一种一体式燃料电池氢气系统的制作方法

1.本实用新型涉及氢燃料电池领域，具体为一种一体式燃料电池氢气系统。


背景技术：

2.氢气是一种易燃易爆的气体。氢气在空气中爆炸浓度宽，着火能量低，分子直径小，易从小孔中泄漏。燃料电池车氢气管路应用过程中，需要考虑氢气易泄漏、易燃易爆特性。燃料电池氢气系统各部件多采用橡胶管等管路连接，集成度低的同时增加了氢气泄漏的风险。氢气系统各部件根据电堆的工作需求，供给过量的氢气，利用循环泵将多余的氢气从电堆抽吸输送到电堆入口，除了循环泵等机械噪声外，还存在气流噪声，影响燃料电池系统客户使用体验，为此提供一种一体式燃料电池氢气系统。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种一体式燃料电池氢气系统，以解决上述背景技术提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种一体式燃料电池氢气系统，包括氢气接收室、消音室、前端电子调压器、后端电子调压器、燃料电池歧管总成、混合扩散室、氢气供给室、拉瓦尔喷嘴、安全阀和过滤器；
5.所述氢气接收室与储氢系统连通；所述过滤器设置在氢气接收室前端；所述前端电子调压器设置在过滤器后端，前端电子调压器的入口与所述氢气接收室连通，前端电子调压器的出口与拉瓦尔喷嘴的入口连通；
6.所述混合扩散室由混合扩散室进气口、混合扩散室吸气口和混合扩散室出气口组成，拉瓦尔喷嘴的出口与混合扩散室的进气口连通，混合扩散室的吸气口与燃料电池歧管总成的出气口连通，所述混合扩散室的出气口与氢气供给室连通；所述氢气供给室与燃料电池歧管总成的进气口连通；所述安全阀设置在氢气供给室；所述消音室设置在氢气接收室；所述后端电子调压器的入口与所述氢气接收室连通，所述后端电子调压器的出口与氢气供给室连通。
7.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述氢气接收室、消音室、前端电子调压器、后端电子调压器、燃料电池歧管总成、混合扩散室、氢气供给室、拉瓦尔喷嘴、安全阀和过滤器为一体式结构。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述消音室内根据燃料电池系统工况设计挡板。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述氢气供给室集成安全阀。
10.本实用新型的有益效果是：该集成模块将前端电子调压器、后端电子调压器、拉瓦尔喷嘴、混合扩散室、安全阀、过滤器、消音室、氢气接收室、氢气供给室组合集成设计，提升氢子系统集成度，减少氢气系统密封泄露点、增加燃料电池系统装配效率。氢气接受室集成有消音室，减弱气流噪声，提升用户体验。氢气供给室集成安全阀，混合扩散室出气口或后
端电子调压器出口压力出现超压，为了保护电堆不被破坏，安全阀在设定的开启压力下进行动作将过压气体释放后迅速回位，维持入堆气体压力在电堆的合理工作范围内。该集成模块缩减了各部件连接所需的管路、管路固定支架及管路连接接头，提升燃料电池系统质量功率密度，实现系统安静、安全可靠运行。
附图说明
11.图1为本实用新型的集成模块示意图；
12.图中：1为氢气接收室、2为消音室、3为前端电子调压器、4为后端电子调压器、5为燃料电池歧管总成、6为混合扩散室、7为氢气供给室、8为拉瓦尔喷嘴、9为安全阀、10为过滤器。
具体实施方式
13.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
14.实施例：请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种一体式燃料电池氢气系统，包括氢气接收室1、消音室2、前端电子调压器3、后端电子调压器4、燃料电池歧管总成5、混合扩散室6、氢气供给室7、拉瓦尔喷嘴8、安全阀9和过滤器10；
15.氢气接收室1与储氢系统连通；过滤器10设置在氢气接收室1前端；前端电子调压器3设置在过滤器10后端，前端电子调压器3的入口与氢气接收室1连通，前端电子调压器3的出口与拉瓦尔喷嘴8的入口连通；
16.混合扩散室6由混合扩散室进气口、混合扩散室吸气口和混合扩散室出气口组成，拉瓦尔喷嘴8的出口与混合扩散室6的进气口连通，混合扩散室6的吸气口与燃料电池歧管总成5的出气口连通，混合扩散室6的出气口与氢气供给室7连通；氢气供给室7与燃料电池歧管总成5的进气口连通；安全阀9设置在氢气供给室7；消音室2设置在氢气接收室1；后端电子调压器4的入口与氢气接收室1连通，后端电子调压器4的出口与氢气供给室7连通。
17.氢气接收室1、消音室2、前端电子调压器3、后端电子调压器4、燃料电池歧管总成5、混合扩散室6、氢气供给室7、拉瓦尔喷嘴8、安全阀9和过滤器10为一体式结构。
18.消音室2内根据燃料电池系统工况设计挡板。
19.氢气供给室7集成安全阀9，氢气供给室7一旦出现超压，为了保护电堆不被破坏，安全阀在设定的开启压力下进行动作将过压气体释放后迅速回位，维持入堆气体压力在电堆的合理工作范围内。
20.燃料电池低电密需求时，前端电子调压器3设定出口压力向电堆供应氢气，同时混合扩散室6的吸气口吸回所供给的多余氢气；燃料电池高电密需求时，前端电子调压器3设定更高的出口压力向电堆供应氢气，并且后端电子调压器4的出口设定压力一同向燃料电池供给过量的氢气。
21.工作原理：一种一体式燃料电池氢气系统，包括前端电子调压器3、后端电子调压器4、拉瓦尔喷嘴8、混合扩散室6、安全阀9、过滤器10、消音室2、氢气接收室1、氢气供给室7。
22.氢气接受室1与储氢系统连通，过滤器10设置在氢气接受室1前端，前端电子调压
器3设置在过滤器10后端，前端电子调压器3入口与所述氢气接受室1连通，前端电子调压器3出口与拉瓦尔喷嘴8入口连通，混合扩散室6由进气口6.1、吸气口6.2和出气口6.3组成，拉瓦尔喷嘴8出口与混合扩散室6的进气口6.1连通，混合扩散室6的吸气口6.2与燃料电池歧管总成5出气口连通，混合扩散室6的出气口6.3与氢气供给室7连通，氢气供给室7的出气口7.1与燃料电池歧管总成5连通，安全阀9设置在氢气供给室7，消音室2设置在氢气接受室1，后端电子调压器4入口与氢气接受室1连通，后端电子调压器4出口与氢气供给室1连通。
23.前端电子调压器3、后端电子调压器4、拉瓦尔喷嘴8、混合扩散室6、安全阀9、过滤器10、消音室2、氢气接收室1、氢气供给室7为一体式结构
24.氢气系统工作原理：燃料电池低电密需求时，前端电子调压器3设定出口压力向电堆供应氢气，同时混合扩散室6的吸气口6.2吸回所供给的多余氢气。燃料电池高电密需求时，前端电子调压器3设定更高的出口压力向电堆供应氢气，并且后端电子调压器4出口设定压力一同向燃料电池供给过量的氢气。燃料电池氢气系统集成模块向电堆供给氢气的时候，与氢气接受室1相连的消音室2吸收由于前端电子调压器3或后端电子调压器4产生的压力脉动气流噪声。当前端电子调压器3或后端电子调压器4出现损坏，导致氢气供给室7内的压力超出设定值，安全阀9开启，维持氢气供给室7向电堆供应的气体压力在电堆的合理工作范围内。
25.采取多模块集成的方式，缩减了各部件连接所需的管路、管路固定支架及管路连接接头，提升燃料电池系统质量功率密度。集成消音和超压保护功能，实现系统安静、安全可靠运行。
26.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种一体式燃料电池氢气系统，包括氢气接收室(1)、消音室(2)、前端电子调压器(3)、后端电子调压器(4)、燃料电池歧管总成(5)、混合扩散室(6)、氢气供给室(7)、拉瓦尔喷嘴(8)、安全阀(9)和过滤器(10)；所述氢气接收室(1)与储氢系统连通；所述过滤器(10)设置在氢气接收室(1)前端；所述前端电子调压器(3)设置在过滤器(10)后端，前端电子调压器(3)的入口与所述氢气接收室(1)连通，前端电子调压器(3)的出口与拉瓦尔喷嘴(8)的入口连通；所述混合扩散室(6)由混合扩散室进气口、混合扩散室吸气口和混合扩散室出气口组成，拉瓦尔喷嘴(8)的出口与混合扩散室(6)的进气口连通，混合扩散室(6)的吸气口与燃料电池歧管总成(5)的出气口连通，所述混合扩散室(6)的出气口与氢气供给室(7)连通；所述氢气供给室(7)与燃料电池歧管总成(5)的进气口连通；所述安全阀(9)设置在氢气供给室(7)；所述消音室(2)设置在氢气接收室(1)；所述后端电子调压器(4)的入口与所述氢气接收室(1)连通，所述后端电子调压器(4)的出口与氢气供给室(7)连通。2.根据权利要求1所述的一种一体式燃料电池氢气系统，其特征在于：所述氢气接收室(1)、消音室(2)、前端电子调压器(3)、后端电子调压器(4)、燃料电池歧管总成(5)、混合扩散室(6)、氢气供给室(7)、拉瓦尔喷嘴(8)、安全阀(9)和过滤器(10)为一体式结构。3.根据权利要求1所述的一种一体式燃料电池氢气系统，其特征在于：所述消音室(2)内根据燃料电池系统工况设计挡板。4.根据权利要求1所述的一种一体式燃料电池氢气系统，其特征在于：所述氢气供给室(7)集成安全阀(9)。

技术总结
本实用新型公开了一种一体式燃料电池氢气系统，包括前端电子调压器、后端电子调压器、拉瓦尔喷嘴、混合扩散室、安全阀、过滤器、消音室、氢气接收室、氢气供给室，组合集成设计，提升氢子系统集成度，减少氢气系统密封泄露点、增加燃料电池系统装配效率。集成消音室，减弱气流噪声，提升用户体验，设置安全阀，确保入堆气体压力在电堆的合理工作范围内。该集成模块缩减了各部件连接所需的管路、管路固定支架及管路连接接头，提升燃料电池系统质量功率密度，实现系统安静、安全可靠运行。安全可靠运行。安全可靠运行。


技术研发人员：朱建 李仕栋 吴兵 何雍
受保护的技术使用者：上海鲲华新能源科技有限公司
技术研发日：2023.02.01
技术公布日：2023/7/23