燃料電池車輛的排氣口結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種燃料電池車輛的排氣口結(jié)構(gòu)，更具體涉及以下這種排氣口結(jié)構(gòu)，其通過(guò)利用排氣口來(lái)延遲將氣體排放到空氣中的時(shí)間點(diǎn)，從而減小在啟動(dòng)過(guò)程中從燃料電池排放的廢氣中的氫濃度。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料電池系統(tǒng)通常必須將廢氣處理成預(yù)定的氫濃度，以防止廢氣點(diǎn)火和爆炸。然而，排氣閥和滲透(crossover)會(huì)產(chǎn)生大量的氫排放。
[0003]同時(shí)，在所有的操作條件下，廢氣中的氫濃度都必須保持在預(yù)定水平下。然而，常規(guī)用于廢氣的氫濃度稀釋系統(tǒng)利用外部空氣，因此需要抽吸外部空氣以降低氫濃度的附加結(jié)構(gòu)。因此，這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且取決于操作條件，有時(shí)廢氣中仍然包含未擴(kuò)散的氫濃度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明一方面提供一種燃料電池車輛的排氣口結(jié)構(gòu)，其可降低在燃料電池車輛的最初啟動(dòng)和氫凈化過(guò)程中排放到空氣中的廢氣中的氫濃度。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，一種燃料電池車輛的排氣口結(jié)構(gòu)，包括:再循環(huán)流體通道，其安裝在排氣管上部以便與排氣管平行布置；以及混合管，其安裝在排氣管的端部上，并且通過(guò)該混合管抽吸外部空氣，其中，當(dāng)廢氣中的氫濃度超過(guò)參考值時(shí)，通過(guò)再循環(huán)流體通道將氫再循環(huán)到排氣管中，并且在被排放到外部之前通過(guò)混合管與外部空氣混合。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，一種燃料電池車輛的排氣口結(jié)構(gòu)，包括:再循環(huán)流體通道，其配置有第一端口孔，在排氣管內(nèi)流動(dòng)的氫和空氣的混合氣體通過(guò)第一端口孔被導(dǎo)入，以及第二端口孔，混合氣體通過(guò)該第二端口孔被再次導(dǎo)入到所述排氣管內(nèi)；以及混合管，其配置有進(jìn)氣路徑，外部空氣通過(guò)進(jìn)氣路徑被吸入，混合管安裝在排氣管的端部，從而將再次被導(dǎo)入到排氣管的混合氣體與外部空氣混合，并將其排放到外部。
[0007]其中排氣管包括:第一噴射器，其形成在排氣管上，以便被布置在第二端口孔的一側(cè)；以及第二噴射器，其形成在排氣管的端部上，以便被布置在混合管的一側(cè)。
[0008]其中當(dāng)混合氣體穿過(guò)第一噴射器時(shí)，存在于再循環(huán)流體通道中的混合氣體通過(guò)第二端口孔被再次吸入到排氣管內(nèi)。
[0009]其中排氣管還包括形成在第一噴射器前端的第一閥和第一出口。
[0010]其中當(dāng)排氣管的內(nèi)壓超過(guò)預(yù)定值時(shí)，操作第一閥，使得排氣管和第一出口彼此流體連通。
[0011 ] 其中當(dāng)混合氣體穿過(guò)第二噴射器時(shí)，通過(guò)進(jìn)氣路徑將外部空氣吸入到混合管內(nèi)。
[0012]其中混合管包括:文丘里噴嘴，其被配置成將穿過(guò)第二噴射器的混合氣體與通過(guò)進(jìn)氣路徑吸入的外部空氣混合；以及從文丘里噴嘴以管擴(kuò)展的方式向外擴(kuò)展的擴(kuò)展部和第二出口。
[0013]其中第二出口的內(nèi)徑大于擴(kuò)展部的內(nèi)徑。
[0014]其中再循環(huán)流體通道與排氣管是平行關(guān)系，并且形成在排氣管的上部，以便被布置在排氣管的上方。
[0015]其中再循環(huán)流體通道被連接到進(jìn)氣管道，進(jìn)氣通道被配置成向燃料電池堆供應(yīng)外部空氣。
[0016]其中第二閥布置在再循環(huán)流體通道與進(jìn)氣管道之間。
[0017]其中當(dāng)?shù)诙y打開時(shí)，將混合氣體從混合管吸入到再循環(huán)流體通道內(nèi)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，一種燃料電池車輛的排氣口結(jié)構(gòu)，包括:再循環(huán)流體通道，其安裝在排氣管的上部，以便被布置成與排氣管平行，以及混合管，其安裝在排氣管的端部，并且通過(guò)混合管抽吸外部空氣，其中再循環(huán)流體通道與進(jìn)氣管道流體連通，以便產(chǎn)生移動(dòng)到再循環(huán)流體通道中的混合氣體流，混合氣體通過(guò)該再循環(huán)流體通道被再循環(huán)到排氣管內(nèi)；并且被再循環(huán)到排氣管的混合氣體，通過(guò)混合管與外部空氣混合，然后被排放到外部。
[0019]其中當(dāng)被導(dǎo)入到排氣管內(nèi)的混合氣體的氫濃度，大于存在于排氣管與再循環(huán)流體通道的連接部的混合氣體的氫濃度時(shí)，再循環(huán)流體通道與進(jìn)氣管道彼此流體連通。
【附圖說(shuō)明】
[0020]通過(guò)以下的詳細(xì)描述，并結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述和其它目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加顯而易見，其中:
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的燃料電池車輛的排氣口結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0022]圖2是在圖1所示的燃料電池車輛啟動(dòng)之后排放的氫濃度測(cè)量數(shù)據(jù)的曲線圖；
[0023]圖3是在圖1所示的燃料電池車輛的排氣管中流動(dòng)的廢氣中的氫濃度的分析圖像；以及
[0024]圖4是安裝有圖1所示的燃料電池車輛的排氣口結(jié)構(gòu)的車輛，與未安裝圖1所示排氣口結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)車輛的氫排放量比較圖。
[0025]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0026]100:排氣管
[0027]110:第一噴射器
[0028]120:第二噴射器
[0029]130:第一閥
[0030]140:第一出口
[0031]200:再循環(huán)流體通道
[0032]210:第一端口孔
[0033]220:第二端口孔
[0034]230:第二閥
[0035]300:混合管
[0036]310:進(jìn)氣路徑
[0037]320:文丘里噴嘴
[0038]330:擴(kuò)展部
[0039]340:第二出口
[0040]400:進(jìn)氣管道。
【具體實(shí)施方式】
[0041 ] 下面將參考附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0042]可以理解的是，本文中所使用的術(shù)語(yǔ)“車輛”或“車輛的”或其它類似的術(shù)語(yǔ)包括一般而言的機(jī)動(dòng)車輛，比如包含運(yùn)動(dòng)型多用途車輛(SUV)、公共汽車、貨車，各種商用車輛的客車、包含各種輪船和艦船的船只、飛行器等等，并且包括混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、氫動(dòng)力汽車和其它替代燃料汽車(例如，從除了石油以外的資源中取得的燃料)。如在本文中所引用的，混合動(dòng)力車輛是具有兩種或多種動(dòng)力來(lái)源的車輛，例如汽油動(dòng)力車輛和電動(dòng)動(dòng)力車輛二者。
[0043]本文所用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定實(shí)施例的目的，而并非旨在限制本發(fā)明。除非上下文明確指出，否則如本文中所使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”等意圖也包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)該理解的是，在本說(shuō)明書中使用“包括”和/或“包含”等術(shù)語(yǔ)時(shí)，是意圖說(shuō)明存在該特征、整數(shù)、步驟、操作、元素和/或組件，而不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、組件、和/或其組合的存在或增加。如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出項(xiàng)目的任何和所有組合。在整個(gè)說(shuō)明書中，除非明確描述為相反，否則單詞“包含”及其變化諸如“包括”或“包含”將被理解為暗示包括規(guī)定元件但并不排除任何其它元件。另外，在說(shuō)明書中描述的術(shù)語(yǔ)“單元”、“-者”、器”和“模塊”是指用于處理至少一種功能和操作的單元，且可由硬件組件或軟件組件及其組合來(lái)實(shí)施。
[0044]此外，本發(fā)明的控制邏輯可被實(shí)施為包含由處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的非短暫計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的例子包括，但不局限于，ROM、RAM、光盤(CD) -ROM、磁帶、閃存盤、智能卡和光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)也可以分布在連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，以使計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以以分布式方式，例如，通過(guò)電信息通信服務(wù)器或控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)，被存儲(chǔ)和執(zhí)行。
[0045]參考圖1至圖3，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，燃料電池車輛的排氣口結(jié)構(gòu)可包括:再循環(huán)流體通道200，其具有第一端口孔210，在排氣管100內(nèi)流動(dòng)的氫和空氣的混合氣體通過(guò)第一端口孔210被導(dǎo)入；和第二端口孔220，混合氣體通過(guò)第二端口孔220被重新導(dǎo)入到排氣管100內(nèi)；以及混合管300，其被安裝在排氣管100的一端，并具有進(jìn)氣路徑310，外部空氣通過(guò)進(jìn)氣路徑310被吸入，并且混合管300將重新導(dǎo)入到排氣管100中的混合氣體與外部空氣混合并將其排放到外部。
[0046]排氣管100可包括第一噴射器110，其形成在排氣管100上以便被布置在第二端口孔220的一側(cè)；以及第二噴射器120，其形成在排氣管100的一端，以便被布置在混合管300的一側(cè)。此外，排氣管100還可包括形成在第一噴射器110前端的第一閥門130和第一出P 140ο
[0047]混合管300可包括文丘里噴嘴320，以將穿過(guò)第二噴射器120的混合氣體與通過(guò)進(jìn)氣路徑310吸入的外部空氣混合；從文丘里噴嘴320以管擴(kuò)展的方式向外擴(kuò)展的擴(kuò)展部330第二出口 340。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，第二出口 340具有比擴(kuò)展部330的內(nèi)徑更大的內(nèi)徑。外部空氣從排氣管100的外部被導(dǎo)入到混合管300中。被導(dǎo)入的空氣可以從排氣管100外部被導(dǎo)入到混合管300內(nèi)，并且可以從進(jìn)氣系統(tǒng)供給到混合管300。
[0048]再循