燃料电池车辆的排气口结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种燃料电池车辆的排气口结构，更具体涉及以下这种排气口结构，其通过利用排气口来延迟将气体排放到空气中的时间点，从而减小在启动过程中从燃料电池排放的废气中的氢浓度。
【背景技术】
[0002]燃料电池系统通常必须将废气处理成预定的氢浓度，以防止废气点火和爆炸。然而，排气阀和渗透(crossover)会产生大量的氢排放。
[0003]同时，在所有的操作条件下，废气中的氢浓度都必须保持在预定水平下。然而，常规用于废气的氢浓度稀释系统利用外部空气，因此需要抽吸外部空气以降低氢浓度的附加结构。因此，这种结构复杂，并且取决于操作条件，有时废气中仍然包含未扩散的氢浓度。
【发明内容】
[0004]本发明一方面提供一种燃料电池车辆的排气口结构，其可降低在燃料电池车辆的最初启动和氢净化过程中排放到空气中的废气中的氢浓度。
[0005]根据本发明的示例性实施例，一种燃料电池车辆的排气口结构，包括:再循环流体通道，其安装在排气管上部以便与排气管平行布置；以及混合管，其安装在排气管的端部上，并且通过该混合管抽吸外部空气，其中，当废气中的氢浓度超过参考值时，通过再循环流体通道将氢再循环到排气管中，并且在被排放到外部之前通过混合管与外部空气混合。
[0006]根据本发明的示例性实施例，一种燃料电池车辆的排气口结构，包括:再循环流体通道，其配置有第一端口孔，在排气管内流动的氢和空气的混合气体通过第一端口孔被导入，以及第二端口孔，混合气体通过该第二端口孔被再次导入到所述排气管内；以及混合管，其配置有进气路径，外部空气通过进气路径被吸入，混合管安装在排气管的端部，从而将再次被导入到排气管的混合气体与外部空气混合，并将其排放到外部。
[0007]其中排气管包括:第一喷射器，其形成在排气管上，以便被布置在第二端口孔的一侧；以及第二喷射器，其形成在排气管的端部上，以便被布置在混合管的一侧。
[0008]其中当混合气体穿过第一喷射器时，存在于再循环流体通道中的混合气体通过第二端口孔被再次吸入到排气管内。
[0009]其中排气管还包括形成在第一喷射器前端的第一阀和第一出口。
[0010]其中当排气管的内压超过预定值时，操作第一阀，使得排气管和第一出口彼此流体连通。
[0011 ] 其中当混合气体穿过第二喷射器时，通过进气路径将外部空气吸入到混合管内。
[0012]其中混合管包括:文丘里喷嘴，其被配置成将穿过第二喷射器的混合气体与通过进气路径吸入的外部空气混合；以及从文丘里喷嘴以管扩展的方式向外扩展的扩展部和第二出口。
[0013]其中第二出口的内径大于扩展部的内径。
[0014]其中再循环流体通道与排气管是平行关系，并且形成在排气管的上部，以便被布置在排气管的上方。
[0015]其中再循环流体通道被连接到进气管道，进气通道被配置成向燃料电池堆供应外部空气。
[0016]其中第二阀布置在再循环流体通道与进气管道之间。
[0017]其中当第二阀打开时，将混合气体从混合管吸入到再循环流体通道内。
[0018]根据本发明的另一示例性实施例，一种燃料电池车辆的排气口结构，包括:再循环流体通道，其安装在排气管的上部，以便被布置成与排气管平行，以及混合管，其安装在排气管的端部，并且通过混合管抽吸外部空气，其中再循环流体通道与进气管道流体连通，以便产生移动到再循环流体通道中的混合气体流，混合气体通过该再循环流体通道被再循环到排气管内；并且被再循环到排气管的混合气体，通过混合管与外部空气混合，然后被排放到外部。
[0019]其中当被导入到排气管内的混合气体的氢浓度，大于存在于排气管与再循环流体通道的连接部的混合气体的氢浓度时，再循环流体通道与进气管道彼此流体连通。
【附图说明】
[0020]通过以下的详细描述，并结合附图，本发明的上述和其它目标、特征和优点将会更加显而易见，其中:
[0021]图1是根据本发明的示例性实施例的燃料电池车辆的排气口结构的示意图；
[0022]图2是在图1所示的燃料电池车辆启动之后排放的氢浓度测量数据的曲线图；
[0023]图3是在图1所示的燃料电池车辆的排气管中流动的废气中的氢浓度的分析图像；以及
[0024]图4是安装有图1所示的燃料电池车辆的排气口结构的车辆，与未安装图1所示排气口结构的传统车辆的氢排放量比较图。
[0025]附图标记说明:
[0026]100:排气管
[0027]110:第一喷射器
[0028]120:第二喷射器
[0029]130:第一阀
[0030]140:第一出口
[0031]200:再循环流体通道
[0032]210:第一端口孔
[0033]220:第二端口孔
[0034]230:第二阀
[0035]300:混合管
[0036]310:进气路径
[0037]320:文丘里喷嘴
[0038]330:扩展部
[0039]340:第二出口
[0040]400:进气管道。
【具体实施方式】
[0041 ] 下面将参考附图，详细描述本发明的示例性实施例。
[0042]可以理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似的术语包括一般而言的机动车辆，比如包含运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、货车，各种商用车辆的客车、包含各种轮船和舰船的船只、飞行器等等，并且包括混合动力车辆、电动汽车、混合动力电动汽车、氢动力汽车和其它替代燃料汽车(例如，从除了石油以外的资源中取得的燃料)。如在本文中所引用的，混合动力车辆是具有两种或多种动力来源的车辆，例如汽油动力车辆和电动动力车辆二者。
[0043]本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本发明。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”等意图也包括复数形式。还应该理解的是，在本说明书中使用“包括”和/或“包含”等术语时，是意图说明存在该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，而不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其组合的存在或增加。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。在整个说明书中，除非明确描述为相反，否则单词“包含”及其变化诸如“包括”或“包含”将被理解为暗示包括规定元件但并不排除任何其它元件。另外，在说明书中描述的术语“单元”、“-者”、器”和“模块”是指用于处理至少一种功能和操作的单元，且可由硬件组件或软件组件及其组合来实施。
[0044]此外，本发明的控制逻辑可被实施为包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非短暂计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括，但不局限于，ROM、RAM、光盘(CD) -ROM、磁带、闪存盘、智能卡和光数据存储装置。计算机可读记录介质也可以分布在连接计算机系统的网络中，以使计算机可读介质可以以分布式方式，例如，通过电信息通信服务器或控制器区域网(CAN)，被存储和执行。
[0045]参考图1至图3，根据本发明的示例性实施例，燃料电池车辆的排气口结构可包括:再循环流体通道200，其具有第一端口孔210，在排气管100内流动的氢和空气的混合气体通过第一端口孔210被导入；和第二端口孔220，混合气体通过第二端口孔220被重新导入到排气管100内；以及混合管300，其被安装在排气管100的一端，并具有进气路径310，外部空气通过进气路径310被吸入，并且混合管300将重新导入到排气管100中的混合气体与外部空气混合并将其排放到外部。
[0046]排气管100可包括第一喷射器110，其形成在排气管100上以便被布置在第二端口孔220的一侧；以及第二喷射器120，其形成在排气管100的一端，以便被布置在混合管300的一侧。此外，排气管100还可包括形成在第一喷射器110前端的第一阀门130和第一出P 140ο
[0047]混合管300可包括文丘里喷嘴320，以将穿过第二喷射器120的混合气体与通过进气路径310吸入的外部空气混合；从文丘里喷嘴320以管扩展的方式向外扩展的扩展部330第二出口 340。在本发明的示例性实施例中，第二出口 340具有比扩展部330的内径更大的内径。外部空气从排气管100的外部被导入到混合管300中。被导入的空气可以从排气管100外部被导入到混合管300内，并且可以从进气系统供给到混合管300。
[0048]再循