该装置包括进气管路，进气管路的入口连接车载供氢装置，出口连接燃料电池发动机，进气管路沿气流方向依次设有第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀与第二控制阀之间设有排气管路，排气管路沿气流方向依次设有第三控制阀和排空口。本实用新型通过将车载供氢系统出口与燃料电池发动机入口之间管道内的空气排出，提高了氢燃料的纯度，提高了安全性。

Description

车载供氢系统排空装置及车载供氢系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池汽车技术领域，特别涉及一种车载供氢系统排空装置及车载供氢系统。

背景技术

燃料电池汽车的车载供氢系统类似传统内燃机汽车的燃油储存与供给系统，作用是为燃料电池发动机提供氢燃料。

氢气本身的一些特性决定了车载供氢系统与内燃机汽车的燃油储存与供给系统的差别，氢气具有流动性，多采用高压储氢方式，需要在管道内输送，而且氢气是一种易燃易爆气体，需要保证管道内氢燃料的纯度保持在一定的范围内。

然而，现有的车载供氢系统通常直接通过单一管道与燃料电池发动机连接，使用过程中没法排出管道内的空气，导致氢气与管道的空气混合，降低了氢燃料浓度，不仅对燃料电池电堆造成损害，而且可能会引起爆炸，造成安全事故。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种车载供氢系统排空装置，旨在解决现有车载供氢系统出口与燃料电池发动机入口之间的管道无法排出空气导致氢燃料纯度降低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的车载供氢系统排空装置，包括进气管路，所述进气管路的入口连接车载供氢装置，出口连接燃料电池发动机，所述进气管路沿气流方向依次设有第一控制阀和第二控制阀，所述第一控制阀与所述第二控制阀之间设有排气管路，所述排气管路沿气流方向依次设有第三控制阀和排空口。

优选地，所述进气管路还设有压力表，所述压力表位于所述第一控制阀的入口端管路。

优选地，所述进气管路还设有压力传感器。

优选地，所述排气管路还设有单向阀，所述单向阀位于所述排气管路的入口与所述第三控制阀之间。

优选地，所述排气管路还设有阻火器，所述阻火器位于所述第三控制阀与所述排空口之间。

优选地，所述第一控制阀为电磁阀。

优选地，所述第二控制阀为手动球阀。

优选地，所述第三控制阀为针阀，所述针阀控制所述排气管路的开度。

本实用新型进一步提出一种车载供氢系统，包括车载供氢装置及如上所述的车载供氢系统排空装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果在于：

本实用新型提出的车载供氢系统排空装置及车载供氢系统，首先，打开第一控制阀和第三控制阀，关闭第二控制阀，将氮气从车载供氢装置注入，氮气吹扫进气管路和排气管路，使进气管路和排气管路内的空气从排空口排出，置换出空气；然后，将氢气从车载供氢装置注入，氢气吹扫进气管路和排气管路，使进气管路和排气管路内的氮气从排空口排出，置换出氮气；最后，关闭第三控制阀，注入适量氢气进行保压，车载供氢系统将氢燃料输送至燃料电池发动机。本实用新型将车载供氢系统出口与燃料电池发动机入口之间管道内的空气排出，提高了氢燃料的纯度，提高了安全性。

附图说明

图1为本实用新型车载供氢系统排空装置一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例和参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例一

本实用新型提出一种车载供氢系统排空装置，参照图1，该车载供氢系统排空装置包括进气管路1，所述进气管路1的入口连接车载供氢装置2，出口连接燃料电池发动机3，所述进气管路1沿气流方向依次设有第一控制阀11和第二控制阀12，所述第一控制阀11与所述第二控制阀12之间设有排气管路4，所述排气管路4沿气流方向依次设有第三控制阀41和排空口42。

本实施例中，在进行排出空气操作时，第一控制阀11主要用于打开进气管路1，使氮气和氢气能够吹扫进气管路1和排气管路4内的空气，第二控制阀12主要用于关闭进气管路1上排气管路4入口与燃料电池发动机3进口之间的管道，避免氮气和氢气吹扫过程中将空气吹进燃料电池发动机3，损坏燃料电池电堆，第三控制阀41主要用于打开排气管路4，使空气从排气管路4上的排空口42排出。具体地，首先，打开第一控制阀11和第三控制阀41，关闭第二控制阀12，将氮气从车载供氢装置2注入，氮气吹扫进气管路1和排气管路4，使进气管路1和排气管路4内的空气从排空口42排出，置换出空气；然后，将氢气从车载供氢装置2注入，氢气吹扫进气管路1和排气管路4，使进气管路1和排气管路4内的氮气从排空口42排出，置换出氮气；最后，关闭第三控制阀41，注入适量氢气进行保压。本实用新型实施例将车载供氢装置2出口与燃料电池发动机3入口之间管道内的空气排出，提高了氢燃料的纯度，提高了安全性。

此外，当需要将车载供氢装置2或者燃料电池发动机3拆卸维修时，为保证安全，需要将管道内的氢气全部排出，本装置亦可实现，打开第一控制阀11和第三控制阀41，关闭第二控制阀12，将氮气从车载供氢装置2注入，氮气吹扫进气管路1和排气管路4，使进气管路1和排气管路4内的氢气从排空口42排出，置换出氢气。

实施例二

参照图1，本实用新型实施例所提出的进气管路1还设有压力表13，所述压力表13位于所述第一控制阀11的入口端管路。

本实施例中，压力表13主要用于显示燃料电池发动机3工作时进气管路1的压力，便于观察燃料电池发动机3工作时的压力。从车载供氢装置2流出的氢燃料的压力值直接关系到燃料电池发动机3能否正常工作，若压力值过高会导致过高的压力进入燃料电池发动机3，容易损坏燃料电池电堆；若压力值过低会导致燃料电池发动机3无法正常工作，无法移走反应生成的水，造成燃料电池过热，有可能会增加质子交换膜电极两侧的压力差，气体通过质子交换膜进行扩散，导致氢气和氧混合造成危险。

实施例三

参照图1，本实用新型实施例所提出的进气管路1还设有压力传感器14。

本实施例中，压力传感器14主要用于检测燃料电池发动机3工作时进气管路1内的压力，并将压力信号反馈至车载供氢装置2。当进气管路1内的压力过小或者过大，压力传感器14将压力异常信号反馈至车载供氢系统14，车载供氢系统14调节氢气压力，使进气管路1内的氢气压力值处于合适的范围内，有利于燃料电池发动机3的正常工作。

实施例四

参照图1，本实用新型实施例所提出的排气管路4还设有单向阀43，所述单向阀43位于所述排气管路4的入口与所述第三控制阀41之间。

本实施例中，单向阀43主要用于在排出空气过程中，防止空气倒流进入进气管路1。排空口42与外界空气直接接触，存在外界空气从排空口42进入进气管路1的风险，因此，在排气管路4设置单向阀43，防止在排出空气过程中，空气倒流进入进气管路1，有利于提高排出空气的效率。

实施例五

参照图1，本实用新型实施例所提出的排气管路4还设有阻火器44，所述阻火器44位于所述第三控制阀41与所述排空口42之间。

本实施例中，阻火器44主要用于阻隔明火进入进气管路1。排空口42直接与外界接触，而氢气是一种易燃易爆气体，存在燃烧爆炸风险。在排气管路4设置阻火器44，阻隔明火进入进气管路1，防止发生燃烧爆炸，提高了安全性。

实施例六

参照图1，本实用新型实施例所提出的第一控制阀11为电磁阀。

本实施例中，第一控制阀11选用电磁阀，电磁阀的优点是通过通电或断电自动控制电磁阀的打开或关闭。当进行排出空气操作时，电磁阀自动打开；当燃料电池发动机3停止工作时，电磁阀自动关闭，提高了工作效率。

实施例七

参照图1，本实用新型实施例所提出的第二控制阀12为手动球阀。

本实施例中，第二控制阀12选用手动球阀，手动球阀的优点是耐磨性高，在工作过程中第二控制阀12开合次数较多，选用耐磨性高的手动球阀，提高了使用寿命。

实施例八

参照图1，本实用新型实施例所提出的第三控制阀41为针阀，所述针阀控制所述排气管路4的开度。

本实施例中，第三控制阀41选用针阀，针阀通过控制阀口的大小控制排气管路4的开度。在排出空气和置换氮气过程中，针阀控制气体排放，实时控制气体排放流速，有效防止因气体排放流速过高而产生热量，提高了安全性。

本实用新型进一步提出一种车载供氢系统，该系统包括车载供氢装置2及车载供氢系统排空装置。该车载供氢系统排空装置的具体结构参照上述实施例，由于本车载供氢系统采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

以上所述的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。

Claims (9)

1.一种车载供氢系统排空装置，其特征在于，包括进气管路，所述进气管路的入口连接车载供氢装置，出口连接燃料电池发动机，所述进气管路沿气流方向依次设有第一控制阀和第二控制阀，所述第一控制阀与所述第二控制阀之间设有排气管路，所述排气管路沿气流方向依次设有第三控制阀和排空口。

2.根据权利要求1所述的车载供氢系统排空装置，其特征在于，所述进气管路还设有压力表，所述压力表位于所述第一控制阀的入口端管路。

3.根据权利要求1所述的车载供氢系统排空装置，其特征在于，所述进气管路还设有压力传感器。

4.根据权利要求1所述的车载供氢系统排空装置，其特征在于，所述排气管路还设有单向阀，所述单向阀位于所述排气管路的入口与所述第三控制阀之间。

5.根据权利要求1所述的车载供氢系统排空装置，其特征在于，所述排气管路还设有阻火器，所述阻火器位于所述第三控制阀与所述排空口之间。

6.根据权利要求1所述的车载供氢系统排空装置，其特征在于，所述第一控制阀为电磁阀。

7.根据权利要求1所述的车载供氢系统排空装置，其特征在于，所述第二控制阀为手动球阀。

8.根据权利要求1所述的车载供氢系统排空装置，其特征在于，所述第三控制阀为针阀，所述针阀控制所述排气管路的开度。

9.一种车载供氢系统，其特征在于，包括车载供氢装置及如权利要求1-8中任一项所述的车载供氢系统排空装置。

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