燃料电池汽车动力系统及其引射器的制造方法
【专利摘要】本发明揭示了一种燃料电池汽车动力系统及其引射器，所述引射器包括喷嘴、喷腔，喷嘴包括喷嘴入口、拉法尔管腔，喷腔包括引射气流入口、拉法尔腔体、压力传感器接入口、喷腔气体排出口；燃料电池动力系统在运行过程中，定期的氢气排放在引射器的作用下，把水汽引射到腔体内，在流速一定的前提下，经过拉法尔管的加速、减速作用，使尾排氢气中的水汽更好的被引射回来。本发明提出的燃料电池汽车动力系统及其引射器,利用了气体负压原理特性，在一定流速下增强了自吸功能；引射器在喷氢阀的作用下，增加了进入电堆中合适压力的要求。
【专利说明】
燃料电池汽车动力系统及其引射器
技术领域
[0001] 本发明属于燃料电池汽车技术领域，涉及一种燃料电池汽车动力系统，尤其涉及 一种燃料电池汽车动力系统的引射器。
【背景技术】
[0002] 随着我国国民经济的持续增长，人民生活水平的不断提高，汽车已经成为人们出 行的必备工具，随着城市雾霾化的增加，新能源汽车已经成为人们开发、使用的方向，而燃 料电池汽车更成为人们向往的目标。
[0003] 燃料电池汽车基本不产生二氧化碳，作为新一代新能源汽车，系统的优化及关键 零部件的设计与开发能够让燃料电池动力系统寿命更长久，尾排氢气量更少，尾排氢气量 可能危害人的生命健康。
[0004] 有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的尾气排放方式，以便克服现有尾气排放方 式存在的上述缺陷。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是:提供一种燃料电池汽车动力系统的引射器，可让 氢气尽可能小的排放到大气中，中压电堆在最佳的压力范围内安全、高效工作的目的。
[0006] 此外，本发明还提供一种燃料电池汽车动力系统，可让氢气尽可能小的排放到大 气中，中压电堆在最佳的压力范围内安全、高效工作的目的。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0008] -种燃料电池汽车动力系统的引射器，所述引射器包括喷嘴、喷腔，喷嘴包括喷嘴 入口、拉法尔管腔，喷腔包括引射气流入口、拉法尔腔体、压力传感器接入口、喷腔气体排出 P;
[0009] 所述喷嘴入口与喷氢电磁阀出口相连;所述喷嘴入口处与电堆回气口相连，进入 引射器；
[0010] 所述喷嘴形式包含拉法尔管构造与引射系统;所述喷嘴为渐缩渐扩结构，保证最 佳的流速与扩压；
[0011] 所述拉法尔管腔依次包括第一喷嘴缓冲区、第二喷嘴缓冲区、加速缓冲扩压区；第 一喷嘴缓冲区的径向截面大于第二喷嘴缓冲区的径向截面，加速缓冲扩压区呈锥形状；
[0012] 在索科洛夫气体动力学函数设计方法中，需要引射器入口端、出口端、引射端的气 体参数以及入口的质量流量来确定引射器的尺寸;其中：入口端压力由不同压力对应不同 的引射性能；引射端压力略低于出口端压力；出口端压力即电堆阳极入口端压力，与电堆阴 极入口端压力随动；
[0013] 所述引射器的喷腔系统入口与喷嘴距离设定距离;所述喷腔的拉法尔腔体出口外 接压力传感器;所述喷腔的拉法尔腔体与电堆入口相连；
[0014] 所述拉法尔腔体包括第一加速区、第二缓冲区、第三扩压区、第四缓冲整合区、第 五缓冲区，第五缓冲区、第一加速区、第二缓冲区、第三扩压区、第四缓冲整合区依次连接；
[0015] 燃料电池氢气在喷氢阀的加压作用下进入引射器内，流经喷嘴入口，在第一喷嘴 缓冲区、第二喷嘴缓冲区的作用下进行加速缓冲，在加速缓冲扩压区的作用下经过再次的 加速、缓冲、扩压，从喷嘴中流出，进入喷腔中；在喷嘴与喷腔的下部区域，形成一定的负压， 燃料电池电堆的回氢气体在负压的作用下，由喷腔与汽水分离器相连入口处进入，混合后 的加湿氢气在喷腔内一同加速，在第五缓冲区内稍作缓冲后，进入第一加速区内加速，再次 在第二缓冲区内缓冲，进入第三扩压区，在第四缓冲整合区内进行整合，最后在测压区域内 测试压力，由喷腔气体排出口把加湿混合的氢气，在一定压力上喷入电堆内部；
[0016] 燃料电池汽车动力系统在运行过程中，定期的氢气排放在引射器的作用下，把水 汽引射到腔体内，在流速一定的前提下，经过拉法尔管腔的加速、减速作用，使尾排氢气中 的水汽更好的被引射回来。
[0017] -种燃料电池汽车动力系统的引射器，所述引射器包括喷嘴、喷腔，喷嘴包括喷嘴 入口、拉法尔管腔，喷腔包括引射气流入口、拉法尔腔体、压力传感器接入口、喷腔气体排出 P;
[0018] 燃料电池动力系统在运行过程中，定期的氢气排放在引射器的作用下，把水汽引 射到腔体内，在流速一定的前提下，经过拉法尔管的加速、减速作用，使尾排氢气中的水汽 更好的被引射回来。
[0019] 作为本发明的一种优选方案，所述喷嘴入口与喷氢电磁阀出口相连;所述喷嘴入 口处与电堆回气口相连，进入引射器；
[0020] 所述拉法尔管腔依次包括第一喷嘴缓冲区、第二喷嘴缓冲区、加速缓冲扩压区；第 一喷嘴缓冲区的径向截面大于第二喷嘴缓冲区的径向截面，加速缓冲扩压区呈锥形状；
[0021] 所述拉法尔腔体包括第一加速区、第二缓冲区、第三扩压区、第四缓冲整合区、第 五缓冲区，第五缓冲区、第一加速区、第二缓冲区、第三扩压区、第四缓冲整合区依次连接；
[0022] 燃料电池氢气在喷氢阀的加压作用下进入引射器内，流经喷嘴入口，在第一喷嘴 缓冲区、第二喷嘴缓冲区的作用下进行加速缓冲，在加速缓冲扩压区的作用下经过再次的 加速、缓冲、扩压，从喷嘴中流出，进入喷腔中；在喷嘴与喷腔的下部区域，形成一定的负压， 燃料电池电堆的回氢气体在负压的作用下，由喷腔与汽水分离器相连入口处进入，混合后 的加湿氢气在喷腔内一同加速，在第五缓冲区内稍作缓冲后，进入第一加速区内加速，再次 在第二缓冲区内缓冲，进入第三扩压区，在第四缓冲整合区内进行整合，最后在测压区域内 测试压力，由喷腔气体排出口把加湿混合的氢气，在一定压力上喷入电堆内部。
[0023] 作为本发明的一种优选方案，所述喷嘴系统的喷嘴入口与喷氢电磁阀出口相连； 所述喷嘴系统的喷嘴入口处与电堆回气口相连，进入引射器;所述喷嘴系统的喷嘴形式包 含拉法尔管构造与引射系统。
[0024] 作为本发明的一种优选方案，在索科洛夫气体动力学函数设计方法中，需要引射 器入口端、出口端、引射端的气体参数以及入口的质量流量来确定引射器的尺寸;其中：入 口端压力由不同压力对应不同的引射性能；引射端压力略低于出口端压力；出口端压力即 电堆阳极入口端压力，与电堆阴极入口端压力随动。
[0025] 作为本发明的一种优选方案，所述喷腔系统的拉法尔腔体出口外接压力传感器； 所述喷腔系统的拉法尔腔体与电堆入口相连。
[0026] -种燃料电池汽车动力系统，包括：电动机、燃料电池、引射器、尾气处理装置，电 动机分别连接燃料电池、尾气处理装置；
[0027]所述尾气处理装置包括:氢气管道、氢气水分离器、空气管道、水封板、尾气混合排 气管、筒体；
[0028] 所述氢气管道的一端为氢气进气口，氢气进气口设置于筒体外；另一端设有氢气 排气口，氢气排气口设置于筒体内，氢气排气口朝向第一方向；氢气管道中设置氢气水分离 器；
[0029] 所述空气管道的一端为空气进气口，空气进气口设置于筒体外；另一端设有空气 排气口，空气排气口设置于筒体内，空气排气口朝向第二方向；第二方向与第一方向朝向相 反，且均排向筒体内壁;空气排气口设有水封装置，防止停机后空气端倒吸；
[0030] 所述氢气管道、空气管道设置于筒体的第一端，尾气混合排气管设置于筒体的第 --上山 一栖；
[0031] 所述尾气混合排气管的第一端为混合气体进气口，混合气体进气口设置于筒体 内；混合气体进气口距离筒体第二端设定距离;尾气混合排气管的第二端设有混合气体排 气口，混合气体排气口设置于筒体外；
[0032] 所述混合后的排气端在充分混合后排入大气中；利用气体自身的密度特性，箱体 内还设有若干导流板；
[0033]定期的氢气排气在水分离器下把水分离开来，氢气排入筒体中；连续的空气排气 排入筒体中，与少量的氢气充分混合后排出大气中；水封板接在空气排气尾端，防止燃料电 池汽车停机时空气与氢气的倒吸；
[0034]所述氢气水分离器包括:汽水混合排气口、汽水分离室、液态水排出口、水汽排出 口、第二筒体、堵头；
[0035]所述汽水混合排气口与燃料电池动力系统的排气口相连；
[0036]所述汽水分离室经过检核计算，达到最优的混合设计；根据伯努利方程，
计算而得出；其中ΛΡ为氢气与空气混合压差，P1为空气 进入尾气处理装置的压力，P2为氢气进入尾气处理装置的压力，P1S空气的密度，P2为空气 的密度，V1为空气进入尾气处理装置的流速，V2为空气进入尾气处理装置的流速；
[0037]所述液态水排出口低于汽水分离室设计，保证足够的液态水流出；
[0038]所述水汽排出口在分离液态水后，让水汽再次进入引射器中循环利用；
[0039]所述燃料电池动力系统在运行过程中，定期的氢气排放带走燃料电池内部的液态 水，在汽水分离器的作用下，把液态的水分离出去，排到大气中，其余水汽通过引射器的原 理再次进入燃料电池内部参与循环反应，防止氢气过多的排入大气，同时减少整个燃料电 池动力系统加湿器的成本；
[0040]所述氢气管道内设有第一流量传感器、第一浓度传感器，氢气管道靠近氢气进气 口设有第一阀门、第一阀门控制机构；
[0041 ]所述空气管道设有第二流量传感器，空气管道靠近空气进气口设有第二阀门、第 二阀门控制机构；
[0042]所述第一流量传感器、第一浓度传感器、第二流量传感器将感应的数据反馈至一 主处理器，主处理器根据感应数据分别通过第一阀门控制机构、第二阀门控制机构控制第 一阀门、第二阀门的开度；
[0043] 所述引射器包括喷嘴、喷腔，喷嘴包括喷嘴入口、拉法尔管腔，喷腔包括引射气流 入口、拉法尔腔体、压力传感器接入口、喷腔气体排出口；
[0044] 所述喷嘴入口与喷氢电磁阀出口相连;所述喷嘴入口处与电堆回气口相连，进入 引射器；
[0045] 所述喷嘴形式包含拉法尔管构造与引射系统;所述喷嘴为渐缩渐扩结构，保证最 佳的流速与扩压；
[0046] 所述拉法尔管腔依次包括第一喷嘴缓冲区、第二喷嘴缓冲区、加速缓冲扩压区；第 一喷嘴缓冲区的径向截面大于第二喷嘴缓冲区的径向截面，加速缓冲扩压区呈锥形状；
[0047] 在索科洛夫气体动力学函数设计方法中，需要引射器入口端、出口端、引射端的气 体参数以及入口的质量流量来确定引射器的尺寸;其中：入口端压力由不同压力对应不同 的引射性能；引射端压力略低于出口端压力；出口端压力即电堆阳极入口端压力，与电堆阴 极入口端压力随动；
[0048]所述引射器的喷腔系统入口与喷嘴距离设定距离;所述喷腔的拉法尔腔体出口外 接压力传感器;所述喷腔的拉法尔腔体与电堆入口相连；
[0049] 所述拉法尔腔体包括第一加速区、第二缓冲区、第三扩压区、第四缓冲整合区、第 五缓冲区，第五缓冲区、第一加速区、第二缓冲区、第三扩压区、第四缓冲整合区依次连接；
[0050] 燃料电池氢气在喷氢阀的加压作用下进入引射器内，流经喷嘴入口，在第一喷嘴 缓冲区、第二喷嘴缓冲区的作用下进行加速缓冲，在加速缓冲扩压区的作用下经过再次的 加速、缓冲、扩压，从喷嘴中流出，进入喷腔中；在喷嘴与喷腔的下部区域，形成一定的负压， 燃料电池电堆的回氢气体在负压的作用下，由喷腔与汽水分离器相连入口处进入，混合后 的加湿氢气在喷腔内一同加速，在第五缓冲区内稍作缓冲后，进入第一加速区内加速，再次 在第二缓冲区内缓冲，进入第三扩压区，在第四缓冲整合区内进行整合，最后在测压区域内 测试压力，由喷腔气体排出口把加湿混合的氢气，在一定压力上喷入电堆内部；
[0051] 燃料电池汽车动力系统在运行过程中，定期的氢气排放在引射器的作用下，把水 汽引射到腔体内，在流速一定的前提下，经过拉法尔管腔的加速、减速作用，使尾排氢气中 的水汽更好的被引射回来。
[0052] 本发明的有益效果在于:本发明提出的燃料电池汽车动力系统及其引射器，利用 了气体负压原理特性，在一定流速下增强了自吸功能；引射器在喷氢阀的作用下，增加了进 入电堆中合适压力的要求。
【附图说明】
[0053] 图1为本发明种燃料电池汽车动力系统引射器喷腔装置的结构示意图。
[0054] 图2为本发明种燃料电池汽车动力系统引射器喷嘴装置的结构示意图。
[0055] 图3为本发明一种燃料电池汽车动力系统引射器喷腔装置的原理图。
[0056]图4为本发明一种燃料电池汽车动力系统引射器喷嘴装置的原理图。
[0057]图5为本发明一种燃料电池汽车动力系统引射器装置计算原理图。
[0058] 附图标注如下：
[0059] A、引射气流入口 B、喷腔与汽水分离器相连入口
[0060] C、喷腔引射器出口 D、喷腔压力传感器接入口
[0061] E、喷嘴入口
[0062] a、喷腔拉法尔管加速口 b、第一喷腔拉法尔管缓冲区
[0063] c、喷腔拉法尔管扩压区 d、第二喷腔拉法尔管缓冲区
[0064] e、喷腔与喷嘴引射气流混合负压区f、喷嘴入口区
[0065] g、喷嘴缓冲区 h、喷嘴加速、缓冲、扩压区
[0066] 1、拉法尔管腔 2、喷嘴腔体
【具体实施方式】
[0067] 下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
[0068] 实施例一
[0069] 请参阅图1至图4,本发明揭示了一种燃料电池汽车动力系统引射器，所述引射器 包括:喷嘴(包括喷嘴腔体2 )、喷腔。
[0070] 所述喷嘴包括喷嘴入口 E，拉法尔管腔1;喷腔包括引射气流入口 A、若干拉法尔腔 体(包括喷腔拉法尔管加速口 a、第一喷腔拉法尔管缓冲区b、喷腔拉法尔管扩压区c、第二喷 腔拉法尔管缓冲区d、喷腔与喷嘴引射气流混合负压区e)、喷腔压力传感器接入口 D、喷腔引 射器出口 C。
[0071] 所述燃料电池氢气压力在喷氢阀的加压作用下进入引射器内，流经喷嘴入口 A，在 喷嘴入口区f、喷嘴缓冲区域g的作用下进行加速缓冲，在拉法尔管1的作用下经过再次的加 速、缓冲、扩压，从喷嘴中流出，进入喷腔中，在喷嘴与喷腔的下部区域，会形成一定的负压， 燃料电池电堆的回氢气体在负压的作用下，由喷腔与汽水分离器相连入口 B处进入，混合后 的加湿氢气在喷腔内一同加速，在喷腔与喷嘴引射气流混合负压区e内稍作缓冲后，进入喷 腔拉法尔管a内加速，再次在第一喷腔拉法尔管缓冲区b内缓冲，进入喷腔拉法尔管扩压区 c，在第二喷腔拉法尔管缓冲区d内进行整合，最后在喷腔压力传感器接入口D(测压区域）内 测试压力，由喷腔引射器出口C把加湿混合的氢气，在一定压力上喷入电堆内部。
[0072] 在燃料电池动力系统喷氢阀的作用下，经过引射器的引射、缓冲、缓压等一些列的 作用后，保证了进入电堆的氢气在一定的湿度、一定的压力下进去电堆，同时把电堆尾排的 氢气引射到引射器内，保证了氢气的使用率，有利于燃料电池动力系统内部氢气完全反应， 产生更多的电能。
[0073] 实施例二
[0074] -种燃料电池汽车动力系统的引射器，所述引射器包括喷嘴、喷腔，喷嘴包括喷嘴 入口、拉法尔管腔，喷腔包括引射气流入口、拉法尔腔体、压力传感器接入口、喷腔气体排出 P;
[0075] 燃料电池动力系统在运行过程中，定期的氢气排放在引射器的作用下，把水汽引 射到腔体内，在流速一定的前提下，经过拉法尔管的加速、减速作用，使尾排氢气中的水汽 更好的被引射回来。
[0076] 实施例三
[0077] 一种燃料电池汽车动力系统，包括：电动机、燃料电池、引射器、尾气处理装置，电 动机分别连接燃料电池、尾气处理装置。
[0078]所述尾气处理装置包括:氢气管道、氢气水分离器、空气管道、水封板、尾气混合排 气管、筒体；
[0079]所述氢气管道的一端为氢气进气口，氢气进气口设置于筒体外；另一端设有氢气 排气口，氢气排气口设置于筒体内，氢气排气口朝向第一方向；氢气管道中设置氢气水分离 器；
[0080] 所述空气管道的一端为空气进气口，空气进气口设置于筒体外；另一端设有空气 排气口，空气排气口设置于筒体内，空气排气口朝向第二方向；第二方向与第一方向朝向相 反，且均排向筒体内壁;空气排气口设有水封装置，防止停机后空气端倒吸；
[0081] 所述氢气管道、空气管道设置于筒体的第一端，尾气混合排气管设置于筒体的第 --上山 一栖；
[0082] 所述尾气混合排气管的第一端为混合气体进气口，混合气体进气口设置于筒体 内；混合气体进气口距离筒体第二端设定距离;尾气混合排气管的第二端设有混合气体排 气口，混合气体排气口设置于筒体外；
[0083] 所述混合后的排气端在充分混合后排入大气中；利用气体自身的密度特性，箱体 内还设有若干导流板；
[0084]定期的氢气排气在水分离器下把水分离开来，氢气排入筒体中；连续的空气排气 排入筒体中，与少量的氢气充分混合后排出大气中；水封板接在空气排气尾端，防止燃料电 池汽车停机时空气与氢气的倒吸；
[0085]所述氢气水分离器包括:汽水混合排气口、汽水分离室、液态水排出口、水汽排出 口、第二筒体、堵头；
[0086]所述汽水混合排气口与燃料电池动力系统的排气口相连；
[0087]所述汽水分离室经过检核计算，达到最优的混合设计；根据伯努利方程，
汁算而得出；其中ΛΡ为氢气与空气混合压差，P1为空气 进入尾气处理装置的压力，P2为氢气进入尾气处理装置的压力，P1S空气的密度，P2为空气 的密度，V1为空气进入尾气处理装置的流速，V2为空气进入尾气处理装置的流速；
[0088]所述液态水排出口低于汽水分离室设计，保证足够的液态水流出；
[0089] 所述水汽排出口在分离液态水后，让水汽再次进入引射器中循环利用；
[0090] 所述燃料电池动力系统在运行过程中，定期的氢气排放带走燃料电池内部的液态 水，在汽水分离器的作用下，把液态的水分离出去，排到大气中，其余水汽通过引射器的原 理再次进入燃料电池内部参与循环反应，防止氢气过多的排入大气，同时减少整个燃料电 池动力系统加湿器的成本；
[0091] 所述氢气管道内设有第一流量传感器、第一浓度传感器，氢气管道靠近氢气进气 口设有第一阀门、第一阀门控制机构；
[0092] 所述空气管道设有第二流量传感器，空气管道靠近空气进气口设有第二阀门、第 二阀门控制机构；
[0093]所述第一流量传感器、第一浓度传感器、第二流量传感器将感应的数据反馈至一 主处理器，主处理器根据感应数据分别通过第一阀门控制机构、第二阀门控制机构控制第 一阀门、第二阀门的开度；
[0094] 所述引射器包括喷嘴、喷腔，喷嘴包括喷嘴入口、拉法尔管腔，喷腔包括引射气流 入口、拉法尔腔体、压力传感器接入口、喷腔气体排出口；
[0095] 所述喷嘴入口与喷氢电磁阀出口相连;所述喷嘴入口处与电堆回气口相连，进入 引射器；
[0096]所述喷嘴形式包含拉法尔管构造与引射系统;所述喷嘴为渐缩渐扩结构，保证最 佳的流速与扩压；
[0097] 所述拉法尔管腔依次包括第一喷嘴缓冲区、第二喷嘴缓冲区、加速缓冲扩压区；第 一喷嘴缓冲区的径向截面大于第二喷嘴缓冲区的径向截面，加速缓冲扩压区呈锥形状；
[0098] 在索科洛夫气体动力学函数设计方法中，需要引射器入口端、出口端、引射端的气 体参数以及入口的质量流量来确定引射器的尺寸;其中：入口端压力由不同压力对应不同 的引射性能；引射端压力略低于出口端压力；出口端压力即电堆阳极入口端压力，与电堆阴 极入口端压力随动；
[0099]所述引射器的喷腔系统入口与喷嘴距离设定距离;所述喷腔的拉法尔腔体出口外 接压力传感器;所述喷腔的拉法尔腔体与电堆入口相连；
[0100] 所述拉法尔腔体包括第一加速区、第二缓冲区、第三扩压区、第四缓冲整合区、第 五缓冲区，第五缓冲区、第一加速区、第二缓冲区、第三扩压区、第四缓冲整合区依次连接；
[0101] 燃料电池氢气在喷氢阀的加压作用下进入引射器内，流经喷嘴入口，在第一喷嘴 缓冲区、第二喷嘴缓冲区的作用下进行加速缓冲，在加速缓冲扩压区的作用下经过再次的 加速、缓冲、扩压，从喷嘴中流出，进入喷腔中；在喷嘴与喷腔的下部区域，形成一定的负压， 燃料电池电堆的回氢气体在负压的作用下，由喷腔与汽水分离器相连入口处进入，混合后 的加湿氢气在喷腔内一同加速，在第五缓冲区内稍作缓冲后，进入第一加速区内加速，再次 在第二缓冲区内缓冲，进入第三扩压区，在第四缓冲整合区内进行整合，最后在测压区域内 测试压力，由喷腔气体排出口把加湿混合的氢气，在一定压力上喷入电堆内部；
[0102] 燃料电池汽车动力系统在运行过程中，定期的氢气排放在引射器的作用下，把水 汽引射到腔体内，在流速一定的前提下，经过拉法尔管腔的加速、减速作用，使尾排氢气中 的水汽更好的被引射回来。
[0103] 综上所述，本发明提出的燃料电池汽车动力系统的引射器，利用了气体负压原理 特性，在一定流速下增强了自吸功能；引射器在喷氢阀的作用下，增加了进入电堆中合适压 力的要求。
[0104] 这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例 中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实 施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明 的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、 材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进 行其它变形和改变。
【主权项】
1. 一种燃料电池汽车动力系统的引射器，其特征在于，所述引射器包括喷嘴、喷腔，喷 嘴包括喷嘴入口、拉法尔管腔，喷腔包括引射气流入口、拉法尔腔体、压力传感器接入口、喷 腔气体排出口； 所述喷嘴入口与喷氢电磁阀出口相连;所述喷嘴入口处与电堆回气口相连，进入引射 器； 所述喷嘴形式包含拉法尔管构造与引射系统;所述喷嘴为渐缩渐扩结构，保证最佳的 流速与扩压； 所述拉法尔管腔依次包括第一喷嘴缓冲区、第二喷嘴缓冲区、加速缓冲扩压区；第一喷 嘴缓冲区的径向截面大于第二喷嘴缓冲区的径向截面，加速缓冲扩压区呈锥形状； 在索科洛夫气体动力学函数设计方法中，需要引射器入口端、出口端、引射端的气体参 数以及入口的质量流量来确定引射器的尺寸;其中：入口端压力由不同压力对应不同的引 射性能；引射端压力略低于出口端压力；出口端压力即电堆阳极入口端压力，与电堆阴极入 口端压力随动； 所述引射器的喷腔系统入口与喷嘴距离设定距离;所述喷腔的拉法尔腔体出口外接压 力传感器;所述喷腔的拉法尔腔体与电堆入口相连； 所述拉法尔腔体包括第一加速区、第二缓冲区、第三扩压区、第四缓冲整合区、第五缓 冲区，第五缓冲区、第一加速区、第二缓冲区、第三扩压区、第四缓冲整合区依次连接； 燃料电池氢气在喷氢阀的加压作用下进入引射器内，流经喷嘴入口，在第一喷嘴缓冲 区、第二喷嘴缓冲区的作用下进行加速缓冲，在加速缓冲扩压区的作用下经过再次的加速、 缓冲、扩压，从喷嘴中流出，进入喷腔中；在喷嘴与喷腔的下部区域，形成一定的负压，燃料 电池电堆的回氢气体在负压的作用下，由喷腔与汽水分离器相连入口处进入，混合后的加 湿氢气在喷腔内一同加速，在第五缓冲区内稍作缓冲后，进入第一加速区内加速，再次在第 二缓冲区内缓冲，进入第三扩压区，在第四缓冲整合区内进行整合，最后在测压区域内测试 压力，由喷腔气体排出口把加湿混合的氢气，在一定压力上喷入电堆内部； 燃料电池汽车动力系统在运行过程中，定期的氢气排放在引射器的作用下，把水汽引 射到腔体内，在流速一定的前提下，经过拉法尔管腔的加速、减速作用，使尾排氢气中的水 汽更好的被引射回来。2. -种燃料电池汽车动力系统的引射器，其特征在于，所述引射器包括喷嘴、喷腔，喷 嘴包括喷嘴入口、拉法尔管腔，喷腔包括引射气流入口、拉法尔腔体、压力传感器接入口、喷 腔气体排出口； 燃料电池动力系统在运行过程中，定期的氢气排放在引射器的作用下，把水汽引射到 腔体内，在流速一定的前提下，经过拉法尔管的加速、减速作用，使尾排氢气中的水汽更好 的被引射回来。3. 根据权利要求2所述的燃料电池汽车动力系统的引射器，其特征在于： 所述喷嘴入口与喷氢电磁阀出口相连;所述喷嘴入口处与电堆回气口相连，进入引射 器； 所述拉法尔管腔依次包括第一喷嘴缓冲区、第二喷嘴缓冲区、加速缓冲扩压区；第一喷 嘴缓冲区的径向截面大于第二喷嘴缓冲区的径向截面，加速缓冲扩压区呈锥形状； 所述拉法尔腔体包括第一加速区、第二缓冲区、第三扩压区、第四缓冲整合区、第五缓 冲区，第五缓冲区、第一加速区、第二缓冲区、第三扩压区、第四缓冲整合区依次连接； 燃料电池氢气在喷氢阀的加压作用下进入引射器内，流经喷嘴入口，在第一喷嘴缓冲 区、第二喷嘴缓冲区的作用下进行加速缓冲，在加速缓冲扩压区的作用下经过再次的加速、 缓冲、扩压，从喷嘴中流出，进入喷腔中；在喷嘴与喷腔的下部区域，形成一定的负压，燃料 电池电堆的回氢气体在负压的作用下，由喷腔与汽水分离器相连入口处进入，混合后的加 湿氢气在喷腔内一同加速，在第五缓冲区内稍作缓冲后，进入第一加速区内加速，再次在第 二缓冲区内缓冲，进入第三扩压区，在第四缓冲整合区内进行整合，最后在测压区域内测试 压力，由喷腔气体排出口把加湿混合的氢气，在一定压力上喷入电堆内部。4. 根据权利要求2所述的燃料电池汽车动力系统的引射器，其特征在于： 所述喷嘴系统的喷嘴入口与喷氢电磁阀出口相连;所述喷嘴系统的喷嘴入口处与电堆 回气口相连，进入引射器;所述喷嘴系统的喷嘴形式包含拉法尔管构造与引射系统。5. 根据权利要求2所述的燃料电池汽车动力系统的引射器，其特征在于： 在索科洛夫气体动力学函数设计方法中，需要引射器入口端、出口端、引射端的气体参 数以及入口的质量流量来确定引射器的尺寸;其中：入口端压力由不同压力对应不同的引 射性能；引射端压力略低于出口端压力；出口端压力即电堆阳极入口端压力，与电堆阴极入 口端压力随动。6. 根据权利要求2所述的燃料电池汽车动力系统的引射器，其特征在于： 所述喷腔系统的拉法尔腔体出口外接压力传感器;所述喷腔系统的拉法尔腔体与电堆 入口相连。7. -种燃料电池汽车动力系统，其特征在于，包括：电动机、燃料电池、引射器、尾气处 理装置，电动机分别连接燃料电池、尾气处理装置； 所述尾气处理装置包括:氢气管道、氢气水分离器、空气管道、水封板、尾气混合排气 管、筒体； 所述氢气管道的一端为氢气进气口，氢气进气口设置于筒体外；另一端设有氢气排气 口，氢气排气口设置于筒体内，氢气排气口朝向第一方向；氢气管道中设置氢气水分离器； 所述空气管道的一端为空气进气口，空气进气口设置于筒体外；另一端设有空气排气 口，空气排气口设置于筒体内，空气排气口朝向第二方向；第二方向与第一方向朝向相反， 且均排向筒体内壁;空气排气口设有水封装置，防止停机后空气端倒吸； 所述氢气管道、空气管道设置于筒体的第一端，尾气混合排气管设置于筒体的第二端； 所述尾气混合排气管的第一端为混合气体进气口，混合气体进气口设置于筒体内；混 合气体进气口距离筒体第二端设定距离;尾气混合排气管的第二端设有混合气体排气口， 混合气体排气口设置于筒体外； 所述混合后的排气端在充分混合后排入大气中；利用气体自身的密度特性，箱体内还 设有若干导流板； 定期的氢气排气在水分离器下把水分离开来，氢气排入筒体中；连续的空气排气排入 筒体中，与少量的氢气充分混合后排出大气中；水封板接在空气排气尾端，防止燃料电池汽 车停机时空气与氢气的倒吸； 所述氢气水分离器包括:汽水混合排气口、汽水分离室、液态水排出口、水汽排出口、第 二筒体、堵头； 所述汽水混合排气口与燃料电池动力系统的排气口相连； 所述汽水分离室经过检核计算，达到最优的混合设计；根据伯努利方程，计算而得出；其中ΛΡ为氢气与空气混合压差，Pi为空气 进入尾气处理装置的压力，P2为氢气进入尾气处理装置的压力，口:为空气的密度，p2为空气 的密度，V1为空气进入尾气处理装置的流速，V2为空气进入尾气处理装置的流速； 所述液态水排出口低于汽水分离室设计，保证足够的液态水流出； 所述水汽排出口在分离液态水后，让水汽再次进入引射器中循环利用； 所述燃料电池动力系统在运行过程中，定期的氢气排放带走燃料电池内部的液态水， 在汽水分离器的作用下，把液态的水分离出去，排到大气中，其余水汽通过引射器的原理再 次进入燃料电池内部参与循环反应，防止氢气过多的排入大气，同时减少整个燃料电池动 力系统加湿器的成本； 所述氢气管道内设有第一流量传感器、第一浓度传感器，氢气管道靠近氢气进气口设 有第一阀门、第一阀门控制机构； 所述空气管道设有第二流量传感器，空气管道靠近空气进气口设有第二阀门、第二阀 门控制机构； 所述第一流量传感器、第一浓度传感器、第二流量传感器将感应的数据反馈至一主处 理器，主处理器根据感应数据分别通过第一阀门控制机构、第二阀门控制机构控制第一阀 门、第二阀门的开度； 所述引射器包括喷嘴、喷腔，喷嘴包括喷嘴入口、拉法尔管腔，喷腔包括引射气流入口、 拉法尔腔体、压力传感器接入口、喷腔气体排出口； 所述喷嘴入口与喷氢电磁阀出口相连;所述喷嘴入口处与电堆回气口相连，进入引射 器； 所述喷嘴形式包含拉法尔管构造与引射系统;所述喷嘴为渐缩渐扩结构，保证最佳的 流速与扩压； 所述拉法尔管腔依次包括第一喷嘴缓冲区、第二喷嘴缓冲区、加速缓冲扩压区；第一喷 嘴缓冲区的径向截面大于第二喷嘴缓冲区的径向截面，加速缓冲扩压区呈锥形状； 在索科洛夫气体动力学函数设计方法中，需要引射器入口端、出口端、引射端的气体参 数以及入口的质量流量来确定引射器的尺寸;其中：入口端压力由不同压力对应不同的引 射性能；引射端压力略低于出口端压力；出口端压力即电堆阳极入口端压力，与电堆阴极入 口端压力随动； 所述引射器的喷腔系统入口与喷嘴距离设定距离;所述喷腔的拉法尔腔体出口外接压 力传感器;所述喷腔的拉法尔腔体与电堆入口相连； 所述拉法尔腔体包括第一加速区、第二缓冲区、第三扩压区、第四缓冲整合区、第五缓 冲区，第五缓冲区、第一加速区、第二缓冲区、第三扩压区、第四缓冲整合区依次连接； 燃料电池氢气在喷氢阀的加压作用下进入引射器内，流经喷嘴入口，在第一喷嘴缓冲 区、第二喷嘴缓冲区的作用下进行加速缓冲，在加速缓冲扩压区的作用下经过再次的加速、 缓冲、扩压，从喷嘴中流出，进入喷腔中；在喷嘴与喷腔的下部区域，形成一定的负压，燃料 电池电堆的回氢气体在负压的作用下，由喷腔与汽水分离器相连入口处进入，混合后的加 湿氢气在喷腔内一同加速，在第五缓冲区内稍作缓冲后，进入第一加速区内加速，再次在第 二缓冲区内缓冲，进入第三扩压区，在第四缓冲整合区内进行整合，最后在测压区域内测试 压力，由喷腔气体排出口把加湿混合的氢气，在一定压力上喷入电堆内部； 燃料电池汽车动力系统在运行过程中，定期的氢气排放在引射器的作用下，把水汽引 射到腔体内，在流速一定的前提下，经过拉法尔管腔的加速、减速作用，使尾排氢气中的水 汽更好的被引射回来。
【文档编号】H01M8/06GK106067555SQ201610431002
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月17日 公开号201610431002.5, CN 106067555 A, CN 106067555A, CN 201610431002, CN-A-106067555, CN106067555 A, CN106067555A, CN201610431002, CN201610431002.5
【发明人】夏全刚, 倪淮生, 李义
【申请人】安徽康诺新能源汽车技术有限公司