一种燃料电池发动机尾气排放系统的制作方法

文档序号:28343703发布日期:2022-01-05 10:44阅读:166来源:国知局
一种燃料电池发动机尾气排放系统的制作方法

1.本技术涉及制造技术领域,尤其涉及一种燃料电池发动机尾气排放系统。


背景技术:

2.燃料电池是一种不燃烧燃料而直接以电化学反应的方式将燃料的化学能转化为电能的发电装置,具有效率高、噪音低、无污染物排出等优点,这使得燃料电池汽车成为真正意义上的高效、清洁汽车。具体的,在燃料电池发动机中,电堆的阳极输入氢气,阴极输入空气,输入的氢气和空气(主要是空气中的氧气)在电堆内部进行化学反应,从而连续不断地向汽车提供电力,在电堆内反应后的残余氢气和残余空气混合后形成尾气经排气管排出。
3.然而,由于燃料电池发动机排放的尾气为氢气和空气的混合气体,而氢气作为一种具有可燃性和爆炸性的气体,如果燃料电池发动机的尾排氢气浓度即燃料电池发动机排放的尾气中氢气所占的比例超过4%,一旦排气管外界环境存在火源、高温或静电,就很容易发生燃烧甚至爆炸,给燃料电池汽车的正常使用带来严重的安全隐患。因此,如何提供一种尾排氢气浓度可以控制的燃料电池发动机尾气排放系统成为人们关注的问题。


技术实现要素:

4.为解决上述技术问题,本技术实施例提供了一种燃料电池发动机尾气排放系统,以使得该系统的尾排氢气浓度可以控制,从而降低该系统排放的尾气发生燃烧甚至爆炸的风险。
5.为实现上述目的,本技术实施例提供了如下技术方案:
6.一种燃料电池发动机尾气排放系统,包括:氢气排放管、尾气排放管、氢气浓度传感器和控制阀,其中,
7.所述氢气排放管的输入端输入氢气,输出端与所述尾气排放管的第一输入端连通,用于将其输入端输入的氢气排放到所述尾气排放管中;
8.所述尾气排放管的第二输入端输入空气,输出端向大气排放氢气和空气的混合气体;
9.所述氢气浓度传感器位于所述尾气排放管的输出端,用于检测所述尾气排放管输出端排放的混合气体中的氢气浓度;
10.所述控制阀位于所述氢气排放管上,用于根据所述氢气浓度传感器检测到的氢气浓度调节其自身节流口的孔径大小,以控制所述氢气排放管中流经所述控制阀的氢气流量。
11.可选的,该系统还包括:控制器,所述控制器分别与所述氢气浓度传感器和所述控制阀电连接,用于接收所述氢气浓度传感器基于其自身检测到的氢气浓度而输出的电信号,生成控制信号,并将所述控制信号输出给所述控制阀,以使得所述控制阀基于所述控制信号调节其自身节流口的孔径大小。
12.可选的,该系统还包括:排氢阀,所述排氢阀位于所述氢气排放管上,用于控制其自身节流口的打开和关闭,以控制所述氢气排放管的输入端到其输出端通路的打开和关闭。
13.可选的,沿所述氢气排放管中氢气的排放流向,所述排氢阀位于所述控制阀的上游。
14.可选的,该系统还包括:电堆,所述电堆的氢气出气口与所述氢气排放管的输入端连通,所述电堆的空气出气口与所述尾气排放管的第二输入端连通。
15.可选的,所述电堆的空气出气口位于所述电堆内部,所述尾气排放管的第二输入端伸入到所述电堆内部与所述电堆的空气出气口连通。
16.可选的,该系统还包括:氢气循环管,以及位于所述氢气循环管上的气水分离装置和氢气循环泵,其中,
17.所述氢气循环管的输入端与所述电堆的氢气出气口连通,输出端与所述电堆的氢气进气口连通;
18.所述气水分离装置用于分离出进入到所述氢气循环管内的氢气中的水分,以使得经所述气水分离装置分离出水分的氢气在所述氢气循环泵的作用下,重新进入到所述电堆内进行化学反应。
19.可选的,所述气水分离装置包括:气水分离器和加热片,所述气水分离器用于分离出进入到所述氢气循环管内的氢气中的水分,所述加热片用于当所述气水分离器分离出的水分温度低于预设温度时,对所述气水分离器分离出的水分进行加热。
20.可选的,该系统还包括:氢气输送管和空气输送管,其中,
21.所述氢气输送管与所述电堆的氢气进气口连通,用于向所述电堆内部输送氢气;
22.所述空气输送管与所述电堆的空气进气口连通,用于向所述电堆内部输送空气。
23.可选的,该系统还包括:位于所述空气输送管上的空压机以及与所述电堆电连接的电流传感器,其中,
24.所述电流传感器用于检测所述电堆输出的电流大小;
25.所述空压机用于根据所述电流传感器检测到的电流,控制其自身向所述电堆输送的空气流量。
26.可选的,该系统还包括:位于所述空气输送管上的空气质量检测计,沿所述空气输送管中空气的输送方向,所述空气质量检测计位于所述空压机的下游,用于检测所述空压机向所述电堆输送的空气质量。
27.可选的,该系统还包括:增湿器,所述增湿器包括第一部分和第二部分,其中,
28.所述第一部分位于所述空气输送管上,用于对所述空压机向所述电堆输送的空气进行加湿;
29.所述第二部分位于所述尾气排放管上,用于对所述尾气排放管向大气排放的混合气体进行去湿。
30.与现有技术相比,上述技术方案具有以下优点:
31.本技术实施例所提供的燃料电池发动机尾气排放系统,包括:氢气排放管、尾气排放管、氢气浓度传感器和控制阀,其中,所述氢气排放管的输入端输入氢气,输出端与所述尾气排放管的第一输入端连通,用于将其输入端输入的氢气排放到所述尾气排放管中;所
述尾气排放管的第二输入端输入空气,输出端向大气排放氢气和空气的混合气体;所述氢气浓度传感器位于所述尾气排放管的输出端,用于检测所述尾气排放管输出端排放的混合气体中的氢气浓度;所述控制阀位于所述氢气排放管上,用于根据所述氢气浓度传感器检测到的氢气浓度调节其自身节流口的孔径大小,以控制所述氢气排放管中流经所述控制阀的氢气流量,从而控制所述氢气排放管向所述尾气排放管排放的氢气流量,进而控制所述尾气排放管向大气排放的混合气体中的氢气浓度,使得该系统的尾排氢气浓度可以控制。当所述氢气浓度传感器检测到所述尾气排放管向大气排放的混合气体中的氢气浓度超过一定阈值时,所述控制阀可以将其自身节流口的孔径调小,以减小所述氢气排放管中流经所述控制阀的氢气流量,从而减小所述氢气排放管向所述尾气排放管排放的氢气流量,进而减小所述尾气排放管向大气排放的混合气体中的氢气浓度,使得该系统的尾排氢气浓度可控制在阈值范围内,例如控制在4%以内,大大降低该系统排放的尾气发生燃烧甚至爆炸的风险。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例,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。
33.图1为本技术一个实施例所提供的燃料电池发动机尾气排放系统的结构示意图;
34.图2为本技术另一个实施例所提供的燃料电池发动机尾气排放系统的结构示意图;
35.图3为本技术再一个实施例所提供的燃料电池发动机尾气排放系统的结构示意图;
36.图4为本技术又一个实施例所提供的燃料电池发动机尾气排放系统的结构示意图;
37.图5为本技术再一个实施例所提供的燃料电池发动机尾气排放系统的结构示意图;
38.图6为本技术又一个实施例所提供的燃料电池发动机尾气排放系统的结构示意图;
39.图7为本技术再一个实施例所提供的燃料电池发动机尾气排放系统的结构示意图;
40.图8为本技术又一个实施例所提供的燃料电池发动机尾气排放系统的结构示意图;
41.图9为本技术再一个实施例所提供的燃料电池发动机尾气排放系统的结构示意图。
42.附图标号说明:10为氢气排放管,20为尾气排放管,30为氢气浓度传感器,40为控制阀,41为控制器,50为排氢阀,60为电堆,70为氢气循环管,80为气水分离装置,81为气水分离器,82为加热片,90为氢气循环泵,100为氢气输送管,110为空气输送管,120为空压机,130为电流传感器,140为空气质量检测计,150为加湿器,151为加湿器的第一部分,152为加
湿器的第二部分。
具体实施方式
43.正如背景技术部分所述,如何提供一种尾排氢气浓度可以控制的燃料电池发动机尾气排放系统成为人们关注的问题。
44.发明人研究发现,在燃料电池发动机中,氢气在电堆内部与空气进行化学反应后,一部分经过处理返回到电堆内部继续与空气进行化学反应,增加氢气的利用率,另一部分则通过排氢阀与反应后的空气混合,一起作为尾气经排气管排出。由于燃料电池发动机排放尾气中的氢气浓度(即尾排氢气浓度)是由反应后的空气流量和通过排氢阀排出的氢气流量所决定的,因此,为了降低尾排氢气浓度,一方面是增大反应后的空气流量,另一方面是减小通过排氢阀排出的氢气流量。
45.考虑到燃料电池发动机是通过空压机向电堆内输送空气的,因此,为了增大反应后的空气流量,可以增加空压机的转速,通过提高电堆的空气进气流量来提高电堆的空气排出流量。然而,电堆的空气进气流量是由空压机性能曲线决定的,而空压机特性曲线是通过发动机电流传感器检测到的需求电流标定的,当需求电流一定时,空压机转速固定,使得电堆的空气进气流量也固定,且发动机在起动过程中增加空压机转速容易使空压机发生喘振现象,影响空压机的性能和使用寿命,因此,燃料电池发动机尾排氢气浓度的高低由排氢阀排出的氢气流量所决定。但通常情况下通过排氢阀排出的氢气流量在特定电流下也是固定的,并且排氢阀的孔径是固定的,因此,排氢阀打开的时候排出的氢气流量是无法改变的,这就造成了燃料电池发动机在特定电流下尾排氢气浓度大小是无法改变的。燃料电池发动机在正常工作电流情况下,其尾排氢气浓度一般处于氢气的爆炸极限4%以内。
46.然而,由于燃料电池发动机具有阳极保护功能,在其停机时氢气管路内部和电堆内部聚集了大量的氢气,当发动机一启动时,大量的氢气通过排氢阀与反应后的空气混合排出,且发动机在启动时电流很小,空压机为了防止喘振转速很低,导致进入电堆的空气流量很少,此时大量的氢气与很少的空气混合造成燃料电池发动机排放尾气中氢气的浓度很高,其尾排氢气浓度可能达到4.5%甚至达到6%的情况,此时很容易在尾排外发生燃烧甚至爆炸。
47.在上述研究的基础上,本技术实施例提供了一种燃料电池发动机尾气排放系统,该系统包括:氢气排放管、尾气排放管、氢气浓度传感器和控制阀,其中,在电堆内反应后的氢气经所述氢气排放管排放到所述尾气排放管后,在所述尾气排放管中与在电堆内反应后的空气混合再排放到大气中,该系统通过在所述尾气排放管的输出端设置氢气浓度传感器,来检测所述尾气排放管的输出端向大气排放的氢气和空气混合气体中的氢气浓度,并在所述氢气排放管上设置控制阀,使得所述控制阀根据所述氢气浓度传感器检测到的氢气浓度调节其自身节流口的孔径大小,以控制所述氢气排放管中流经所述控制阀的氢气流量,从而控制所述氢气排放管向所述尾气排放管排放的氢气流量,进而控制所述尾气排放管向大气排放的混合气体中的氢气浓度,使得该系统的尾排氢气浓度可以控制。当所述氢气浓度传感器检测到所述尾气排放管向大气排放的混合气体中的氢气浓度超过一定阈值时,所述控制阀可以将其自身节流口的孔径调小,以减小所述氢气排放管中流经所述控制阀的氢气流量,从而减小所述氢气排放管向所述尾气排放管排放的氢气流量,进而减小所
述尾气排放管向大气排放的混合气体中的氢气浓度,使得该系统的尾排氢气浓度可控制在阈值范围内,例如控制在4%以内,大大降低该系统排放的尾气发生燃烧甚至爆炸的风险。
48.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术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技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,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,都属于本技术保护的范围。
49.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术,但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广,因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
50.其次,本技术结合示意图进行详细描述,在详述本技术实施例时,为便于说明,表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本技术保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
51.本技术实施例提供了一种燃料电池发动机尾气排放系统,如图1所示,该系统包括:氢气排放管10、尾气排放管20、氢气浓度传感器30和控制阀40,其中,
52.所述氢气排放管10的输入端输入氢气,输出端与所述尾气排放管20的第一输入端连通,用于将其输入端输入的氢气排放到所述尾气排放管20中;
53.所述尾气排放管20的第二输入端输入空气,输出端向大气排放氢气和空气的混合气体;
54.所述氢气浓度传感器30位于所述尾气排放管的输出端,用于检测所述尾气排放管输出端排放的混合气体中的氢气浓度;
55.所述控制阀40位于所述氢气排放管上,用于根据所述氢气浓度传感器30检测到的氢气浓度调节其自身节流口的孔径大小,以控制所述氢气排放管中流经所述控制阀的氢气流量。
56.可选的,在本技术的一个实施例中,所述尾气排放管20的第一输入端和第二输入端为同一输入端,即空气和所述氢气排放管10排放的氢气均从所述尾气排放管20的同一输入端输入到所述尾气排放管20中,形成氢气和空气的混合气体后排放到大气中,但本技术对此并不做限定,在本技术的其他实施例中,所述尾气排放管20的第一输入端和第二输入端也可以是两个不同的输入端,即空气和所述氢气排放管10排放的氢气分别从所述尾气排放管20的两个输入端输入到所述尾气排放管20中,具体视情况而定。
57.需要说明的是,在本技术实施例中,所述控制阀40根据所述氢气浓度传感器30检测到的氢气浓度调节其自身节流口孔径的范围,可以是从完全闭合到完全打开,也可以是从部分闭合到完全打开,还可以是从完全闭合到部分打开,还可以是一直处于部分打开部分闭合的状态,但打开的孔径大小不同,本技术对此并不做限定,具体视情况而定。
58.还需要说明的是,在本技术实施例中,所述控制阀40根据所述氢气浓度传感器30检测到的氢气浓度调节其自身节流口孔径的形式,可以是分段调节,即所述氢气浓度传感器30检测到的不同范围段的氢气浓度对应所述控制阀40的节流口孔径不同;也可以是实时调节,即所述氢气浓度传感器30检测到的不同氢气浓度即对应所述控制阀40的节流口孔径不同,本技术对此并不做限定,具体视情况而定。
59.在上述实施例的基础上,可选的,在本技术的一个实施例中,所述控制阀40根据所
述氢气浓度传感器30检测到的氢气浓度调节其自身节流口的孔径大小,以控制所述氢气排放管中流经所述控制阀的氢气流量包括:
60.所述控制阀40在所述氢气浓度传感器30检测到的氢气浓度低于阈值时,保持其自身节流口的孔径大小不变;在所述氢气浓度传感器30检测到的氢气浓度超过所述阈值时,减小其自身节流口的孔径大小,以减小所述氢气排放管10中流经所述控制阀40的氢气流量,从而减小所述氢气排放管10向所述尾气排放管20排放的氢气流量,进而减小所述尾气排放管20向大气排放的氢气和空气混合气体中的氢气浓度,使得该系统的尾排氢气浓度可控制在阈值范围内,大大降低该系统排放的尾气发生燃烧甚至爆炸的风险。需要说明的是,所述阈值可以是4%,也可以是低于4%的任一数值,本技术对此并不做限定,具体可根据氢气的爆炸极限浓度所设定。
61.可选的,在本技术的其他实施例中,所述控制阀40也可以始终根据所述氢气浓度传感器30检测到的氢气浓度调节其自身节流口的孔径大小,本技术对此并不做限定,具体视情况而定。
62.可见,本技术实施例所提供的燃料电池发动机尾气排放系统,通过在所述尾气排放管20的输出端设置氢气浓度传感器30,来检测所述尾气排放管20的输出端向大气排放的氢气和空气混合气体中的氢气浓度,并在所述氢气排放管10上设置控制阀40,使得所述控制阀40根据所述氢气浓度传感器30检测到的氢气浓度调节其自身节流口的孔径大小,以控制所述氢气排放管10中流经所述控制阀40的氢气流量,从而控制所述氢气排放管10向所述尾气排放管20排放的氢气流量,进而控制所述尾气排放管20向大气排放的混合气体中的氢气浓度,使得该系统的尾排氢气浓度可以控制。当所述氢气浓度传感器30检测到所述尾气排放管20向大气排放的混合气体中的氢气浓度超过一定阈值时,所述控制阀40可以将其自身节流口的孔径调小,以减小所述氢气排放管10中流经所述控制阀40的氢气流量,从而减小所述氢气排放管10向所述尾气排放管20排放的氢气流量,进而减小所述尾气排放管20向大气排放的混合气体中的氢气浓度,使得该系统的尾排氢气浓度可控制在阈值范围内,例如控制在4%以内,大大降低该系统排放的尾气发生燃烧甚至爆炸的风险。
63.在上述实施例的基础上,在本技术的一个实施例中,如图2所示,该系统还包括:控制器41,所述控制器41分别与所述氢气浓度传感器30和所述控制阀40电连接,用于接收所述氢气浓度传感器30基于其自身检测到的氢气浓度而输出的电信号,生成控制信号,并将所述控制信号输出给所述控制阀40,以使得所述控制阀40基于所述控制信号调节其自身节流口的孔径大小。可选的,所述控制器41可以为燃料电池发动机控制器,但本技术对此并不做限定,所述控制器41也可以是其他能够根据所述氢气浓度传感器30检测到的氢气浓度控制所述控制阀40调节其自身节流口孔径大小的控制器,具体视情况而定。
64.在实际应用中,为了提高氢气在电堆内反应的利用效率,所述氢气排放管10的输入端到其输出端的通路不能一直处于打开状态,并且,如果利用所述控制阀40调节其自身节流口的孔径大小来控制所述氢气排放管10的输入端到其输出端通路的打开和关闭的话,对所述控制阀40的成本要求较高,因此,在上述任一实施例的基础上,在本技术的一个实施例中,如图3所示,该系统还包括:排氢阀50,所述排氢阀50位于所述氢气排放管10上,用于控制其自身节流口的打开和关闭,以控制所述氢气排放管10的输入端到其输出端通路的打开和关闭。
65.可选的,在本技术的一个实施例中,所述排氢阀50定时打开和关闭其自身节流口,以使得所述氢气排放管10的输入端到其输出端的通路定时打开和关闭。具体的,当所述排氢阀50关闭其自身节流口时,所述氢气排放管10的输入端到其输出端的通路关闭,此时,所述氢气排放管10不向所述尾气排放管20排放氢气,所述尾气排放管20也不向外界大气排放氢气,氢气在电堆内与空气充分反应,提高氢气的利用效率;当所述排氢阀50打开其自身节流口时,所述氢气排放管10的输入端到其输出端的通路打开,此时,所述氢气排放管10将在电堆内反应后的残余氢气排放到所述尾气排放管20中,所述尾气排放管20再将该残余氢气与在电堆内反应后的残余空气混合一起排放到大气中。
66.需要说明的是,本技术对所述排氢阀50定时打开和关闭其自身节流口的时间间隔并不做限定,具体需根据燃料电池发动机的性能决定。
67.还需要说明的是,本技术对所述排氢阀50位于所述氢气排放管10上的具体位置并不做限定,沿所述氢气排放管10中氢气的排放流向,所述排氢阀可以位于所述控制阀40的上游,也可以位于所述控制阀40的下游,具体视情况而定。
68.考虑到当所述排氢阀50控制其自身节流口关闭时,即所述氢气排放管10的输入端到其输出端的通路关闭时,随着燃料电池发动机运行时间的增加,水分会在电堆阳极侧的导流槽中汇集,使得导流槽发生“堵水”,同时碳纸中的气体扩散层还会发生“水淹”现象,阻碍氢气的传质过程,从而导致电堆的性能下降,因此,在上述实施例的基础上,在本技术的一个实施例中,继续如图3所示,沿所述氢气排放管10中氢气的排放流向,所述排氢阀50位于所述控制阀40的上游,以使得当所述排氢阀50控制其自身节流口打开时,即所述氢气排放管10的输入端到其输出端的通路打开时,电堆内阳极侧的氢气压力较高,残余氢气流高速排出,从而带走电堆阳极侧的水分。
69.在上述任一实施例的基础上,在本技术的一个实施例中,如图4所示,该系统还包括:电堆60,所述电堆60的氢气出气口与所述氢气排放管10的输入端连通,所述电堆60的空气出气口与所述尾气排放管20的第二输入端连通。
70.需要说明的是,所述氢气排放管10的输入端输入的氢气即为在所述电堆60内反应后的残余氢气,所述尾气排放管20的第二输入端输入的空气即为所述电堆60内反应后的残余空气。在实际应用中,在所述电堆60的阳极侧有氢气导流槽,该氢气导流槽将在所述电堆60内反应后的残余氢气通过所述电堆60的氢气出气口排放到所述氢气排放管10中,同时在所述电堆60的阴极侧有空气导流槽,该空气导流槽将在所述电堆60内反应后的残余空气通过所述电堆60的空气出气口排放到所述尾气排放管20中。
71.在上述实施例的基础上,可选的,在本技术的一个实施例中,继续如图4所示,所述电堆60的空气出气口位于所述电堆60内部,所述尾气排放管20的第二输入端伸入到所述电堆60内部与所述电堆60的空气出气口连通。具体的,所述电堆60阴极侧的空气导流槽将在所述电堆60内反应后的残余空气直接排放到所述尾气排放管20中,即所述电堆60阴极侧的空气导流槽口即为所述电堆60的空气出气口。
72.在上述实施例的基础上,可选的,在本技术的一个实施例中,继续如图4所示,所述氢气排放管10的输出端和所述尾气排放管20的第一输入端也均伸入到所述电堆60内部,而在所述电堆60内部相连通,此时,所述尾气排放管20的第一输入端和第二输入端可以为同一输入端,但本技术对此并不做限定,具体视情况而定。可选的,在本技术的另一个实施例
中,所述氢气排放管10的输出端和所述尾气排放管20的第一输入端在所述电堆60外部相连通,此时,所述尾气排放管20的第一输入端和第二输入端为不同输入端。
73.为了提高氢气在所述电堆60内反应的利用效率,在上述实施例的基础上,在本技术的一个实施例中,如图5所示,该系统还包括:氢气循环管70,以及位于所述氢气循环管70上的气水分离装置80和氢气循环泵90,其中,
74.所述氢气循环管70的输入端与所述电堆60的氢气出气口连通,输出端与所述电堆60的氢气进气口连通;
75.所述气水分离装置80用于分离出进入到所述氢气循环管70内的氢气中的水分,以使得经所述气水分离装置70分离出水分的氢气在所述氢气循环泵90的作用下,重新进入到所述电堆60内进行化学反应。
76.需要说明的是,在本技术实施例中,从所述电堆60的氢气出气口排出的残余氢气,一部分通过所述氢气排放管10排放到所述尾气排放管20中,另一部分通过所述氢气循环管70重新经所述电堆60的氢气进气口进入到所述电堆60内进行化学反应,以提高氢气的利用效率。
77.为了防止所述气水分离装置80分离出的水分结冰,影响燃料电池发动机的正常启动,在上述实施例的基础上,在本技术的一个实施例中,继续如图5所示,所述气水分离装置80包括:气水分离器81和加热片82,所述气水分离器81用于分离出进入到所述氢气循环管内的氢气中的水分,所述加热片82用于当所述气水分离器分离出的水分温度低于预设温度时,对所述气水分离器81分离出的水分进行加热。需要说明的是,本技术对所述预设温度并不做限定,具体视情况而定。
78.在上述任一实施例的基础上,在本技术的一个实施例中,如图6所示,该系统还包括:氢气输送管100和空气输送管110,其中,
79.所述氢气输送管100与所述电堆60的氢气进气口连通,用于向所述电堆60内部输送氢气;
80.所述空气输送管110与所述电堆60的空气进气口连通,用于向所述电堆60内部输送空气。
81.可选的,所述空气输送管110可以通过鼓风机或空压机向所述电堆60内部输送空气,本技术对此并不做限定,具体视情况而定。
82.在上述实施例的基础上,在本技术的一个实施例中,如图7所示,该系统还包括:位于所述空气输送管110上的空压机120以及与所述电堆60电连接的电流传感器130,其中,
83.所述电流传感器130用于检测所述电堆60输出的电流大小;
84.所述空压机120用于根据所述电流传感器130检测到的电流,控制其自身向所述电堆60输送的空气流量。
85.具体的,所述空压机120根据所述电流传感器130检测到的电流大小(即所述电堆60输出的电流大小)控制其自身转速,当所述电流传感器130检测到的电流较小,不能满足燃料电池发动机的需求电流时,所述空压机120可以增大其自身转速,从而增加其自身向所述电堆60输送的空气流量,增强所述电堆60内空气和氢气的化学反应,使得所述电堆60输出的电流增大;反之,当所述电流传感器130检测的电流较大,超过燃料电池发动机的需求电流时,则所述空压机120可以减小其自身转速,从而减小其自身向所述电堆60输送的空气
流量,减缓所述电堆60内空气和氢气的化学反应,使得所述电堆60输出的电流减小,从而减小燃料电池发动机的功耗。
86.在上述实施例的基础上,在本技术的一个实施例中,如图8所示,该系统还包括:位于所述空气输送管110上的空气质量检测计140,沿所述空气输送管110中空气的输送方向,所述空气质量检测计140位于所述空压机120的下游,用于检测所述空压机120向所述电堆60输送的空气质量,以当所述空压机120向所述电堆60输送的空气质量不满足所述电堆60中空气的反应要求时,可以适当作出调整,保证所述电堆60内氢气和空气反应的正常进行,从而使得燃料电池发动机正常运行。
87.可选的,所述空气质量检测计150可以是空气质量流量计,也可以是其他能够检测空气质量的检测计,本技术对此并不做限定,具体视情况而定。
88.为了确保所述空压机120向所述电堆60输送的空气进入到所述电堆60内与氢气进行高效地反应,需要对所述空压机120向所述电堆60输送的空气进行加湿,同时为了确保从所述电堆60排放的氢气和空气的混合气体安全地排放到大气中,需要对所述尾气排放管20向大气排放的混合气体进行去湿,因此,在上述实施例的基础上,在本技术的一个实施例中,如图9所示,该系统还包括:增湿器150,所述增湿器150包括第一部分151和第二部分152,其中,
89.所述第一部分151位于所述空气输送管110上,用于对所述空压机120向所述电堆60输送的空气进行加湿;
90.所述第二部分152位于所述尾气排放管20上,用于对所述尾气排放管20中向大气排放的混合气体进行去湿。
91.综上,本技术实施例所提供的燃料电池发动机尾气排放系统,包括:氢气排放管、尾气排放管、氢气浓度传感器和控制阀,其中,所述氢气排放管的输入端输入氢气,输出端与所述尾气排放管的第一输入端连通,用于将其输入端输入的氢气排放到所述尾气排放管中;所述尾气排放管的第二输入端输入空气,输出端向大气排放氢气和空气的混合气体;所述氢气浓度传感器位于所述尾气排放管的输出端,用于检测所述尾气排放管输出端排放的混合气体中的氢气浓度;所述控制阀位于所述氢气排放管上,用于根据所述氢气浓度传感器检测到的氢气浓度调节其自身节流口的孔径大小,以控制所述氢气排放管中流经所述控制阀的氢气流量,从而控制所述氢气排放管向所述尾气排放管排放的氢气流量,进而控制所述尾气排放管向大气排放的混合气体中的氢气浓度,使得该系统的尾排氢气浓度可以控制。当所述氢气浓度传感器检测到所述尾气排放管向大气排放的混合气体中的氢气浓度超过一定阈值时,所述控制阀可以将其自身节流口的孔径调小,以减小所述氢气排放管中流经所述控制阀的氢气流量,从而减小所述氢气排放管向所述尾气排放管排放的氢气流量,进而减小所述尾气排放管向大气排放的混合气体中的氢气浓度,使得该系统的尾排氢气浓度可控制在阈值范围内,例如控制在4%以内,大大降低该系统排放的尾气发生燃烧甚至爆炸的风险。
92.本说明书中各个部分采用并列和递进相结合的方式描述,每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处,各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
93.对所公开的实施例的上述说明,本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或组合,使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。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技术的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本技术将不会被限制于本文所示的实施例,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。
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