燃料电池汽车动力系统及其多功能压力控制系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种燃料电池汽车动力系统及其多功能压力控制系统，多功能压力控制系统包括喷氢系统、引射器；喷氢系统包括高压压力传感器、不同频率的电磁阀、流动腔体；引射器包括拉法尔结构的喷嘴、拉法尔腔体、低压压力传感器接入口、泄压阀、气体进出口。所述多功能压力控制系统的入口与高压压力传感器进口相连；所述多功能压力控制系统出口与电堆进气口相连。所述喷嘴的入口与喷氢电磁阀出口相连；所述喷嘴的入口处与电堆回气口相连，进入引射器。本发明专利技术提出的燃料电池汽车动力系统及其多功能压力控制系统，可满足燃料电池的压力及流量需求，同时可加湿燃料电池动力系统的膜电极，减少氢气排入大气的含量，达到了安全、高效、合理的目的。

【技术实现步骤摘要】
201610431431

【技术保护点】
一种燃料电池汽车动力系统的多功能压力控制系统，其特征在于，包括喷氢系统、引射器；喷氢系统包括高压压力传感器、不同频率的电磁阀、流动腔体；引射器包括拉法尔结构的喷嘴、拉法尔腔体、低压压力传感器接入口、泄压阀、气体进出口；所述多功能压力控制系统的入口与高压压力传感器进口相连；所述多功能压力控制系统出口与电堆进气口相连；所述多功能压力控制系统的引射入口附近与电堆回氢系统相连；所述多功能压力控制系统的喷氢系统与引射器连接处采用流线型设计；所述多功能压力控制系统的出口处装有一泄压阀；所述多功能压力控制系统的入口处装有一定频率开启的电磁阀；所述多功能压力控制系统的出口处装有低压压力传感器；所述喷嘴的入口与喷氢电磁阀出口相连；所述喷嘴的入口处与电堆回气口相连，进入引射器；所述喷嘴靠拉法尔管构造的引射作用形成；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；燃料电池动力系统在运行过程中，氢气在喷氢阀的作用下进行加速，在引射器的作用下进行整流、整压，同时利用负压把尾排中的氢气和水汽的混合气体引射到引射器内部，时时检测高低压压力传感器，在压力过高时，通过泄压阀进行泄压；所述燃料电池氢气经过减压阀的作用后，在多功能压力控制系统的作用下进入电堆前达到合适的压力、流量及湿度，保证电堆能够正常的、长寿命的运转；具体包括：在多功能压力控制系统的内部，高压压力传感器检测到高压，先经过不同频率的喷氢电磁阀的加压作用进行加速，保证流速在一定的区域内部进行，在优化通道喷氢与引射优化连接处内部进行顺流加速，流经喷嘴入口，在喷嘴缓冲区域的作用下进行加速缓冲，在拉法尔管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处进入，混合后的加湿氢气在喷腔内一同加速，在缓冲区内稍作缓冲后，进入加速区域内加速，再次在缓冲区域内缓冲，进入扩压区域，在缓冲整合区域内进行整合，最后在低压测压区域内测试压力，达到进入电堆的合适压力，由喷腔排出口把加湿混合的氢气，在一定压力、流量及湿度的作用下喷入电堆内部；在燃料电池动力系统在多功能压力控制系统的作用下，经过引射器的引射、缓冲、缓压等一系列的作用后，保证了进入电堆的氢气在一定的湿度、一定的压力机流量的前提下进入电堆，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。...

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池汽车动力系统的多功能压力控制系统，其特征在于，包括喷氢系统、引射器；喷氢系统包括高压压力传感器、不同频率的电磁阀、流动腔体；引射器包括拉法尔结构的喷嘴、拉法尔腔体、低压压力传感器接入口、泄压阀、气体进出口；所述多功能压力控制系统的入口与高压压力传感器进口相连；所述多功能压力控制系统出口与电堆进气口相连；所述多功能压力控制系统的引射入口附近与电堆回氢系统相连；所述多功能压力控制系统的喷氢系统与引射器连接处采用流线型设计；所述多功能压力控制系统的出口处装有一泄压阀；所述多功能压力控制系统的入口处装有一定频率开启的电磁阀；所述多功能压力控制系统的出口处装有低压压力传感器；所述喷嘴的入口与喷氢电磁阀出口相连；所述喷嘴的入口处与电堆回气口相连，进入引射器；所述喷嘴靠拉法尔管构造的引射作用形成；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；燃料电池动力系统在运行过程中，氢气在喷氢阀的作用下进行加速，在引射器的作用下进行整流、整压，同时利用负压把尾排中的氢气和水汽的混合气体引射到引射器内部，时时检测高低压压力传感器，在压力过高时，通过泄压阀进行泄压；所述燃料电池氢气经过减压阀的作用后，在多功能压力控制系统的作用下进入电堆前达到合适的压力、流量及湿度，保证电堆能够正常的、长寿命的运转；具体包括：在多功能压力控制系统的内部，高压压力传感器检测到高压，先经过不同频率的喷氢电磁阀的加压作用进行加速，保证流速在一定的区域内部进行，在优化通道喷氢与引射优化连接处内部进行顺流加速，流经喷嘴入口，在喷嘴缓冲区域的作用下进行加速缓冲，在拉法尔管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处进入，混合后的加湿氢气在喷腔内一同加速，在缓冲区内稍作缓冲后，进入加速区域内加速，再次在缓冲区域内缓冲，进入扩压区域，在缓冲整合区域内进行整合，最后在低压测压区域内测试压力，达到进入电堆的合适压力，由喷腔排出口把加湿混合的氢气，在一定压力、流量及湿度的作用下喷入电堆内部；在燃料电池动力系统在多功能压力控制系统的作用下，经过引射器的引射、缓冲、缓压等一系列的作用后，保证了进入电堆的氢气在一定的湿度、一定的压力机流量的前提下进入电堆，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。2.一种燃料电池汽车动力系统的多功能压力控制系统，其特征在于，包括喷氢系统、引射器；喷氢系统包括高压压力传感器、不同频率的电磁阀、流动腔体；引射器包括拉法尔结构的喷嘴、拉法尔腔体、低压压力传感器接入口、泄压阀、气体进出口；所述多功能压力控制系统的入口与高压压力传感器进口相连；所述多功能压力控制系统出口与电堆进气口相连；所述多功能压力控制系统的引射入口附近与电堆回氢系统相连；所述多功能压力控制系统的出口处装有一泄压阀；所述多功能压力控制系统的入口处装有一定频率开启的电磁阀；所述多功能压力控制系统的出口处装有低压压力传感器；所述喷嘴的入口与喷氢电磁阀出口相连；所述喷嘴的入口处与电堆回气口相连，进入引射器。3.根据权利要求2所述的燃料电池汽车动力系统的多功能压力控制系统，其特征在于：所述多功能压力控制系统的喷氢系统与引射器连接处采用流线型设计。4.根据权利要求2所述的燃料电池汽车动力系统的多功能压力控制系统，其特征在于：所述喷嘴靠拉法尔管构造的引射作用形成；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。5.根据权利要求2所述的燃料电池汽车动力系统的多功能压力控制系统，其特征在于：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；燃料电池动力系统在运行过程中，氢气在喷氢阀的作用下进行加速，在引射器的作用下进行整流、整压，同时利用负压把尾排中的氢气和水汽的混合气体引射到引射器内部，时时检测高低压压力传感器，在压力过高时，通过泄压阀进行泄压。6.根据权利要求2所述的燃料电池汽车动力系统的多功能压力控制系统，其特征在于：所述燃料电池氢气经过减压阀的作用后，在多功能压力控制系统的作用下进入电堆前达到合适的压力、流量及湿度，保证电堆能够正常的、长寿命的运转；具体包括：在多功能压力控制系统的内部，检测到高压压力传感器，先经过不同频率的喷氢电磁阀的加压作用进行加速，保证流速在一定的区域内部进行，在优化通道喷氢与引射优化连接处内部进行顺流加速，流经喷嘴入口，在喷嘴缓冲区域的作用下进行加速缓冲，在拉法尔管的作用下经过再次的加速、缓冲、扩压，从喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪淮生，夏全刚，李义，
申请(专利权)人：安徽康诺新能源汽车技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34