CN220163682U - 一种燃料电池进气系统和汽车 - Google Patents

Abstract

一种燃料电池进气系统和汽车，涉及汽车制造领域，包括空调进气格栅和进气元件，进气元件设置在空调进气格栅的空腔内，并且进气元件的进气方向与空腔的延伸方向一致。本实用新型能够优化进气口布置位置，使得进气为冷空气，又不占用散热器空间，提高了进气效率的同时提高了冷却效率，而且提升离地高度，即便涉水高度超过前格栅车辆也可以运行。

Description

一种燃料电池进气系统和汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车制造领域，具体而言，涉及一种燃料电池进气系统和汽车。

背景技术

燃料电池的进气系统对进入燃料电池的空气进行过滤、加湿及压力调节，为燃料电池的阴极供给适宜状态的空气(氧气)，提高电堆功率。

经发明人研究发现，在现有技术中，一部分燃料电池进气系统的进气口高度比较低，涉水存在风险，而另一部分的燃料电池进气系统的进气口布置在机舱内，即散热器后面，导致进气为热空气，降低了进气效率，不利于电堆功率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃料电池进气系统和汽车，其能够优化进气口布置位置，使得进气为冷空气，又不占用散热器空间，提高了进气效率的同时提高了冷却效率，而且提升离地高度，即便涉水高度超过前格栅车辆也可以运行。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种燃料电池进气系统，包括：

空调进气格栅；

进气元件，所述进气元件设置在所述空调进气格栅的空腔内，并且所述进气元件的进气方向与所述空腔的延伸方向一致。

在可选的实施方式中，所述进气元件为中空的L形，所述进气元件的一端的延伸方向形成所述进气方向，另一端设置在所述空调进气格栅的空腔内。

在可选的实施方式中，所述进气元件采用金属材质并通过焊接设置在所述空调进气格栅的空腔内。

在可选的实施方式中，还包括进气导管和进气软管，所述进气导管的一端连接所述进气元件，另一端连接所述进气软管，所述进气软管用于连接空气压缩机。

在可选的实施方式中，所述进气导管采用橡胶材质制作，所述进气导管与所述进气元件通过过盈配合连接，并利用管夹相对紧固。

在可选的实施方式中，所述进气软管采用橡胶材质制作，所述进气软管与所述空气压缩机通过过盈配合连接，并利用管夹相对紧固。

在可选的实施方式中，还包括空气滤清器，所述空气滤清器设置在所述进气导管和所述进气软管之间。

在可选的实施方式中，所述空气滤清器位于电堆系统的左上方。

在可选的实施方式中，还包括空气流量传感器，所述空气流量传感器设置在所述空气滤清器和所述进气软管的连接处。

第二方面，本实用新型提供一种汽车，包括前述实施方式任一项所述的一种燃料电池进气系统。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型提供一种燃料电池进气系统，包括进气元件，进气元件设置在空调进气格栅的空腔内，并且进气元件的进气方向与空腔的延伸方向一致。可以理解的是，进气元件位于车身前围上板上方的左侧，与空调进气口共用一个位于挡风玻璃下端中间位置的空调进气格栅。此处的空气位于发动机舱外部，能实现冷空气进气，进气温度低，提高了进气效率的同时提高了冷却效率，而且本实用新型提升了进气元件的离地高度，即便涉水高度超过前格栅车辆也可以运行，另一方面，空气从空调进气格栅进入后，沿空腔往左流动，到达进气元件的进气口，通过气流变向，降低雨雪直接到达进气口的风险。进气口水平朝左，与进气方向平行。这样，混在进气中的少量雨雪或质量较大的固体随进气一起快速朝左运动到进气元件时，由于惯性作用雨雪或质量较大的固体无法掉头进入进气口，进一步降低少量朝左运动的雨雪直接吸入进气元件的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的燃料电池进气系统侧视示意图；

图2为本实用新型实施例提供的燃料电池进气系统俯视示意图。

图标:

100-进气元件；200-进气导管；300-进气软管；400-空气滤清器；500-空气流量传感器；600-空调进气格栅；610-空腔；700-空气压缩机；800-电堆系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供的汽车包括新能源汽车、电动汽车等。目前，现有技术中的燃料电池进气系统一般采用两种设置，第一种进气元件在散热器上方，即进气属于前格栅后面和散热器前面，可以实现冷空气进气，充气效率高，有利于提高电堆功率。但是这种设置占用电堆散热器空间，使得电堆散热器不能最大化设计；另外进气口高度有限，涉水存在风险。因为进气在车前，所以空气滤清器的进气口也在前方；而空气滤清器通往空气压缩机的管路也需要在空间宽松的机舱前部布置，使得空气滤清器的出口也在前方。空气滤清器的进气口和出气口都在前方(或者前方附近)，使得空气滤清器内部流场不均匀，气流更多集中在前部。第二种进气元件在机舱内，不占用前脸空间，即不占用电堆散热器位置的横截面空间，使得散热器面积可以最大化，有利于电堆散热。这种设置的进气元件布置在机舱内，即散热器后面，导致进气为热空气，降低了进气效率，不利于电堆功率。为了解决上述问题，本实施例提供的汽车，包括一种燃料电池进气系统。

如图1和图2所示，本实施例提供的燃料电池进气系统，包括空调进气格栅600和进气元件100，进气元件100设置在空调进气格栅600的空腔610内，并且进气元件100的进气方向与空腔610的延伸方向一致。可以理解的是，进气元件100位于车身前围上板上方的左侧，与空调进气口共用一个位于挡风玻璃下端中间位置的空调进气格栅600。此处的空气位于发动机舱外部，能实现冷空气进气，进气温度低，又不占用散热器空间，提高了进气效率的同时提高了冷却效率，而且本实用新型提升了进气元件100的离地高度，即便涉水高度超过前格栅车辆也可以运行。

另一方面，空气从空调进气格栅600进入后，沿空腔610往左流动，到达进气元件100的进气口，通过气流变向，降低雨雪直接到达进气口的风险。进气口水平朝左，与进气方向平行。这样，混在进气中的少量雨雪或质量较大的固体随进气一起快速朝左运动到进气元件100时，由于惯性作用雨雪和或质量较大的固体无法掉头进入进气口，进一步降低少量朝左运动的雨雪直接吸入进气元件100的风险。

进一步的，进气元件100为中空的L形，进气元件100的的延伸方向形成进气方向，另一端设置在空调进气格栅600的空腔610内。详细的，进气元件100为L形空心管，主要的作用在对空气进行导向作用。另外，在进气元件100的进气口设置有过滤网(图中未示出)，过滤网的作用是过滤到空气中的较大的杂志，比如树叶、石子等。

如图2所示，具体的，进气元件100采用金属材质并通过焊接设置在空调进气格栅600的空腔610内。可以理解的是，进气元件100与空调进气格栅600(或车身前围上板钣金件)集成在一起，规避了单独设计进气口的缺点，例如防漏水结构复杂、与车身装配工艺复杂、使用耐久和拆装次数耐久性等。进气元件100采用金属材质，和空调进气格栅600(或车身钣金件)焊接在一起，并完成后续的电泳等工艺；规避使用塑料材质必须附加紧固件(螺栓和螺母)和密封件(橡胶圈或橡胶垫)等。

进一步地，还包括进气导管200和进气软管300，进气导管200的一端连接进气元件100，另一端连接进气软管300，进气软管300用于连接空气压缩机700。可以理解的是，当空气压缩机700开始工作时，空气就会从进气元件100流经进气导管200、进气软管300，然后进入空气压缩机700。

具体的，进气导管200采用橡胶材质制作，进气导管200与进气元件100通过过盈配合连接，并利用管夹相对紧固；进气软管300同样采用橡胶材质制作，进气软管300与空气压缩机700通过过盈配合连接，并利用管夹相对紧固。可以理解的是，进气导管200和进气软管300均采用橡胶材质制作是为了方便将进气导管200和进气软管300布置在机舱内部，并且不占用空间。

除此之外，本实施例还包括空气滤清器400，空气滤清器400设置在进气导管200和进气软管300之间。详细的，空气滤清器400采用圆柱形，圆柱型空气滤清器400实现了一端进气和另一端出气的最佳设计，有利于气体流场均匀，提高空气滤清器400的过滤效率和寿命。

进一步地，空气滤清器400位于电堆系统800的左上方。可以理解的是，这样的设置为了充分利用前舱的空间，提高前舱利用率。

具体的，本实施例还包括空气流量传感器500，空气流量传感器500设置在空气滤清器400和进气软管300的连接处。详细的，空气流量传感器500，也称空气流量计，是燃料电池进气系统重要传感器之一。它将吸入的空气流量转换成电信号送至电控单元(ECU)，是测定吸入燃料电池的空气流量的传感器。

本实施例提供的一种燃料电池系统具有以下优点：

本实施例的进气元件100位于车身前围上板上方的左侧，进气元件100与车身前围上板钣金件集成在一起，规避了单独设计进气口的缺点，例如防漏水结构复杂、与车身装配工艺复杂、使用耐久和拆装次数耐久性等。进气元件100与空调进气口共用一个位于挡风玻璃下端中间位置的空调进气格栅600，此处的空气位于发动机舱外部，能实现冷空气进气，进气温度低，又不占用散热器空间，散热器高度可以最大化设计，有利于电堆散热，而且本实用新型提升了进气元件100的离地高度，即便涉水高度超过前格栅车辆也可以运行，进气元件100与车身前围上板钣金件集成在一起，规避了单独设计进气口的缺点，例如防漏水结构复杂、与车身装配工艺复杂、使用耐久和拆装次数耐久性等。

另一方面，空气从空调进气格栅600进入后，沿空腔610往左流动，到达进气元件100的进气口，通过气流变向，降低雨雪直接到达进气口的风险。进气口水平朝左，与进气方向平行。这样，在雨天雪天的时候，雨雪或一些质量较大的固体随进气一起向进气元件100运动，由于惯性作用雨雪和或质量较大的固体无法掉头进入进气口，进一步降低少量朝左运动的雨雪直接吸入进气元件100的风险。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池进气系统，其特征在于，包括：

空调进气格栅；

进气元件，所述进气元件设置在所述空调进气格栅的空腔内，并且所述进气元件的进气方向与所述空腔的延伸方向一致。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池进气系统，其特征在于，所述进气元件为中空的L形，所述进气元件的一端的延伸方向形成所述进气方向，另一端设置在所述空调进气格栅的空腔内。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池进气系统，其特征在于，所述进气元件采用金属材质并通过焊接设置在所述空调进气格栅的所述空腔内。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池进气系统，其特征在于，还包括进气导管和进气软管，所述进气导管的一端连接所述进气元件，另一端连接所述进气软管，所述进气软管用于连接空气压缩机。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池进气系统，其特征在于，所述进气导管采用橡胶材质制作，所述进气导管与所述进气元件通过过盈配合连接，并利用管夹相对紧固。

6.根据权利要求4所述的一种燃料电池进气系统，其特征在于，所述进气软管采用橡胶材质制作，所述进气软管与所述空气压缩机通过过盈配合连接，并利用管夹相对紧固。

7.根据权利要求4所述的一种燃料电池进气系统，其特征在于，还包括空气滤清器，所述空气滤清器设置在所述进气导管和所述进气软管之间。

8.根据权利要求7所述的一种燃料电池进气系统，其特征在于，所述空气滤清器位于电堆系统的左上方。

9.根据权利要求7所述的一种燃料电池进气系统，其特征在于，还包括空气流量传感器，所述空气流量传感器设置在所述空气滤清器和所述进气软管的连接处。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的一种燃料电池进气系统。