燃料电池多功能氢喷及燃料电池系统、车辆的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池系统领域，具体涉及一种燃料电池多功能氢喷及燃料电池系统、车辆。


背景技术：

2.传统的动力系统，会释放出cox，nox，sox等有害气体及pm颗粒等污染物，热效率低，且污染环境。氢燃料电池，是使用氢元素，进行电解水的逆反应，把氢和氧分别供给给阳极和阴极，氢在催化剂作用下，放出电子，氢离子通过质子交换膜流向阴极，而电子通过外循环到达阴极，从而产生电流，氢离子在阴极和氧、电子结合而产生水。氢燃料电池产生电的过程，是电化学反应，直接将化学能转换为电能，整个过程的最终产物是水。氢燃料电池是无污染、无噪声、高效率的新能源，具有极大的发展潜力。
3.在氢燃料电池系统中，供给氢气的方式通常采用氢气循环方式，将未反应的氢气进行再利用，从而提高氢气的利用率，同时，氢气循环还能改善电堆内的水平衡，避免电堆内发生水淹，提高电堆的工作效率。但目前的氢循环系统在使用时存在较多的问题，例如，氢气的分子量较小，一定压力的氢气很容易发生泄漏，在目前结构氢循环系统中的氢喷射器工作过程中，氢气的密封是一个难题；而且，目前结构的氢循环系统中一般通过氢循环泵使氢气在氢循环系统中流动起来，功耗较大，循环泵需单独控制，可引发故障；在不采用循环泵的情况下容易导致氢气供给不足，且无法调节；另外现有的循环系统结构集成度不高，零部件较多，内部耗能较高。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本实用新型实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种燃料电池多功能氢喷及燃料电池系统、车辆。
5.作为本实用新型实施例的一个方面，提供了一种燃料电池多功能氢喷，所述燃料电池多功能氢喷包括第一腔室、第二腔室及第三腔室，所述第一腔室设置有与电控阀连接的第一气体喷射器及第二气体喷射器，所述第一气体喷射器的喷嘴设置在第二腔室内，所述第二气体喷射器的喷嘴设置在第三腔室内，所述第一腔室设置有氢气入口，所述第二腔室设置有包括第一氢气出口的引射器，所述第三腔室设置有第二氢气出口。
6.进一步地，所述第一腔室、第二腔室和/或第三腔室设置有压力传感器。
7.进一步地，所述第一腔室内还设置若干个第一气体喷射器及第二气体喷射器。
8.进一步地，所述电磁阀根据压力传感器传输的压力控制进入第一气体喷射器及第二气体喷射器的氢气流量。
9.进一步地，所述引射器设置有引流入口及引射入口，所述引射入口与第二腔室出口连通，所述引流入口与电堆连通。
10.作为本实用新型实施例的再一方面，提供了一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括上述任意一项所述燃料电池多功能氢喷。
11.进一步地，所述燃料电池多功能氢喷的第一氢气出口与第二氢气出口与电堆的氢气路入口管路相连通，所述引射器的的引流入口与电堆氢气出口管路。
12.进一步地，所述氢气入口与氢瓶相连通。
13.作为本实用新型实施例的又一方面，提供了一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如上述任意一实施例中的燃料电池系统。
14.本实用新型实施例至少实现了至少如下技术效果：
15.本实用新型实施例通过多个气体喷射器与引射器的集成设计，利用气体喷射器喷射氢气时产生的射流能量，带动氢气流动循环，从而取代氢气循环泵，实现极大的简化氢循环系统的结构，完善氢循环系统；同时还能根据不同工况的需求，调节氢气的喷射量，保证氢气的供给量；本实施例零部件较少，体积小，集成度高，能够降低燃料电池系统辅助系统的总体能耗，从而更加满足市场和社会发展的需求。
16.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图等中所记载的结构来实现和获得。
17.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
18.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
19.图1为本实用新型实施例一的燃料电池多功能氢喷结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例二的燃料电池多功能氢喷结构示意图。
21.附图说明：1、第一腔室；2、第二腔室；3、第三腔室；4、第一气体喷射器；5、第二气体喷射器；6、引射器；61、引流入口；62、引射入口；7、氢气入口；8、第一氢气出口；9、第二氢气出口；10、电控阀；11、压力传感器。
具体实施方式
22.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
23.附图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。
24.实施例一
25.本实施例提供一种燃料电池多功能氢喷，所述燃料电池多功能氢喷包括第一腔室1、第二腔室2及第三腔室3，所述第一腔室1设置有与电控阀10连接的第一气体喷射器4及第二气体喷射器5，所述第一气体喷射器4的喷嘴设置在第二腔室2内，所述第二气体喷射器5的喷嘴设置在第三腔室3内，所述第一腔室1设置有氢气入口7，所述第二腔室2设置有包括第一氢气出口8的引射器6，所述第三腔室3设置有第二氢气出口9。
26.在本实施例中，所述第一腔室1容纳氢气，第一气体喷射器4为高压腔氢喷，第二气体喷射器5为低压腔氢喷，本实施例将高压腔氢喷、低压腔氢喷及引射器进行集成设计，其中，氢喷的腔室可以多个不限制数量，可以有第三气体喷射器、第四气体喷射器等；或者所述第一腔室内包括若干个第一气体喷射器、第二气体喷射器，其中若干包括2个，3个等自然数。其中第二腔室及第三腔室也不限定仅设置一个，也可以根据需要设置多个。
27.氢喷加引射器工作时，在引射器没有建立起压力，供给压力不足时，可以将低压氢气直接进行直接供给，通过第二气体喷射器5将氢气通过第三腔体引入电堆；同时具有体积小、功能齐全、功耗低等优点。
28.优选地，所述第一腔室1、第二腔室2和/或第三腔室3设置有压力传感器11。
29.在本实施例中，各个腔室也可装压力传感器，例如第二腔体内(高压区)和第三腔体内(低压区)设置压力传感器，可以通过压力对各个腔室进行监控及调节，也可以通过压力参数，用若干电磁阀控制氢气流量，控制进入第二腔室2和进入第三腔室3的氢气流量，即所述电磁阀根据压力传感器传输的压力控制进入第一气体喷射器及第二气体喷射器的氢气流量；所述电磁阀可以通过和总控制器连接，实现按需进行分配。
30.实施例二
31.与上述实施例基于相同技术构思，本实施例提供一种燃料电池多功能氢喷中引射器6还可以设置有引流入口61及引射入口62，所述引射入口32与第二腔室2出口连通，所述引流入口61与电堆连通。可以进一步回收利用电堆中的氢气，减少能量的损失。
32.实施例三
33.与上述实施例基于相同技术构思，本实施例提供一种燃料电池系统，所述燃料系统包括上述任意一项所述燃料电池多功能氢喷。在本实施例中通过本实施例中提供的燃料电池多功能氢喷代理氢循环系统，在不需要氢气循环泵的情况下，实现了氢的循环，避免了氢循环系统的泄露、故障率高、功耗大等不足。
34.优选地，所述燃料电池多功能氢喷的第一氢气出口与第二氢气出口与电堆的氢气路入口管路相连通，所述引射器的的引流入口与电堆氢气出口管路，优选地，所述氢气入口与氢瓶相连通。其中氢瓶出来一般是高压，进入电堆的是低压。
35.在本实施例中，电堆氢气路的进气路包括：路径一：高压氢气从第一腔室1，经喷嘴(喷嘴可以是若干个)喷射到第二腔室2，流经引射器，从第一氢气出口8出进入电堆；路径二：高压氢气从第一腔室1，经喷嘴(喷嘴可以是若干个)喷射到第三腔室3，从第二氢气出口9流出与路径一汇流后进入电堆，电堆出口的氢气经引流管由引流入口61被引回到引射器6。
36.实施例四
37.与上述实施例基于相同技术构思，本实施例将上述燃料电池系统应用与车辆，提供一种包括上述任一实施例中燃料电池系统的车辆。
38.说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。
39.类似地，应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个
或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该实用新型的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。
40.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。