[發明專利]用于燃料電池車輛的一體成形的塑料排氣系統

有效

• 申請號: 201210521854.5
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103165926B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: J.舒爾策
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B60K1/04
• 分類號: B60K1/04;B60K13/04;B60K13/06;B60K15/07;H01M8/2465
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 吳超

技術領域

本發明總體涉及用于燃料電池車輛的成形塑料排氣系統，并且尤其涉及包括整體模制的、用于支撐例如制動管線與燃料供給管線的各種車輛管線的捆夾的燃料電池車輛的成形塑料排氣系統。

背景技術

氫是非常引人關注的燃料，因為其清潔，并且可以用于在燃料電池中高效地產生電力。汽車工業花費了大量的人力物力來將氫燃料電池系統發展作為車輛動力源。這種車輛可以更加高效，并且產生比當今使用內燃發動機的車輛更少的排放。預期燃料電池車輛在汽車市場中受歡迎程度在不久的將來快速增長。

質子交換膜燃料電池（PEMFC）為流行的車用燃料電池。PEMFC通常包括固體聚合物電解質質子傳導膜，例如全氟磺酸膜。陽極與陰極典型地，但并未總是包括精細劃分的催化劑顆粒，通常為例如鉑（Pt）的高活性催化劑，其通常支撐于碳顆粒上，并且與離子交聯聚合物混合。催化劑混合物沉積于膜的相反側上。陽極催化劑混合物、陰極催化劑混合物以及膜的組合限定出膜電極組件（MEA）。MEA加工相對較貴，并且需要用于有效操作的特定條件。

通常將若干燃料電池組合在燃料電池堆中，以產生所需的電力。例如，用于車輛的典型的燃料電池堆可以具有兩百或更多堆疊的燃料電池。燃料電池堆接收陰極輸入氣體，通常為通過壓縮機強迫穿過電池堆的空氣流。并不是所有的氧都被電池堆消耗，并且一些空氣作為陰極排氣輸出，其可以包括作為電池堆副產物的水。燃料電池堆還接收流入電池堆陽極側的陽極氫輸入氣體。在一種已知的燃料電池系統類型中，將氫氣燃料通過一個或多個噴射器噴射入燃料電池堆的陽極側中。噴射器基于控制噴射器的開啟與關閉的脈寬調制（PWM）控制信號控制用于特定電池堆電流密度的噴射燃料的數量。

通常，將燃料電池系統的氫氣存儲在包括一個或多個車輛上互相連接的壓力容器的高壓存儲箱系統中，以為燃料電池堆提供必需的氫氣。容器中的壓力可以是700 巴或更大。在一個已知的設計中，壓力容器包括提供對氫氣的氣密密封的內塑料襯，以及提供容器的結構完整的外部碳纖維復合層。

不像內燃發動機的排氣，來自車輛上的燃料電池堆的排氣為溫暖的，但并不熱，并且因此燃料電池車輛的排氣系統并不需要由金屬元件構造。因此，本領域提出使用塑料元件配置燃料電池車輛的排氣系統，以降低車輛的重量，減少車輛成本等。進一步，因為燃料電池堆的排氣是溫暖的，因此排氣管可以緊鄰地安裝到車輛底盤的底部，而不用擔心損害車輛零部件或加熱車輛的乘客艙，這與需要排氣管線與車輛底部之間空間的內燃發動機相反。在2011年8月27日申請的，題為燃料電池車輛底部一體排氣通道，序列號為13/214,777的美國專利申請中公開了燃料電池車輛的代表性塑料排氣系統，其轉讓給了本申請的受讓人，并且作為參考合并在此。

發明內容

根據本發明的教導，公開了一種燃料電池車輛的成形的塑料排氣系統。在一個實施例中，排氣系統包括整體模制的支撐車輛制動管線和/或燃料供給管線的捆夾。排氣流動部分可以形成于用于特定車輛設計的任意合適的形狀，包括平坦的矩形，其給排氣系統賦予低型面?？梢匝嘏艢饬鲃硬糠峙紶柼峁┮惑w的捆夾，或者一體的捆夾可以延伸排氣流動部分的整個長度。

本發明還提供了如下方案：

方案1. 一種用于車輛的排氣系統，所述車輛包括產生排氣的動力源，所述系統包括限定了通道的排氣流動部分，來自所述動力源的所述排氣行進穿過所述通道，所述排氣系統為成形的單件塑料系統。

方案2. 根據方案1所述的排氣系統，其特征在于，所述動力源為燃料電池堆，并且所述排氣包括水蒸汽、空氣與氫氣。

方案3. 根據方案1所述的排氣系統，進一步包括安裝至所述排氣流動部分一側的至少一個捆夾，所述捆夾包括至少一個可操作以接受車輛管線的通道，其中，所述排氣部分與所述捆夾作為所述單件塑料系統一部分而彼此一體形成。

方案4. 根據方案3所述的排氣系統，其特征在于，所述至少一個捆夾為沿所述排氣部分的一側的長度間隔開的多個捆夾。

方案5. 根據方案3所述的排氣系統，其特征在于，所述至少一個捆夾為細長的捆夾，其沿所述排氣部分的一側的大部分長度或整個長度延伸。

方案6. 根據方案3所述的排氣系統，其特征在于，所述至少一個通道為多個通道，其中，所述通道的第一個接受燃料供給管線，并且所述通道的第二與第三個接受車輛制動管線。

方案7. 根據方案3所述的排氣系統，進一步包括至少一個孔，其穿過所述至少一個捆夾延伸，并且可操作地接受用于將所述排氣系統安裝至所述車輛下側的螺栓或螺釘。