一种排氢装置、燃料电池发动机及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池发动机的技术领域，特别涉及一种排氢装置、燃料电池发动机及车辆。


背景技术：

2.氢燃料电池发动机利用氢气和氧气在电堆内部发生电化学反应产生电能，为了提高氢气利用率，可将未反应的氢气循环至电堆内部。但是多次循环的氢气中带有大量杂质和液态水，降低了氢气纯度，导致氢气供应不足，燃料电池发动机功率下降。为解决这一问题，需定时将反应后的氢气和杂质气体排出。
3.因此，如何提供一种燃料电池发动机的排氢装置，保证燃料电池发动机功率，是本技术领域人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种燃料电池发动机的排氢装置，保证燃料电池发动机功率。本实用新型还提供了一种具有上述排氢装置的燃料电池发动机和车辆。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种燃料电池发动机的排氢装置，其集成在燃料电池发动机的电堆外侧，包括基座，所述基座内具有排氢管道，所述排氢管道的出口端与电堆的空气出口流道可通断的连通；
7.所述基座上具有氢气入口，所述氢气入口与电堆的氢气出口对接，所述氢气入口与所述排氢管道的进口端连通；
8.所述基座上具有氢气循环出口，所述氢气循环出口连通氢气循环泵与所述氢气入口。
9.优选的，上述的排氢装置中，还包括设置在所述排氢管道内用于控制所述排氢管道的出口与所述电堆的空气出口流道通断的电磁阀。
10.优选的，上述的排氢装置中，还包括设置在所述排氢管道内用于对气体中的颗粒物进行过滤的氢气过滤器，所述氢气过滤器位于所述电磁阀与所述排氢管道的入口之间。
11.优选的，上述的排氢装置中，还包括用于对排氢管道和/或所述氢气过滤器加热的加热器。
12.优选的，上述的排氢装置中，还包括设置在所述排氢管道内用于检测所述排氢管道内压力的压力传感器，且当所述排氢管道的出口与电堆的空气出口流道连通时，若所述压力传感器预设时间获取的压力值的变化值小于预设值时，则启动所述加热器。
13.优选的，上述的排氢装置中，还包括设置在所述排氢管道内用于对气体进行节流的节流件，所述节流件位于所述电磁阀与所述电堆的空气出口流道之间。
14.优选的，上述的排氢装置中，所述氢气入口与所述氢气循环出口通过循环通道连通，所述循环通道的高度低于所述排氢管道的高度。
15.一种燃料电池发动机，包括排氢装置，其中，所述排氢装置上述任一项所述的排氢装置。
16.一种车辆，包括燃料电池发动机，其中，所述燃料电池发动机为上述所述的燃料电池发动机。
17.本实用新型提供的一种燃料电池发动机的排氢装置，通过将气体杂质通过电堆内部空气系统排出，实现了排氢的目的，保证了发动机的功率，此外，该结构简单，节省了管路，降低了泄露风险，燃料电池发动机结构更加紧凑，有效提高功率密度。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
19.图1为本实用新型实施例中燃料电池发动机的排氢装置的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例中公开的燃料电池发动机的排氢装置的主视剖视图；
21.图3为本实用新型实施例中公开的燃料电池发动机的排氢装置的侧视剖视图；
22.图4为本实用新型实施例中公开的燃料电池发动机的排氢装置的侧视图。
具体实施方式
23.本实用新型公开了一种燃料电池发动机的排氢装置，保证燃料电池发动机功率。本实用新型还公开了一种具有上述排氢装置的燃料电池发动机和车辆。
24.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做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。
25.如图1-图4所示，本技术还公开了一种燃料电池发动机的排氢装置，集成在燃料电池发动机的外侧，具体包括基座，该基座为整个排氢组件的安装基础，对于基座的具体形状和尺寸在此不做具体限定。该基座内具有排氢管道3，并且该排氢管道3的出口端与电堆的空气出口流道可通断的连通；此外，该基座的表面还设置有氢气循环出口1和氢气入口5，其中，氢气入口5与电堆的氢气出口对接，以使电堆排出的气体通过氢气入口5进入排氢装置，并且氢气入口5与排氢管道3的进口端连通，在需要排氢时，可使气体经过氢气入口5进入排氢管道3，最终经电堆的空气出口流道排出；上述的氢气循环出口1连通氢气循环泵和氢气入口5，在不需要排氢时，电堆的排出的气体经过氢气循环出口1进入氢气循环泵，最终流回电堆。本技术中通过将气体杂质通过电堆内部空气系统排出，实现了排氢的目的，保证了发动机的功率，此外，该结构简单，节省了管路，降低了泄露风险，燃料电池发动机结构更加紧凑，有效提高功率密度。
26.具体的实施例中，该排氢装置还包括设置在排氢管道3内用于控制排氢管道出口与电堆的空气出口流道通断的电磁阀2。通过设置电磁阀2结构简单，占用空间较小，易于实现。在实际中也可采用气压控制阀或液压控制阀。该电磁阀2的电磁阀氢气入口8与排氢管
道3连通。
27.由于进入排氢组件中的气体可能含有杂质，为了保证电磁阀2等精细部件的安全本技术中公开的排氢组件还包括氢气过滤器6，其中，该氢气过滤器6设置在排氢管道内用于对气体中的颗粒物进行过滤。具体的，该氢气过滤器6位于氢气入口5与电磁阀2之间。对于该氢气过滤器6可为滤网过滤结构，在实际中可根据不同的需要设置过滤网的透过尺寸，且均在保护范围内。
28.由于进入排氢装置中的气体相对湿度比较大，在低温环境下，排氢组件内的氢气过滤器可能会结冰，影响排气功能。鉴于此，在基座上安装有加热器7，起到加热基座，间接加热基座内的氢气过滤器6的作用。对于加热器7的产热形式可为电加热。
29.进一步的实施例中，上述的排氢组件还包括用于检测排氢管道3内气体压力的压力传感器4，在电磁阀2导通后，若压力传感器4预设时间获取的压力值的变化值小于预设值时，则启动加热器7。例如：压力传感器4检测不到压力时，则表明氢气过滤器6被堵住或电磁阀2的入口或出口被堵住，有可能是结冰所致，此时控制上述的加热器7启动加热；当压力传感器3检测到的氢气压力逐渐增大后保持不变时，表明冰已融化，氢气过滤器6和电磁阀2已能够正常通气，加热器7停止工作。具体的，该加热器7安装在排氢装置内部，热量流失少，加热效果更高效。
30.本技术中的排氢管道3的上方可安装氢气浓度传感器或气体成分分析仪，或直接堵死。
31.上述的排氢组件还包括设置在排氢管道3内的节流件9，并且该节流件9具有用于对气体进行节流的节流孔。通过节流件9的对流经的气体进行节流，由于节流孔的孔径较小，容易出现水及其杂质堵塞现象，因此，节流件9位于氢气过滤器6之后，以通过氢气过滤器6对气体进行过滤，避免节流件9的节流孔堵塞。对于具有节流孔的孔径可根据不同的排气流量需求进行设置，以适用于样机开发阶段，且均在保护范围内。
32.优选的实施例中，上述的氢气入口5与氢气循环出口1通过循环通道连通，并且该循环通道的高度低于排氢管道3的高度。即用于排氢气的排氢通道3位于氢气循环的通道上方，如此设置，在排氢过程中液态水在重力的作用下落下，避免了排氢通道3被液态水堵塞的问题。
33.此外，本技术还公开了一种燃料电池发动机，包括排氢装置，其中，该排氢装置为上述实施例中公开的排氢装置，因此，具有该排氢装置的燃料电池发动机也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。
34.另外，本技术还公开了一种车辆，包括燃料电池发动机，其中，该燃料电池发动机为上述实施例中公开的燃料电池发动机，因此，具有该燃料电池发动机的车辆也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。
35.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
36.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理
和新颖特点相一致的最宽的范围。