[實(shí)用新型]一種空壓機(jī)的進(jìn)氣管路及燃料電池系統(tǒng)、車輛

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202120293956.0
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN214464770U
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周百慧;方川;張國強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 北京億華通科技股份有限公司
• 主分類號: F04B39/00
• 分類號: F04B39/00;F04B39/12;H01M8/04082;H01M8/04111
• 代理公司: 北京一品慧誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11762
• 代理人: 段玉華

本實(shí)用新型涉及燃料電池系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種空壓機(jī)的進(jìn)氣管路及燃料電池系統(tǒng)、車輛，本實(shí)用新型提供實(shí)施例通過將空壓機(jī)進(jìn)氣口與常溫大氣管路及低溫氣體管路的混合氣體連通，設(shè)置低溫氣體管路為常溫大氣管路的低位管路，利用低位進(jìn)氣管的設(shè)計重力使能，簡單有效的解決了環(huán)境空氣和冷卻空氣在空壓機(jī)入口的壓力平衡，通過常溫大氣管路及低溫氣體管路的長度、直徑調(diào)節(jié)空壓機(jī)進(jìn)氣口混合氣體溫度、壓力，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)節(jié)空壓機(jī)入口溫度，克服由于冷卻氣體的氣壓較低，導(dǎo)致的流入的冷卻氣體增多，空壓機(jī)入口溫度過低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及燃料電池系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種空壓機(jī)的進(jìn)氣管路及燃料電池系統(tǒng)、車輛。

背景技術(shù)

化石能源消耗帶來了能源枯竭和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，因此可再生能源的大規(guī)模開發(fā)和利用勢在必行。氫氣作為一種有效的儲能方式，在可再生能源發(fā)電高峰期將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲存在氫氣當(dāng)中，在用電高峰期將氫氣攜帶的能量通過燃料電池重新轉(zhuǎn)換為電能以供使用。氫燃料電池汽車具有零排放、無污染、高效的特點(diǎn)，是一種十分具有潛力的新能源汽車。

當(dāng)氫燃料電池發(fā)動機(jī)匹配液氫或者高壓氫氣系統(tǒng)時，液氫或高壓氫氣在進(jìn)入燃料電池電堆之前首先需要進(jìn)行減壓、汽化或升溫到50℃左右，此過程需要吸收大量的熱。燃料電池電堆在工作過程中會產(chǎn)生大量的余熱，通常采用冷卻液對電堆進(jìn)行散熱，以使電堆內(nèi)部溫度始終處于高效的工作溫度范圍內(nèi)。

現(xiàn)有的系統(tǒng)液氫一般通過換熱器與電堆的冷卻液進(jìn)行換熱，從而實(shí)現(xiàn)氫氣的氣化和升溫；或者直接通過與空氣換熱，現(xiàn)有空壓機(jī)入口只有一個高位進(jìn)氣管，進(jìn)氣管上方安有空濾，沒有冷卻空氣，空壓機(jī)的入口溫度為環(huán)境溫度或者倉內(nèi)溫度；因此，現(xiàn)有技術(shù)中空壓機(jī)入口溫度受環(huán)境影響，導(dǎo)致空壓機(jī)的功耗和空壓機(jī)出口溫度無法降低，存在優(yōu)化的空間；且液氫氣化和升溫的冷卻能力沒有得到充分的利用。

為了充分利用液氫的冷卻能力，可以利用液氫升溫過程換熱的冷空氣對空壓機(jī)進(jìn)口氣體降溫，由于經(jīng)過經(jīng)過液氫換熱器后，空氣溫度約為-100℃，冷卻空氣相對常溫空氣密度較高流阻較小，導(dǎo)致冷卻空氣和常溫大氣混合處的壓力不平衡，使得空壓機(jī)入口流入更多的冷卻空氣，空壓機(jī)進(jìn)氣溫度越來越低，而最終無法正常工作。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷和技術(shù)弊端，本實(shí)用新型實(shí)施例提供克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種空壓機(jī)的進(jìn)氣管路及燃料電池系統(tǒng)、車輛，在實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)入口氣體溫度較低的同時，保證了冷卻氣流量和大氣流量匹配。

作為本實(shí)用新型實(shí)施例的一個方面，提供了一種空壓機(jī)的進(jìn)氣管路，所述進(jìn)氣管路包括常溫大氣管路及低溫氣體管路，所述常溫大氣管路的進(jìn)氣口與大氣相連通，所述低溫氣體管路的進(jìn)氣口與低溫氣體相連通，所述低溫氣體管路低位連接于所述常溫大氣管路，所述常溫大氣管路與所述低溫氣體管路通過混合氣體管路與空壓機(jī)進(jìn)氣口連通。

進(jìn)一步地，根據(jù)混合氣體管路內(nèi)的溫度和/或壓力確定所述常溫大氣管路與低溫氣體管路的長度和/或直徑。

進(jìn)一步地，所述常溫大氣管路與水平面平行設(shè)置，所述低溫氣體管路垂直設(shè)置在所述常溫大氣管路底側(cè)。

進(jìn)一步地，所述常溫大氣管路與混合氣體管路同軸設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述常溫大氣管路、低溫氣體管路及混合氣體管路內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器、流速傳感器和/或壓力傳感器，常溫大氣管路和/或低溫氣體管路設(shè)置有長度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述溫度傳感器、流速傳感器、壓力傳感器及長度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分別與控制系統(tǒng)電信號連接，所述控制系統(tǒng)根據(jù)獲得的溫度值、壓力值計算所述常溫大氣管路及低溫氣體管路的流量比及長度，所述長度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)根據(jù)所述控制系統(tǒng)的輸出信號調(diào)節(jié)所述常溫大氣管路和/或低溫氣體管路的長度。

進(jìn)一步地，所述常溫大氣管路及低溫氣體管路的直徑相同，所述常溫大氣管路長度與低溫氣體管路長度的比值設(shè)置為1:1.5-2。