一种氢燃料电池排气系统及汽车技术方案

本发明专利技术公开了一种氢燃料电池排气系统及汽车，所述排气系统包括设有消音器的排气管路，所述排气管路在所述消音器的上游设有气水分离结构；所述气水分离结构包括管路扩口部、聚合扰流器以及自动排水结构，所述管路扩口部的出气端口径大于其进气端口径，以析出所述气流中的水；所述聚合扰流器设于所述管路扩口部的内部，用于通过扰流使气流做离心运动，将气体和水分离，并使分离的水沿所述排气管路的内壁流向排水区；所述自动排水结构设于所述排水区，用于将所述排水区蓄积的水向外排出。该排气系统具有气水分离和排水功能，可避免水分在消音器中积聚干扰消音，使排气中的水对消音器的影响降低最低，提高了排气系统的性能和效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池排气系统及汽车


[0001]本专利技术涉及汽车
，尤其是汽车的氢燃料电池排气系统。本专利技术还涉及设有所述氢燃料电池排气系统的汽车。

技术介绍

[0002]目前，氢燃料电池车型的排气系统大部分仍沿用内燃机的排气系统，即采用传统的金属排气管路和排气消音器。
[0003]氢燃料电池的排气系统排出的是空气和氢、氧反应后生成的水，这与传统内燃机排气系统中所含的成分(COx化合物、NOx化合物、碳氢化合物等)有很大区别，传统的排气管路和消音器主要是针对内燃机的废气而设计的，与氢燃料电池排气处理技术并不匹配，存在以下问题：
[0004]1)由于无法实现气水分离，水很容易积聚在排气系统中，气流混合着水流在管道中流动、窜动，形成尖锐、刺耳的噪音(水流和管壁的摩擦声)，消音器需要消除多种噪音，对消音器消音要求高，消音器的消音最小容积达到13.5L。
[0005]2)水积聚在管路中，在寒区和低温环境下，会造成管路结冰、堵塞管路，造成排气不流畅，导致电堆无法工作、车辆无法正常使用。
[0006]3)管路无排水结构，管路会积水，钢制管路在长期积水的情况下不可避免会产生管路腐蚀，导致排气系统丧失功效。
[0007]4)管路积水，造成气流排出不顺畅、引起排气被压超标，造成电堆工作效率下降，达不到全功率状态，且长期如此，会造成电堆受损，降低产品竞争力。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种具有气水分离和排水功能的氢燃料电池排气系统，以解决上述技术问题。<br/>[0009]本专利技术的另一目的在于提供一种设有所述氢燃料电池排气系统的汽车。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供一种氢燃料电池排气系统，包括设有消音器的排气管路，所述排气管路在所述消音器的上游设有气水分离结构，所述气水分离结构用于在气流进入所述消音器之前将气体和水进行分离并提前排出分离的水；所述气水分离结构包括管路扩口部、聚合扰流器以及自动排水结构，所述管路扩口部的出气端口径大于其进气端口径，以析出所述气流中的水；所述聚合扰流器设于所述管路扩口部的内部，用于通过扰流使气流做离心运动，将气体和水分离，并使分离的水沿所述排气管路的内壁流向排水区；所述自动排水结构设于所述排水区，用于将所述排水区蓄积的水向外排出。
[0011]可选地，所述管路扩口部包括多级扩口管段，各级所述扩口管段依次首尾相接且口径逐级增大。
[0012]可选地，所述管路扩口部包括三级扩口管段，分别为第一级扩口管段、第二级扩口管段和第三级扩口管段；
[0013]所述第一级扩口管段的中心线平行于所述第三级扩口管段的中心线，所述第二级扩口管段具有两个反向的弯曲部，以连接所述第一级扩口管段和第三级扩口管段；和/或，所述第二级扩口管段和第三级扩口管段的长度分别大于所述第一级扩口管段的长度。
[0014]可选地，所述管路扩口部在最大扩口处设置有聚水结构，以使分离的水流向排水区。
[0015]可选地，所述聚合扰流器包括扰流套和设于所述扰流套内部的聚合扰流叶片，所述聚合扰流叶片以所述扰流套的中轴线为圆心沿周向旋转排列分布。
[0016]可选地，所述聚合扰流叶片整体的侧向投影的前端呈锥角位于排气管路中心且迎向气流的锥形形状。
[0017]可选地，所述自动排水结构包括能够在积水的重力作用下开启并在排水后关闭的排水阀。
[0018]可选地，所述排水阀包括积水盆，所述积水盆的底部设有排水口，所述排水口的内壁设有具有弹性的排水膜片，所述排水膜片在闭合状态下封闭所述排水口，且所述排水膜片在积水的重力作用下能够向下张开，以导通所述排水口。
[0019]可选地，所述排气管路为塑料材质的管路。
[0020]为实现上述另一目的，本专利技术提供一种汽车，包括动力系统、底盘、车身以及轮胎，所述动力系统设有氢燃料电池和排气系统，所述排气系统为上述任一项所述的氢燃料电池排气系统。
[0021]本专利技术所提供的氢燃料电池排气系统，在管路结构上集成有气水分离结构，其中的管路扩口部可析出气流中的水分，聚合扰流器可分离出气流中的水分，自动排水结构可排出蓄积在排水区的水分，通过气水分离结构可以起到气水分离的作用，将管道中的水快速、高效的分离和排出，在管路混合气体进入消音器之前，将气体、水分进行分离，提前排出气体中混合的水，使系统的排水和消除噪音两种功能分开，避免水分在消音器中积聚干扰消音，使排气中的水对消音器的影响降低最低，提高了排气系统的性能和效率。
[0022]本专利技术所提供的汽车设有所述氢燃料电池排气系统，由于所述氢燃料电池排气系统具有上述技术效果，则设有该氢燃料电池排气系统的汽车也应具有相应的技术效果。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例公开的一种氢燃料电池排气系统的结构示意图；
[0024]图2为图1中所示管路扩口部的局部结构示意图；
[0025]图3为图1中所示管路扩口部析出气流中水分的示意图；
[0026]图4为聚合扰流器的结构示意图；
[0027]图5为图4所示聚合扰流器的侧视图；
[0028]图6为聚合扰流器通过扰流使气流做离心运动，将气体和水分离的示意图；
[0029]图7为排水阀的结构示意图；
[0030]图8为排水阀的轴侧图；
[0031]图9为氢燃料电池排气系统的噪音分布示意图；
[0032]图10为本专利技术实施例公开的一种汽车的结构示意图。
[0033]图中：
[0034]1.排气管路 2.消音器 3.气水分离结构 31.管路扩口部 311.第一级扩口管段 312.第二级扩口管段 313.第三级扩口管段 314.排水区 32.聚合扰流器 321.扰流套 322.聚合扰流叶片 33.排水阀 331.积水盆 332.排水口 333.排水膜片 4.动力系统 5.底盘 6.车身 7.轮胎 41.氢燃料电池 42.排气系统
具体实施方式
[0035]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
[0036]在本文中，“上、下、左、右”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，说明书文字有对方向定义的部分，优先采用文字定义的方向，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0037]如图1、图2、图3所示，在一种具体实施例中，本专利技术所提供的氢燃料电池排气系统，主要由排气管路1和安装在排气管路上的消音器2等组成，其中排气管路1为塑料材质的管路。
[0038]排气管路1在消音器2的上游设有气水分离结构3，此气水分离结构3用于在气流进入消音器2之前将氢燃料电池排出的气体和水进行分离，并提前排出分离的水，其主要分为三部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池排气系统，包括设有消音器的排气管路，其特征在于，所述排气管路在所述消音器的上游设有气水分离结构，所述气水分离结构用于在气流进入所述消音器之前将气体和水进行分离并提前排出分离的水；所述气水分离结构包括管路扩口部、聚合扰流器以及自动排水结构，所述管路扩口部的出气端口径大于其进气端口径，以析出所述气流中的水；所述聚合扰流器设于所述管路扩口部的内部，用于通过扰流使气流做离心运动，将气体和水分离，并使分离的水沿所述排气管路的内壁流向排水区；所述自动排水结构设于所述排水区，用于将所述排水区蓄积的水向外排出。2.根据权利要求1所述的氢燃料电池排气系统，其特征在于，所述管路扩口部包括多级扩口管段，各级所述扩口管段依次首尾相接且口径逐级增大。3.根据权利要求2所述的氢燃料电池排气系统，其特征在于，所述管路扩口部包括三级扩口管段，分别为第一级扩口管段、第二级扩口管段和第三级扩口管段；所述第一级扩口管段的中心线平行于所述第三级扩口管段的中心线，所述第二级扩口管段具有两个反向的弯曲部，以连接所述第一级扩口管段和第三级扩口管段；和/或，所述第二级扩口管段和第三级扩口管段的长度分别大于所述第一级扩口管段的长度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岖，王蒙蒙，范永奇，王志刚，鲁萍，文鑫，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：