CN211829052U - 一种用于氢燃料电池箱体的通风装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于氢燃料电池箱体的通风装置，包括设置在氢燃料电池箱体上的进风口和排风口，进风口包括连接有压力气源的第一进风口和第二进风口，氢燃料电池箱体的内侧底部设置有周向布置的扫风管路，扫风管路与第一进风口连通，扫风管路上设置有多个的扫风口，且扫风口均朝向氢燃料电池箱体的内侧布置。该用于氢燃料电池箱体的通风装置，通过压力气源供入空气再由扫风管路上的扫风口吹入氢燃料电池箱体内，由于扫风管路沿氢燃料电池箱体的底部周向布置，并且朝向氢燃料电池箱体的内侧布置，因此能够对整个氢燃料电池箱体内的气流进行自下而上的吹扫混合，避免了局部氢气滞留死角，导致的局部氢气浓度过高的问题。

Description

一种用于氢燃料电池箱体的通风装置

技术领域

本实用新型涉及氢燃料电池技术领域，尤其涉及一种用于氢燃料电池箱体的通风装置。

背景技术

燃料电池是一种将燃料的化学能直接转换成电能的装置，只要燃料源源不断的供给就会不断地产生电能；对于氢燃料电池，反应的原料是氢气和氧气，反应场地是电堆，反应产物是水；目前燃料电池堆、氢气供应***及大部分辅件(氢气开关阀、调压阀、泄压阀、气水分离器、氢气循环泵等)都在箱体内，在工作过程中各辅件及接口处可能存在泄露的问题，特别是电堆本身会有一定的泄露量，而燃料电池箱体要求要达到一定的密封等级(目前行业期望目标为IP67)，所以导致泄露的氢气会在箱体内密集，这就要求及时的把箱体内氢气排出，使箱体内氢气浓度降到安全值以下，保证人身财产安全。因此，在燃料电池箱体上加装一套通风装置将箱体内含有氢气的气体排出，同时还要保证箱体的密封性显得尤为重要。

目前对燃料电池发动机箱体进行通风的常规方法如图1所示，在箱体1的一个侧面留出一个进气孔2，在箱体1相对侧面留出一个排气孔3，在进气孔处安装进气风扇，电堆4设置在箱体1内。在燃料电池发动机工作过程中，进气风扇运转往箱体内输送新鲜空气，新鲜空气与箱体内含有氢气的气体混合，再由排气口将混合气体排出。该方法可以有效降低箱体内氢气的浓度，但燃料电池发动机箱体内安装的电堆及其它辅件会使气体流通受到阻挡，可能出现局部氢气浓度过高的情况。

综上所述，如何解决氢燃料电池箱体内局部氢气浓度过高的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于氢燃料电池箱体的通风装置，以解决氢燃料电池箱体内局部氢气浓度过高的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于氢燃料电池箱体的通风装置，包括设置在所述氢燃料电池箱体上的进风口和排风口，所述进风口包括连接有压力气源的第一进风口和第二进风口，所述氢燃料电池箱体的内侧底部设置有周向布置的扫风管路，所述扫风管路与所述第一进风口连通，所述扫风管路上设置有多个的扫风口，且所述扫风口均朝向所述氢燃料电池箱体的内侧布置。

优选地，所述扫风口在所述扫风管路上均匀布置。

优选地，所述扫风口与所述氢燃料电池箱体的底板呈30°-60°倾斜角度。

优选地，所述扫风管路为U形导气管，且所述第一进风口与所述U形导气管的中间段连通。

优选地，所述第一进风口的数量至少为两个。

优选地，所述第二进风口设置在所述氢燃料电池箱体的侧部。

优选地，所述氢燃料电池箱体上设置有过滤结构，所述第二进风口设置在所述过滤结构的进气侧。

优选地，所述过滤结构包括设置在所述氢燃料电池箱体的侧板上的安装凹槽、固定在所述安装凹槽内的多孔衬板、固定在所述多孔衬板上的滤芯和密封罩设在所述安装凹槽上的进气罩，所述第二进风口设置在所述进气罩上。

优选地，所述排风口位于所述氢燃料电池箱体的顶部。

优选地，所述氢燃料电池箱体的顶板上设置有排风结构，所述排风结构包括设置在所述顶板上的通气孔，固定在所述通气孔处的排气风扇和密封罩设在所述排气风扇外侧的排气罩，所述排风口设置在所述排气罩上。

优选地，所述压力气源为由发动机的空压机经过中冷器后引出的气体。

优选地，所述氢燃料电池箱体内设置有用于检测氢气浓度的传感器，所述压力气源与所述第一进风口之间设置有电控阀。

相比于背景技术介绍内容，上述用于氢燃料电池箱体的通风装置，包括设置在氢燃料电池箱体上的进风口和排风口，进风口包括连接有压力气源的第一进风口和第二进风口，氢燃料电池箱体的内侧底部设置有周向布置的扫风管路，扫风管路与第一进风口连通，扫风管路上设置有多个的扫风口，且扫风口均朝向氢燃料电池箱体的内侧布置。该用于氢燃料电池箱体的通风装置，在实际使用过程中，外界空气分别通过第一进风口和第二进风口进入氢燃料电池的箱体内部，然后由排风口排出，从而带走氢燃料电池箱体内的氢气；而第一进风口连接有压力气源，通过压力气源供入空气再由扫风管路上的扫风口吹入氢燃料电池箱体内，由于扫风管路沿氢燃料电池箱体的底部周向布置，并且朝向氢燃料电池箱体的内侧布置，因此能够对整个氢燃料电池箱体内的气流进行自下而上的吹扫混合，避免了局部氢气滞留死角，导致的局部氢气浓度过高的问题。

附图说明

图1为传统的用于氢燃料电池箱体的通风结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的用于氢燃料电池箱体的通风装置的俯视结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的用于氢燃料电池箱体的通风装置的主视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的用于氢燃料电池箱体底部布置扫风管路的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的用于氢燃料电池箱体的外部轴视结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的过滤结构的分体结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的第一进风口设置在氢燃料电池箱体的侧部结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的扫风管路的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的排风结构示意图。

上图1中，

箱体1、进气孔2、排气孔3、电堆4；

上图2-图9中，

氢燃料电池箱10、顶板10a、第一进风口11a、第二进风口11b、排风口12、扫风管路13、扫风口14、过滤结构15、安装凹槽15a、多孔衬板15b、滤芯15c、进气罩15d、密封圈15e、通气孔16a、排气风扇16b、排气罩16c、密封垫16d。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种用于氢燃料电池箱体的通风装置，以解决氢燃料电池箱体内局部氢气浓度过高的问题。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图2-图9所示，本实用新型实施例提供的一种用于氢燃料电池箱体的通风装置，包括设置在氢燃料电池箱体10上的进风口和排风口12，进风口包括连接有压力气源的第一进风口11a和第二进风口11b，氢燃料电池箱体10的内侧底部设置有周向布置的扫风管路13，扫风管路13与第一进风口11a连通，扫风管路13上设置有多个的扫风口14，且扫风口14均朝向氢燃料电池箱体10的内侧布置。

该用于氢燃料电池箱体的通风装置，在实际使用过程中，外界空气分别通过第一进风口和第二进风口进入氢燃料电池的箱体内部，然后由排风口排出，从而带走氢燃料电池箱体内的氢气；而第一进风口连接有压力气源，通过压力气源供入空气再由扫风管路上的扫风口吹入氢燃料电池箱体内，由于扫风管路沿氢燃料电池箱体的底部周向布置，并且朝向氢燃料电池箱体的内侧布置，因此能够对整个氢燃料电池箱体内的气流进行自下而上的吹扫混合，避免了局部氢气滞留死角，导致的局部氢气浓度过高的问题。

这里需要说明的是，一般来说，上述扫风口14在扫风管路13上采用均匀布置的方式进行布置，通过均匀布置的方式能够使得扫风管路的扫风更加均匀。当然可以理解的是，上述采用均匀布置的方式仅仅是本实用新型实施例的优选举例而已，实际应用过程中，根据实际需求还可以采用非均匀布置的方式进行布置。

在一些更具体的实施方案中，上述扫风口14一般布置成与氢燃料电池箱体10的底板呈30°-60°倾斜角度。通过倾斜角度的布置使得扫风口排出的扫风气流具有自下而上的运动趋势，提升了空气与氢气的混合能力。当然可以理解的是，上述所列出的倾斜角度值仅仅是本实用新型对于大多数的氢燃料电池箱体结构中所适用的优选举例，实际应用过程中，还可以根据实际需求选择对应的其他倾角数值。

在一些更具体的实施方案中，上述扫风管路13的具体结构可以为U形导气管的结构，并且为了使得导气管的导气的均匀性，对应第一进风口11a与U形导气管的中间段连通。需要说明的是，上述采用U形导气管的结构仅仅是本实用新型实施例的优选举例而已，实际应用过程中，还可以选择其他结构形式，比如相互交叉布置的结构形式等。

这里需要说明的是，为了保证第一进气口向扫风管路的供气效果，上述第一进风口11a的数量一般设置成至少两个的方式。这样布置的目的，一方面是为了增大供气量，另一方面，避免了其中一进风口堵塞所导致的无法正常工作的问题。

另外需要说明的是，上述第二进风口11b一般选择设置在氢燃料电池箱体10的侧部。当然实际应用中也可根据实际布置需求设计在其他位置。

进一步的实施方案中，为了避免杂质进入氢燃料箱体的内部，一般在氢燃料电池箱体10上设置有过滤结构15，而第二进风口11b就设置在过滤结构15的进气侧。

具体地，该过滤结构15的具体结构形式可以包括设置在氢燃料电池箱体10的侧板上的安装凹槽15a、固定在安装凹槽15a内的多孔衬板15b、固定在多孔衬板15b上的滤芯15c和密封罩设在安装凹槽15a上的进气罩15d，第二进风口11b设置在进气罩15d上。选择过滤结构安装拆卸更加方便。需要说明的是，一般为了保证进气罩与安装凹槽连接密封性，二者之间一般还设置有密封圈15e。当然可以理解的是，上述仅仅是本实用新型实施例对于过滤结构的优选举例而已，实际应用过程中，还可以选择其他过滤结构。

在一些具体的实施方案中，上述排风口12优选布置在位于氢燃料电池箱体10的顶部。这是因为氢气的密度相比于空气而言要低，因此其一般位于氢燃料箱体的上部，将排风口设置在顶部更加便于氢气的排出。

需要说明的是，为了使得氢燃料电池箱体内的气流能够顺畅的排出，一般在氢燃料电池箱体10的顶板10a上设置有排风结构，并且该排风结构具体可以包括设置在顶板10a上的通气孔16a，固定在通气孔16a处的排气风扇16b和密封罩设在排气风扇16b外侧的排气罩16c，排风口12设置在排气罩16c上。通过设计成上述排风结构，能够对排气风扇起到一定的保护作用，同时为了保证氢燃料电池箱体的密封性，在排气罩16c与顶板10a之间设置有密封垫16d。

更进一步的实施方案中，上述压力气源具体可以为由发动机的空压机经过中冷器后引出的气体。通过压力气源直接选取发动机自身设备上的气源装置，避免了额外设置气源装置所增加的成本，同时也有效的减少了设备占用空间。

在一些更具体的实施方案中，上述氢燃料电池箱体10内一般还设置有用于检测氢气浓度的传感器，压力气源与第一进风口11a之间设置有电控阀，根据传感器检测的氢气浓度结构，可以通过控制电控阀进行开闭的调节。

为了本领域技术人员更好的理解本实用新型所提供的通风装置，下面结合通风装置的具体工作过程进行说明：

燃料电池发动机发送开机命令，排气风扇16b开始运转，由空压机、中冷器到达第一进风口之间的电控阀打开，第一进风口和第二进风口所构成的进风***与排风***都开始工作；

燃料电池发动机进入正常工作状态，第一进风口连接压力气源之间的电控阀关闭，每隔一定时间开启1分钟进行吹扫，之后再进行关闭，以减少能量消耗；

当箱体内氢气浓度传感器检测到氢气浓度达到一定值时，电控阀会一直打开对箱体进行吹扫，直到氢气浓度降到安全值以下，电控阀再次进入定期开启的循环模式；

第二进风口11b所对应的进气罩15d上设置对应的圆柱形接口与胶管连接，将外部新鲜空气引入；排气结构的排气罩16c上设置对应的圆柱形接口与胶管连接，将由排气风扇16b抽出的气体由胶管引出至安全位置排放；这种结构保证了箱体的密封性；

燃料电池发动机发送关机命令，辅进气***的电控阀会一直打开对箱体进行吹扫，直至空压机停止工作电控阀关闭；排气风扇16b在燃料电池发动机完全停机3-5分钟后停止工作。

作为通风装置的进一步优化，将排气风扇16b的转速变得可控，可以分成两个转速点工作，当检测到箱体内氢气浓度达到一定值时，排气风扇16b在高转速运转，在氢气浓度低于一定值时，排气风扇16b在低转速下运转。这样做可以保证箱体内氢气浓度处于安全值以下且减少排气风扇运转所消耗的能量

以上对本实用新型所提供的用于氢燃料电池箱体的通风装置***进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种用于氢燃料电池箱体的通风装置，包括设置在所述氢燃料电池箱体(10)上的进风口和排风口(12)，其特征在于，所述进风口包括连接有压力气源的第一进风口(11a)和第二进风口(11b)，所述氢燃料电池箱体(10)的内侧底部设置有周向布置的扫风管路(13)，所述扫风管路(13)与所述第一进风口(11a)连通，所述扫风管路(13)上设置有多个的扫风口(14)，且所述扫风口(14)均朝向所述氢燃料电池箱体(10)的内侧布置。

2.如权利要求1所述的用于氢燃料电池箱体的通风装置，其特征在于，所述扫风口(14)在所述扫风管路(13)上均匀布置。

3.如权利要求1所述的用于氢燃料电池箱体的通风装置，其特征在于，所述扫风口(14)与所述氢燃料电池箱体(10)的底板呈30°-60°倾斜角度。

4.如权利要求1所述的用于氢燃料电池箱体的通风装置，其特征在于，所述扫风管路(13)为U形导气管，且所述第一进风口(11a)与所述U形导气管的中间段连通。

5.如权利要求4所述的用于氢燃料电池箱体的通风装置，其特征在于，所述第一进风口(11a)的数量至少为两个。

6.如权利要求1所述的用于氢燃料电池箱体的通风装置，其特征在于，所述第二进风口(11b)设置在所述氢燃料电池箱体(10)的侧部。

7.如权利要求6所述的用于氢燃料电池箱体的通风装置，其特征在于，所述氢燃料电池箱体(10)上设置有过滤结构(15)，所述第二进风口(11b)设置在所述过滤结构(15)的进气侧。

8.如权利要求7所述的用于氢燃料电池箱体的通风装置，其特征在于，所述过滤结构(15)包括设置在所述氢燃料电池箱体(10)的侧板上的安装凹槽(15a)、固定在所述安装凹槽(15a)内的多孔衬板(15b)、固定在所述多孔衬板(15b)上的滤芯(15c)和密封罩设在所述安装凹槽(15a)上的进气罩(15d)，所述第二进风口(11b)设置在所述进气罩(15d)上。

9.如权利要求1所述的用于氢燃料电池箱体的通风装置，其特征在于，所述排风口(12)位于所述氢燃料电池箱体(10)的顶部。

10.如权利要求9所述的用于氢燃料电池箱体的通风装置，其特征在于，所述氢燃料电池箱体(10)的顶板(10a)上设置有排风结构，所述排风结构包括设置在所述顶板(10a)上的通气孔(16a)，固定在所述通气孔(16a)处的排气风扇(16b)和密封罩设在所述排气风扇(16b)外侧的排气罩(16c)，所述排风口(12)设置在所述排气罩(16c)上。

11.如权利要求1-10中任一项所述的用于氢燃料电池箱体的通风装置，其特征在于，所述压力气源为由发动机的空压机经过中冷器后引出的气体。

12.如权利要求11所述的用于氢燃料电池箱体的通风装置，其特征在于，所述氢燃料电池箱体(10)内设置有用于检测氢气浓度的传感器，所述压力气源与所述第一进风口(11a)之间设置有电控阀。

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