[發(fā)明專利]車輛用的燃料電池裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310215029.7
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103515670A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 小林健二;松本史郎
• 申請（專利權(quán)）人: 鈴木株式會社
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/66;B60L11/18;B60R16/04
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權(quán)鮮枝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛用的燃料電池裝置，并且尤其涉及包括使用空氣作為反應氣體和冷卻劑的燃料電池堆的車輛用的燃料電池裝置。

背景技術(shù)

已有其上搭載有一組燃料電池堆作為電源的車輛，例如，電動車輛或者混合動力車輛。已經(jīng)知道用于搭載燃料電池堆的結(jié)構(gòu)，包括在后排乘客座椅下方的下蓋板和地板面板之間的空間中設置有燃料電池堆的結(jié)構(gòu)（參見日本特開2010-234992號公報）以及在發(fā)動機艙中設置有燃料電池堆的結(jié)構(gòu)（參見日本特開2012-25294號公報）。

每個燃料電池堆被構(gòu)造為一組一個或多個單元堆和構(gòu)成該組單元堆的外殼的堆殼體的組合。每個單元堆包括多層燃料電池和整體地裝有該燃料電池的燃料電池箱體。該燃料電池箱體具有：空氣引入孔，其用于將空氣引入到內(nèi)部空氣供應通道（有時稱為陰極端通道）；空氣導出孔，其用于將未使用的空氣從與該空氣供應通道連通的空氣排放通道導出；燃料氣體通道連接部件，其用于向內(nèi)部燃料氣體通道（有時稱為陽極端通道）提供為氫氣的燃料氣體；以及清掃氣體通道連接部件，其用于從與燃料氣體通道連通的清掃氣體通道排出包含氫氣的清掃后氣體（在此稱為清掃氣體）。

對于該燃料氣體，填充在高壓氫罐中的氣態(tài)氫在減壓閥處被減壓到期望的壓力，并且按照所需要的量提供給燃料氣體管線連接部件。空氣從車輛外部引入，通過熱交換器和加濕器調(diào)節(jié)到高效發(fā)電所需的溫度和濕度的組合，并且提供給空氣引入孔。燃料電池具有它們的燃料電極和空氣電極，這些電極通過在燃料電池箱體中形成的各個通道網(wǎng)絡連接到相關(guān)的孔或通道連接部件。

在每個燃料電池堆，堆殼體具有“連通孔區(qū)”（在此有時簡稱為“孔區(qū)”），該孔區(qū)在必要時與所述一個或多個單元堆的燃料電池箱體中形成的孔連通。

燃料電池中的發(fā)電反應在它們的燃料電極處產(chǎn)生副產(chǎn)品水，使得水蒸汽在傳導燃料氣體的通道中傳播。在受到偶然堵塞時，一些通道可能具有凝結(jié)的水汽或水珠或者水團簇。

在這方面，燃料電池裝置具有清掃燃料氣體通道、沖出水和蒸汽的清掃功能，以防止堵塞，并且燃料電池裝置適于與車輛行駛條件無關(guān)地進行這種清掃。當需要調(diào)節(jié)堆內(nèi)部壓力等的時候，即使在正常工作中，這種燃料電池裝置也適于進行清掃。當在燃料電池堆進行清掃時，得到的清掃氣體從設置在單元堆的燃料電池箱體處的清掃氣體通道連接部件導出并且匯合在一起，以從設置在燃料電池堆的堆殼體處的清掃氣體管線連接部件排出到相關(guān)的清掃氣體管線。

這種清掃氣體包含燃料氣體（氫氣），并且被稀釋以排放到大氣中。在這方面，包含燃料氣體（氫氣）的清掃氣體是可燃的，并且如果氫濃度超過4%體積百分比，則具有燃燒的趨勢。此外，如果氫濃度超過18%體積百分比，則包含燃料氣體（氫氣）的清掃氣體具有瞬間燃燒的趨勢。因此，排放到大氣的包含燃料氣體（氫氣）的清掃氣體應當具有不超過4%體積百分比的氫濃度。

發(fā)明內(nèi)容

在日本特開2010-234992號公報中公開的燃料電池堆搭載結(jié)構(gòu)中，從燃料電池堆排放的燃料氣體（氫氣）趨向于滯留在地板面板下方的區(qū)域中，此處的自然通風空氣流（有時簡稱為空氣流）的流動趨勢下降。因此該搭載結(jié)構(gòu)使人擔心在地板面板下方的燃料氣體滯留會通過潛在的泄露進入乘客艙。

在日本特開2012-25294號公報中公開的燃料電池堆搭載結(jié)構(gòu)中，從燃料電池堆排放的燃料氣體（氫氣）可能沿著某些通風路徑流動，這使人擔心其潛在地滯留在發(fā)動機艙中。

本發(fā)明是鑒于這些問題而設計的。因此，本發(fā)明的目的是提供一種車輛用的燃料電池裝置，其允許從燃料電池堆排放的燃料氣體（氫氣）更完整地受到可靠的稀釋。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種車輛用的燃料電池裝置，所述燃料電池裝置包括燃料電池堆，所述燃料電池堆設置在位于車輛前部并且利用前圍板與乘客艙分開的發(fā)動機艙中，并且適于通過空氣引入孔區(qū)引入空氣以用作反應氣體和冷卻劑，并且通過與空氣排出管的內(nèi)部空間連通的空氣排出孔區(qū)排出空氣。所述車輛用的燃料電池裝置包括上蓋板構(gòu)件和稀釋器。所述上蓋板構(gòu)件包括：管狀外圍壁，其設置在所述前圍板上方，上部沿著前擋風玻璃的下沿延伸；以及一組連通孔，其穿過所述管狀外圍壁的所述上部而形成，用于大氣和所述管狀外圍壁的內(nèi)部空間之間的空氣連通。所述稀釋器包括：與所述空氣排出管的所述內(nèi)部空間連通的空氣入口孔區(qū)；與所述管狀外圍壁的所述內(nèi)部空間連通的空氣出口孔區(qū)；以及稀釋腔體，其用于引入從所述燃料電池堆排出的燃料氣體，用通過所述空氣入口孔區(qū)引入的空氣稀釋引入的燃料氣體，并且通過所述空氣出口孔區(qū)排出稀釋后的燃料氣體。