燃料電池汽車動力系統(tǒng)及其多功能壓力控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種燃料電池汽車動力系統(tǒng)及其多功能壓力控制系統(tǒng)，多功能壓力控制系統(tǒng)包括噴氫系統(tǒng)、引射器；噴氫系統(tǒng)包括高壓壓力傳感器、不同頻率的電磁閥、流動腔體；引射器包括拉法爾結(jié)構(gòu)的噴嘴、拉法爾腔體、低壓壓力傳感器接入口、泄壓閥、氣體進(jìn)出口。所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入口與高壓壓力傳感器進(jìn)口相連；所述多功能壓力控制系統(tǒng)出口與電堆進(jìn)氣口相連。所述噴嘴的入口與噴氫電磁閥出口相連；所述噴嘴的入口處與電堆回氣口相連，進(jìn)入引射器。本發(fā)明提出的燃料電池汽車動力系統(tǒng)及其多功能壓力控制系統(tǒng)，可滿足燃料電池的壓力及流量需求，同時(shí)可加濕燃料電池動力系統(tǒng)的膜電極，減少氫氣排入大氣的含量，達(dá)到了安全、高效、合理的目的。
【專利說明】
燃料電池汽車動力系統(tǒng)及其多功能壓力控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于燃料電池汽車技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種燃料電池汽車動力系統(tǒng)，尤其設(shè)及 一種燃料電池汽車動力系統(tǒng)的多功能壓力控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)成為人們出 行的必備工具，隨著城市霧靈化的增加，新能源汽車已經(jīng)成為人們開發(fā)、使用的方向，而燃 料電池汽車更成為人們向往的目標(biāo)。
[0003] 燃料電池汽車基本不產(chǎn)生二氧化碳，作為新一代新能源汽車，系統(tǒng)的優(yōu)化及關(guān)鍵 零部件的設(shè)計(jì)與開發(fā)能夠讓燃料電池動力系統(tǒng)壽命更長久，尾排氨氣量更少，尾排氨氣量 可能危害人的生命健康，而多功能壓力控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠最大限度提高氨氣的利用率， 增加燃料電池的使用壽命。本發(fā)明的目的是為了燃料電池動力系統(tǒng)更好的增加氨氣的利用 率，盡可能的讓氨氣少的排放到大氣中，使電堆在最佳的壓力、濕度范圍內(nèi)安全、高效工作 的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種燃料電池汽車動力系統(tǒng)的多功能壓力控 制系統(tǒng)，可滿足燃料電池的壓力及流量需求，同時(shí)可加濕燃料電池動力系統(tǒng)的膜電極，減少 氨氣排入大氣的含量，達(dá)到了安全、高效、合理的目的。
[0005] 此外，本發(fā)明還提供一種燃料電池汽車動力系統(tǒng)，可滿足燃料電池的壓力及流量 需求，同時(shí)可加濕燃料電池動力系統(tǒng)的膜電極，減少氨氣排入大氣的含量，達(dá)到了安全、高 效、合理的目的。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] 一種燃料電池汽車動力系統(tǒng)的多功能壓力控制系統(tǒng)，包括噴氨系統(tǒng)、引射器;噴氨 系統(tǒng)包括高壓壓力傳感器、不同頻率的電磁閥、流動腔體；引射器包括拉法爾結(jié)構(gòu)的噴嘴、 拉法爾腔體、低壓壓力傳感器接入口、泄壓閥、氣體進(jìn)出口；
[000引所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入口與高壓壓力傳感器進(jìn)口相連;所述多功能壓力控 制系統(tǒng)出口與電堆進(jìn)氣口相連；
[0009] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的引射入口附近與電堆回氨系統(tǒng)相連;所述多功能壓力 控制系統(tǒng)的噴氨系統(tǒng)與引射器連接處采用流線型設(shè)計(jì)；
[0010] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的內(nèi)部采用精準(zhǔn)的模擬計(jì)算，保證系統(tǒng)漸縮漸擴(kuò)最優(yōu)的 設(shè)計(jì)，并經(jīng)過模擬計(jì)算；
[0011] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有一泄壓閥;所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入 口處裝有一定頻率開啟的電磁閥；所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有低壓壓力傳感 器；
[0012] 所述噴嘴的入口與噴氨電磁閥出口相連;所述噴嘴的入口處與電堆回氣口相連， 進(jìn)入引射器；
[0013] 所述噴嘴靠拉法爾管構(gòu)造的引射作用形成;所述噴嘴為漸縮漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)，保證最佳 的流速與擴(kuò)壓；
[0014] 所述拉法爾管腔依次包括第一噴嘴緩沖區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)、加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)；第 一噴嘴緩沖區(qū)的徑向截面大于第二噴嘴緩沖區(qū)的徑向截面，加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)呈錐形狀；
[0015] 在索科洛夫氣體動力學(xué)函數(shù)設(shè)計(jì)方法中，需要引射器入口端、出口端、引射端的氣 體參數(shù)W及入口的質(zhì)量流量來確定引射器的尺寸;其中：入口端壓力由不同壓力對應(yīng)不同 的引射性能；引射端壓力略低于出口端壓力；出口端壓力即電堆陽極入口端壓力，與電堆陰 極入口端壓力隨動；
[0016] 所述引射器的噴腔系統(tǒng)入口與噴嘴距離設(shè)定距離;所述噴腔的拉法爾腔體出口外 接壓力傳感器;所述噴腔的拉法爾腔體與電堆入口相連；
[0017] 所述拉法爾腔體包括第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第Ξ?dāng)U壓區(qū)、第四緩沖整合區(qū)、第 五緩沖區(qū)，第五緩沖區(qū)、第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第Ξ?dāng)U壓區(qū)、第四緩沖整合區(qū)依次連接；
[0018] 燃料電池氨氣在噴氨閥的加壓作用下進(jìn)入引射器內(nèi)，流經(jīng)噴嘴入口，在第一噴嘴 緩沖區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)的作用下進(jìn)行加速緩沖，在加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)的作用下經(jīng)過再次的 加速、緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔中；在噴嘴與噴腔的下部區(qū)域，形成一定的負(fù)壓， 燃料電池電堆的回氨氣體在負(fù)壓的作用下，由噴腔與汽水分離器相連入口處進(jìn)入，混合后 的加濕氨氣在噴腔內(nèi)一同加速，在第五緩沖區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入第一加速區(qū)內(nèi)加速，再次 在第二緩沖區(qū)內(nèi)緩沖，進(jìn)入第Ξ?dāng)U壓區(qū)，在第四緩沖整合區(qū)內(nèi)進(jìn)行整合，最后在測壓區(qū)域內(nèi) 測試壓力，由噴腔氣體排出口把加濕混合的氨氣，在一定壓力上噴入電堆內(nèi)部；
[0019] 燃料電池動力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，氨氣在噴氨閥的作用下進(jìn)行加速，在引射器的 作用下進(jìn)行整流、整壓，同時(shí)利用負(fù)壓把尾排中的氨氣和水汽的混合氣體引射到引射器內(nèi) 部，時(shí)時(shí)檢測高低壓壓力傳感器，在壓力過高時(shí)，通過泄壓閥進(jìn)行泄壓；
[0020] 所述燃料電池氨氣經(jīng)過減壓閥的作用后，在多功能壓力控制系統(tǒng)的作用下進(jìn)入電 堆前達(dá)到合適的壓力、流量及濕度，保證電堆能夠正常的、長壽命的運(yùn)轉(zhuǎn);具體包括:在多功 能壓力控制系統(tǒng)的內(nèi)部A，高壓壓力傳感器檢測到高壓，先經(jīng)過不同頻率的噴氨電磁閥d的 加壓作用進(jìn)行加速，保證流速在一定的區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行，在優(yōu)化通道噴氨與引射優(yōu)化連接處e 內(nèi)部進(jìn)行順流加速，流經(jīng)噴嘴入口，在噴嘴緩沖區(qū)域B的作用下進(jìn)行加速緩沖，在拉法爾管 的作用下經(jīng)過再次的加速、緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔中，在噴嘴與噴腔的下部區(qū) 域，會形成一定的負(fù)壓，燃料電池電堆的回氨氣體在負(fù)壓的作用下，由噴腔與汽水分離器相 連入口 g處進(jìn)入，混合后的加濕氨氣在噴腔A內(nèi)一同加速，在緩沖區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入加速 區(qū)域內(nèi)加速，再次在緩沖區(qū)域內(nèi)緩沖，進(jìn)入擴(kuò)壓區(qū)域，在緩沖整合區(qū)域內(nèi)進(jìn)行整合，最后在 低壓測壓區(qū)域b內(nèi)測試壓力，達(dá)到進(jìn)入電堆的合適壓力，由噴腔排出口 i把加濕混合的氨氣， 在一定壓力、流量及濕度的作用下噴入電堆內(nèi)部；
[0021] 在燃料電池動力系統(tǒng)在多功能壓力控制系統(tǒng)的作用下，經(jīng)過引射器的引射、緩沖、 緩壓等一系列的作用后，保證了進(jìn)入電堆的氨氣在一定的濕度、一定的壓力機(jī)流量的前提 下進(jìn)入電堆，同時(shí)把電堆尾排的氨氣引射到引射器內(nèi)，保證了氨氣的使用率，有利于燃料電 池動力系統(tǒng)內(nèi)部氨氣完全反應(yīng)，產(chǎn)生更多的電能。
[0022] 一種燃料電池汽車動力系統(tǒng)的多功能壓力控制系統(tǒng)，包括噴氨系統(tǒng)、引射器;噴氨 系統(tǒng)包括高壓壓力傳感器、不同頻率的電磁閥、流動腔體；引射器包括拉法爾結(jié)構(gòu)的噴嘴、 拉法爾腔體、低壓壓力傳感器接入口、泄壓閥、氣體進(jìn)出口；
[0023] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入口與高壓壓力傳感器進(jìn)口相連;所述多功能壓力控 制系統(tǒng)出口與電堆進(jìn)氣口相連；
[0024] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的引射入口附近與電堆回氨系統(tǒng)相連；
[0025] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有一泄壓閥;所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入 口處裝有一定頻率開啟的電磁閥；所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有低壓壓力傳感 器；
[0026] 所述噴嘴的入口與噴氨電磁閥出口相連;所述噴嘴的入口處與電堆回氣口相連， 進(jìn)入引射器。
[0027] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述多功能壓力控制系統(tǒng)的噴氨系統(tǒng)與引射器連接 處采用流線型設(shè)計(jì)；
[0028] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的內(nèi)部采用精準(zhǔn)的模擬計(jì)算，保證系統(tǒng)漸縮漸擴(kuò)最優(yōu)的 設(shè)計(jì)，并經(jīng)過模擬計(jì)算。
[0029] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述噴嘴靠拉法爾管構(gòu)造的引射作用形成;所述噴 嘴為漸縮漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)，保證最佳的流速與擴(kuò)壓；
[0030] 所述拉法爾管腔依次包括第一噴嘴緩沖區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)、加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)；第 一噴嘴緩沖區(qū)的徑向截面大于第二噴嘴緩沖區(qū)的徑向截面，加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)呈錐形狀；
[0031] 在索科洛夫氣體動力學(xué)函數(shù)設(shè)計(jì)方法中，需要引射器入口端、出口端、引射端的氣 體參數(shù)W及入口的質(zhì)量流量來確定引射器的尺寸;其中：入口端壓力由不同壓力對應(yīng)不同 的引射性能；引射端壓力略低于出口端壓力；出口端壓力即電堆陽極入口端壓力，與電堆陰 極入口端壓力隨動；
[0032] 所述引射器的噴腔系統(tǒng)入口與噴嘴距離設(shè)定距離;所述噴腔的拉法爾腔體出口外 接壓力傳感器;所述噴腔的拉法爾腔體與電堆入口相連。
[0033] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述拉法爾腔體包括第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第Ξ 擴(kuò)壓區(qū)、第四緩沖整合區(qū)、第五緩沖區(qū)，第五緩沖區(qū)、第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第Ξ?dāng)U壓區(qū)、 第四緩沖整合區(qū)依次連接；
[0034] 燃料電池氨氣在噴氨閥的加壓作用下進(jìn)入引射器內(nèi)，流經(jīng)噴嘴入口，在第一噴嘴 緩沖區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)的作用下進(jìn)行加速緩沖，在加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)的作用下經(jīng)過再次的 加速、緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔中；在噴嘴與噴腔的下部區(qū)域，形成一定的負(fù)壓， 燃料電池電堆的回氨氣體在負(fù)壓的作用下，由噴腔與汽水分離器相連入口處進(jìn)入，混合后 的加濕氨氣在噴腔內(nèi)一同加速，在第五緩沖區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入第一加速區(qū)內(nèi)加速，再次 在第二緩沖區(qū)內(nèi)緩沖，進(jìn)入第Ξ?dāng)U壓區(qū)，在第四緩沖整合區(qū)內(nèi)進(jìn)行整合，最后在測壓區(qū)域內(nèi) 測試壓力，由噴腔氣體排出口把加濕混合的氨氣，在一定壓力上噴入電堆內(nèi)部；
[0035] 燃料電池動力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，氨氣在噴氨閥的作用下進(jìn)行加速，在引射器的 作用下進(jìn)行整流、整壓，同時(shí)利用負(fù)壓把尾排中的氨氣和水汽的混合氣體引射到引射器內(nèi) 部，時(shí)時(shí)檢測高低壓壓力傳感器，在壓力過高時(shí)，通過泄壓閥進(jìn)行泄壓。
[0036] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述燃料電池氨氣經(jīng)過減壓閥的作用后，在多功能 壓力控制系統(tǒng)的作用下進(jìn)入電堆前達(dá)到合適的壓力、流量及濕度，保證電堆能夠正常的、長 壽命的運(yùn)轉(zhuǎn);具體包括:在多功能壓力控制系統(tǒng)的內(nèi)部A,檢測到高壓壓力傳感器，先經(jīng)過不 同頻率的噴氨電磁閥d的加壓作用進(jìn)行加速，保證流速在一定的區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行，在優(yōu)化通道 噴氨與引射優(yōu)化連接處e內(nèi)部進(jìn)行順流加速，流經(jīng)噴嘴入口，在噴嘴緩沖區(qū)域B的作用下進(jìn) 行加速緩沖，在拉法爾管的作用下經(jīng)過再次的加速、緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔 中，在噴嘴與噴腔的下部區(qū)域，會形成一定的負(fù)壓，燃料電池電堆的回氨氣體在負(fù)壓的作用 下，由噴腔與汽水分離器相連入口g處進(jìn)入，混合后的加濕氨氣在噴腔內(nèi)一同加速，在緩沖 區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入加速區(qū)域內(nèi)加速，再次在緩沖區(qū)域內(nèi)緩沖，進(jìn)入擴(kuò)壓區(qū)域，在緩沖整 合區(qū)域內(nèi)進(jìn)行整合，最后在低壓測壓區(qū)域b內(nèi)測試壓力，達(dá)到進(jìn)入電堆的合適壓力，由噴腔 排出口 i把加濕混合的氨氣，在一定壓力、流量及濕度的作用下噴入電堆內(nèi)部；
[0037] 在燃料電池動力系統(tǒng)在多功能壓力控制系統(tǒng)的作用下，經(jīng)過引射器的引射、緩沖、 緩壓等一系列的作用后，保證了進(jìn)入電堆的氨氣在一定的濕度、一定的壓力機(jī)流量的前提 下進(jìn)入電堆，同時(shí)把電堆尾排的氨氣引射到引射器內(nèi)，保證了氨氣的使用率，有利于燃料電 池動力系統(tǒng)內(nèi)部氨氣完全反應(yīng)，產(chǎn)生更多的電能。
[0038] 一種燃料電池汽車動力系統(tǒng)，包括：電動機(jī)、燃料電池、多功能壓力控制系統(tǒng)、尾氣 處理裝置，電動機(jī)分別連接燃料電池、尾氣處理裝置；
[0039] 所述尾氣處理裝置包括:氨氣管道、氨氣水分離器、空氣管道、水封板、尾氣混合排 氣管、筒體；
[0040] 所述氨氣管道的一端為氨氣進(jìn)氣口，氨氣進(jìn)氣口設(shè)置于筒體外；另一端設(shè)有氨氣 排氣口，氨氣排氣口設(shè)置于筒體內(nèi)，氨氣排氣口朝向第一方向；氨氣管道中設(shè)置氨氣水分離 器；
[0041 ]所述空氣管道的一端為空氣進(jìn)氣口，空氣進(jìn)氣口設(shè)置于筒體外；另一端設(shè)有空氣 排氣口，空氣排氣口設(shè)置于筒體內(nèi)，空氣排氣口朝向第二方向；第二方向與第一方向朝向相 反，且均排向筒體內(nèi)壁;空氣排氣口設(shè)有水封裝置，防止停機(jī)后空氣端倒吸；
[0042] 所述氨氣管道、空氣管道設(shè)置于筒體的第一端，尾氣混合排氣管設(shè)置于筒體的第 -*玉山 ^ 乂而；
[0043] 所述尾氣混合排氣管的第一端為混合氣體進(jìn)氣口，混合氣體進(jìn)氣口設(shè)置于筒體 內(nèi)；混合氣體進(jìn)氣口距離筒體第二端設(shè)定距離;尾氣混合排氣管的第二端設(shè)有混合氣體排 氣口，混合氣體排氣口設(shè)置于筒體外；
[0044] 所述混合后的排氣端在充分混合后排入大氣中；利用氣體自身的密度特性，箱體 內(nèi)還設(shè)有若干導(dǎo)流板；
[0045] 定期的氨氣排氣在水分離器下把水分離開來，氨氣排入筒體中；連續(xù)的空氣排氣 排入筒體中，與少量的氨氣充分混合后排出大氣中；水封板接在空氣排氣尾端，防止燃料電 池汽車停機(jī)時(shí)空氣與氨氣的倒吸；
[0046] 所述氨氣水分離器包括:汽水混合排氣口、汽水分離室、液態(tài)水排出口、水汽排出 口、第二筒體、堵頭；
[0047] 所述汽水混合排氣口與燃料電池動力系統(tǒng)的排氣口相連；
[0048] 所述汽水分離室經(jīng)過檢核計(jì)算，達(dá)到最優(yōu)的混合設(shè)計(jì);根據(jù)伯努利方程，
計(jì)算而得出；其中ΔΡ為氨氣與空氣混合壓差，Pi為空氣 進(jìn)入尾氣處理裝置的壓力，P2為氨氣進(jìn)入尾氣處理裝置的壓力，化為空氣的密度，化為空氣 的密度，VI為空氣進(jìn)入尾氣處理裝置的流速，V2為空氣進(jìn)入尾氣處理裝置的流速；
[0049] 所述液態(tài)水排出口低于汽水分離室設(shè)計(jì)，保證足夠的液態(tài)水流出；
[0050] 所述水汽排出口在分離液態(tài)水后，讓水汽再次進(jìn)入引射器中循環(huán)利用；
[0051] 所述燃料電池動力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，定期的氨氣排放帶走燃料電池內(nèi)部的液態(tài) 水，在汽水分離器的作用下，把液態(tài)的水分離出去，排到大氣中，其余水汽通過引射器的原 理再次進(jìn)入燃料電池內(nèi)部參與循環(huán)反應(yīng)，防止氨氣過多的排入大氣，同時(shí)減少整個(gè)燃料電 池動力系統(tǒng)加濕器的成本；
[0052] 所述氨氣管道內(nèi)設(shè)有第一流量傳感器、第一濃度傳感器，氨氣管道靠近氨氣進(jìn)氣 口設(shè)有第一閥口、第一閥口控制機(jī)構(gòu)；
[0053] 所述空氣管道設(shè)有第二流量傳感器，空氣管道靠近空氣進(jìn)氣口設(shè)有第二閥口、第 二閥口控制機(jī)構(gòu)；
[0054] 所述第一流量傳感器、第一濃度傳感器、第二流量傳感器將感應(yīng)的數(shù)據(jù)反饋至一 主處理器，主處理器根據(jù)感應(yīng)數(shù)據(jù)分別通過第一閥口控制機(jī)構(gòu)、第二閥口控制機(jī)構(gòu)控制第 一閥口、第二閥口的開度；
[0055] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)包括噴氨系統(tǒng)、引射器;噴氨系統(tǒng)包括高壓壓力傳感器、 不同頻率的電磁閥、流動腔體；引射器包括拉法爾結(jié)構(gòu)的噴嘴、拉法爾腔體、低壓壓力傳感 器接入口、泄壓閥、氣體進(jìn)出口；
[0056] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入口與高壓壓力傳感器進(jìn)口相連;所述多功能壓力控 制系統(tǒng)出口與電堆進(jìn)氣口相連；
[0057] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的引射入口附近與電堆回氨系統(tǒng)相連;所述多功能壓力 控制系統(tǒng)的噴氨系統(tǒng)與引射器連接處采用流線型設(shè)計(jì)；
[0058] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的內(nèi)部采用精準(zhǔn)的模擬計(jì)算，保證系統(tǒng)漸縮漸擴(kuò)最優(yōu)的 設(shè)計(jì)，并經(jīng)過模擬計(jì)算；
[0059] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有一泄壓閥;所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入口 處裝有一定頻率開啟的電磁閥;所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有低壓壓力傳感器；
[0060] 所述噴嘴的入口與噴氨電磁閥出口相連;所述噴嘴的入口處與電堆回氣口相連， 進(jìn)入引射器；
[0061] 所述噴嘴靠拉法爾管構(gòu)造的引射作用形成;所述噴嘴為漸縮漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)，保證最佳 的流速與擴(kuò)壓；
[0062] 所述拉法爾管腔依次包括第一噴嘴緩沖區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)、加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)；第 一噴嘴緩沖區(qū)的徑向截面大于第二噴嘴緩沖區(qū)的徑向截面，加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)呈錐形狀；
[0063] 在索科洛夫氣體動力學(xué)函數(shù)設(shè)計(jì)方法中，需要引射器入口端、出口端、引射端的氣 體參數(shù)W及入口的質(zhì)量流量來確定引射器的尺寸;其中：入口端壓力由不同壓力對應(yīng)不同 的引射性能；引射端壓力略低于出口端壓力；出口端壓力即電堆陽極入口端壓力，與電堆陰 極入口端壓力隨動；
[0064] 所述引射器的噴腔入口與噴嘴距離設(shè)定距離;所述噴腔的拉法爾腔體出口外接壓 力傳感器;所述噴腔的拉法爾腔體與電堆入口相連；
[0065] 所述拉法爾腔體包括第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第Ξ?dāng)U壓區(qū)、第四緩沖整合區(qū)、第 五緩沖區(qū)，第五緩沖區(qū)、第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第Ξ?dāng)U壓區(qū)、第四緩沖整合區(qū)依次連接；
[0066] 燃料電池氨氣在噴氨閥的加壓作用下進(jìn)入引射器內(nèi)，流經(jīng)噴嘴入口，在第一噴嘴 緩沖區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)的作用下進(jìn)行加速緩沖，在加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)的作用下經(jīng)過再次的 加速、緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔中；在噴嘴與噴腔的下部區(qū)域，形成一定的負(fù)壓， 燃料電池電堆的回氨氣體在負(fù)壓的作用下，由噴腔與汽水分離器相連入口處進(jìn)入，混合后 的加濕氨氣在噴腔內(nèi)一同加速，在第五緩沖區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入第一加速區(qū)內(nèi)加速，再次 在第二緩沖區(qū)內(nèi)緩沖，進(jìn)入第Ξ?dāng)U壓區(qū)，在第四緩沖整合區(qū)內(nèi)進(jìn)行整合，最后在測壓區(qū)域內(nèi) 測試壓力，由噴腔氣體排出口把加濕混合的氨氣，在一定壓力上噴入電堆內(nèi)部；
[0067] 燃料電池動力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，氨氣在噴氨閥的作用下進(jìn)行加速，在引射器的 作用下進(jìn)行整流、整壓，同時(shí)利用負(fù)壓把尾排中的氨氣和水汽的混合氣體引射到引射器內(nèi) 部，時(shí)時(shí)檢測高低壓壓力傳感器，在壓力過高時(shí)，通過泄壓閥進(jìn)行泄壓；
[0068] 所述燃料電池氨氣經(jīng)過減壓閥的作用后，在多功能壓力控制系統(tǒng)的作用下進(jìn)入電 堆前達(dá)到合適的壓力、流量及濕度，保證電堆能夠正常的、長壽命的運(yùn)轉(zhuǎn);具體包括:在多功 能壓力控制系統(tǒng)的內(nèi)部Α，高壓壓力傳感器檢測到高壓，先經(jīng)過不同頻率的噴氨電磁閥d的 加壓作用進(jìn)行加速，保證流速在一定的區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行，在優(yōu)化通道噴氨與引射優(yōu)化連接處e 內(nèi)部進(jìn)行順流加速，流經(jīng)噴嘴入口，在噴嘴緩沖區(qū)域B的作用下進(jìn)行加速緩沖，在拉法爾管 的作用下經(jīng)過再次的加速、緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔中，在噴嘴與噴腔的下部區(qū) 域，會形成一定的負(fù)壓，燃料電池電堆的回氨氣體在負(fù)壓的作用下，由噴腔與汽水分離器相 連入口 g處進(jìn)入，混合后的加濕氨氣在噴腔內(nèi)一同加速，在緩沖區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入加速 區(qū)域內(nèi)加速，再次在緩沖區(qū)域內(nèi)緩沖，進(jìn)入擴(kuò)壓區(qū)域，在緩沖整合區(qū)域內(nèi)進(jìn)行整合，最后在 低壓測壓區(qū)域b內(nèi)測試壓力，達(dá)到進(jìn)入電堆的合適壓力，由噴腔排出口 i把加濕混合的氨氣， 在一定壓力、流量及濕度的作用下噴入電堆內(nèi)部；
[0069] 在燃料電池動力系統(tǒng)在多功能壓力控制系統(tǒng)的作用下，經(jīng)過引射器的引射、緩沖、 緩壓等一系列的作用后，保證了進(jìn)入電堆的氨氣在一定的濕度、一定的壓力機(jī)流量的前提 下進(jìn)入電堆，同時(shí)把電堆尾排的氨氣引射到引射器內(nèi)，保證了氨氣的使用率，有利于燃料電 池動力系統(tǒng)內(nèi)部氨氣完全反應(yīng)，產(chǎn)生更多的電能。
[0070] 本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提出的燃料電池汽車動力系統(tǒng)及其多功能壓力控 制系統(tǒng)，可滿足燃料電池的壓力及流量需求，同時(shí)可加濕燃料電池動力系統(tǒng)的膜電極，減少 氨氣排入大氣的含量，達(dá)到了安全、高效、合理的目的。
[0071] 本發(fā)明利用了氣體負(fù)壓、拉法兒技術(shù)的原理特性，在一定壓力下改變流速，增強(qiáng)了 汽水混合物自吸功能，保證了膜電極的濕潤功能；同時(shí)噴氨電磁閥的頻發(fā)動作，增強(qiáng)了電堆 合適的壓力與流量需求;滿足了電堆需要的壓力、流量與濕度的要求。
【附圖說明】
[0072] 圖1為本發(fā)明多功能壓力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0073] 圖2為本發(fā)明多功能壓力控制系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0074] A、多功能壓力控制箱體系統(tǒng) B、噴嘴緩沖區(qū)
[0075] a、減壓閥入口 b、低壓壓力傳感器接入口
[0076] C、高壓壓力傳感器 d、電磁閥
[0077] e、噴氨引射優(yōu)化連接處 f、噴嘴放置口
[007引 g、引射口 h、泄壓閥
[0079] i、電堆進(jìn)氣口 1、流動腔體
[0080] 2、噴嘴 3、拉法而腔體
[0081 ] 4、氣體進(jìn)出口
【具體實(shí)施方式】
[0082 ]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0083] 實(shí)施例一
[0084] 請參閱圖1、圖2,本發(fā)明掲示了一種燃料電池汽車動力系統(tǒng)的多功能壓力控制系 統(tǒng)，包括噴氨系統(tǒng)、引射器;噴氨系統(tǒng)包括高壓壓力傳感器C、不同頻率的電磁閥d、流動腔體 1;引射器包括拉法爾結(jié)構(gòu)的噴嘴2、拉法爾腔體3、低壓壓力傳感器接入口b、泄壓閥h、氣體 進(jìn)出口 4。
[0085] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入口與高壓壓力傳感器進(jìn)口相連;所述多功能壓力控 制系統(tǒng)出口與電堆進(jìn)氣口 i相連；
[0086] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的引射口附近與電堆回氨系統(tǒng)相連;所述多功能壓力控 制系統(tǒng)的噴氨系統(tǒng)與引射器連接處采用流線型設(shè)計(jì)；
[0087] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的內(nèi)部采用精準(zhǔn)的模擬計(jì)算，保證系統(tǒng)漸縮漸擴(kuò)最優(yōu)的 設(shè)計(jì)，并經(jīng)過模擬計(jì)算；
[0088] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有一泄壓閥h;所述多功能壓力控制系統(tǒng)的 入口處裝有一定頻率開啟的電磁閥d;所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有低壓壓力傳 感器；
[0089] 所述噴嘴的入口與噴氨電磁閥出口相連;所述噴嘴的入口處與電堆回氣口相連， 進(jìn)入引射器；
[0090] 所述噴嘴靠拉法爾管構(gòu)造的引射作用形成;所述噴嘴為漸縮漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)，保證最佳 的流速與擴(kuò)壓；
[0091] 所述拉法爾管腔依次包括第一噴嘴緩沖區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)、加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)；第 一噴嘴緩沖區(qū)的徑向截面大于第二噴嘴緩沖區(qū)的徑向截面，加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)呈錐形狀；
[0092] 在索科洛夫氣體動力學(xué)函數(shù)設(shè)計(jì)方法中，需要引射器入口端、出口端、引射端的氣 體參數(shù)W及入口的質(zhì)量流量來確定引射器的尺寸;其中：入口端壓力由不同壓力對應(yīng)不同 的引射性能；引射端壓力略低于出口端壓力；出口端壓力即電堆陽極入口端壓力，與電堆陰 極入口端壓力隨動；
[0093] 所述引射器的噴腔系統(tǒng)入口與噴嘴距離設(shè)定距離;所述噴腔的拉法爾腔體出口外 接壓力傳感器;所述噴腔的拉法爾腔體與電堆入口相連；
[0094] 所述拉法爾腔體包括第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第Ξ?dāng)U壓區(qū)、第四緩沖整合區(qū)、第 五緩沖區(qū)，第五緩沖區(qū)、第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第Ξ?dāng)U壓區(qū)、第四緩沖整合區(qū)依次連接； [00M]燃料電池氨氣在噴氨閥的加壓作用下進(jìn)入引射器內(nèi)，流經(jīng)噴嘴入口，在第一噴嘴 緩沖區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)的作用下進(jìn)行加速緩沖，在加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)的作用下經(jīng)過再次的 加速、緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔中；在噴嘴與噴腔的下部區(qū)域，形成一定的負(fù)壓， 燃料電池電堆的回氨氣體在負(fù)壓的作用下，由噴腔與汽水分離器相連入口處進(jìn)入，混合后 的加濕氨氣在噴腔內(nèi)一同加速，在第五緩沖區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入第一加速區(qū)內(nèi)加速，再次 在第二緩沖區(qū)內(nèi)緩沖，進(jìn)入第Ξ?dāng)U壓區(qū)，在第四緩沖整合區(qū)內(nèi)進(jìn)行整合，最后在測壓區(qū)域內(nèi) 測試壓力，由噴腔氣體排出口把加濕混合的氨氣，在一定壓力上噴入電堆內(nèi)部；
[0096] 燃料電池動力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，氨氣在噴氨閥的作用下進(jìn)行加速，在引射器的 作用下進(jìn)行整流、整壓，同時(shí)利用負(fù)壓把尾排中的氨氣和水汽的混合氣體引射到引射器內(nèi) 部，時(shí)時(shí)檢測高低壓壓力傳感器，在壓力過高時(shí)，通過泄壓閥進(jìn)行泄壓；
[0097] 所述燃料電池氨氣經(jīng)過減壓閥的作用后，在多功能壓力控制系統(tǒng)的作用下進(jìn)入電 堆前達(dá)到合適的壓力、流量及濕度，保證電堆能夠正常的、長壽命的運(yùn)轉(zhuǎn);具體包括:在多功 能壓力控制系統(tǒng)的內(nèi)部A，高壓壓力傳感器檢測到高壓，先經(jīng)過不同頻率的噴氨電磁閥d的 加壓作用進(jìn)行加速，保證流速在一定的區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行，在優(yōu)化通道噴氨與引射優(yōu)化連接處e 內(nèi)部進(jìn)行順流加速，流經(jīng)噴嘴入口，在噴嘴緩沖區(qū)域B的作用下進(jìn)行加速緩沖，在拉法爾管B 的作用下經(jīng)過再次的加速、緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔中，在噴嘴與噴腔的下部區(qū) 域，會形成一定的負(fù)壓，燃料電池電堆的回氨氣體在負(fù)壓的作用下，由噴腔與汽水分離器相 連的引射口 g處進(jìn)入，混合后的加濕氨氣在噴腔內(nèi)一同加速，在緩沖區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入 加速區(qū)域內(nèi)加速，再次在緩沖區(qū)域內(nèi)緩沖，進(jìn)入擴(kuò)壓區(qū)域，在緩沖整合區(qū)域內(nèi)進(jìn)行整合，最 后在低壓測壓區(qū)域(低壓壓力傳感器接入口b)內(nèi)測試壓力，達(dá)到進(jìn)入電堆的合適壓力，由噴 腔排出口（電堆進(jìn)氣口 i)把加濕混合的氨氣，在一定壓力、流量及濕度的作用下噴入電堆內(nèi) 部；
[0098] 在燃料電池動力系統(tǒng)在多功能壓力控制系統(tǒng)的作用下，經(jīng)過引射器的引射、緩沖、 緩壓等一系列的作用后，保證了進(jìn)入電堆的氨氣在一定的濕度、一定的壓力機(jī)流量的前提 下進(jìn)入電堆，同時(shí)把電堆尾排的氨氣引射到引射器內(nèi)，保證了氨氣的使用率，有利于燃料電 池動力系統(tǒng)內(nèi)部氨氣完全反應(yīng)，產(chǎn)生更多的電能。
[0099] 實(shí)施例二
[0100] 一種燃料電池汽車動力系統(tǒng)的多功能壓力控制系統(tǒng)，包括噴氨系統(tǒng)、引射器;噴氨 系統(tǒng)包括高壓壓力傳感器、不同頻率的電磁閥、流動腔體；引射器包括拉法爾結(jié)構(gòu)的噴嘴、 拉法爾腔體、低壓壓力傳感器接入口、泄壓閥、氣體進(jìn)出口。
[0101] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入口與高壓壓力傳感器進(jìn)口相連;所述多功能壓力控 制系統(tǒng)出口與電堆進(jìn)氣口相連。所述多功能壓力控制系統(tǒng)的引射入口附近與電堆回氨系統(tǒng) 相連。
[0102] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有一泄壓閥;所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入 口處裝有一定頻率開啟的電磁閥；所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有低壓壓力傳感 器。
[0103] 所述噴嘴的入口與噴氨電磁閥出口相連;所述噴嘴的入口處與電堆回氣口相連， 進(jìn)入引射器。
[0104] 實(shí)施例立
[0105] 一種燃料電池汽車動力系統(tǒng)，包括：電動機(jī)、燃料電池、多功能壓力控制系統(tǒng)、尾氣 處理裝置，電動機(jī)分別連接燃料電池、尾氣處理裝置；
[0106] 所述尾氣處理裝置包括:氨氣管道、氨氣水分離器、空氣管道、水封板、尾氣混合排 氣管、筒體；
[0107] 所述氨氣管道的一端為氨氣進(jìn)氣口，氨氣進(jìn)氣口設(shè)置于筒體外；另一端設(shè)有氨氣 排氣口，氨氣排氣口設(shè)置于筒體內(nèi)，氨氣排氣口朝向第一方向；氨氣管道中設(shè)置氨氣水分離 器；
[0108] 所述空氣管道的一端為空氣進(jìn)氣口，空氣進(jìn)氣口設(shè)置于筒體外；另一端設(shè)有空氣 排氣口，空氣排氣口設(shè)置于筒體內(nèi)，空氣排氣口朝向第二方向；第二方向與第一方向朝向相 反，且均排向筒體內(nèi)壁;空氣排氣口設(shè)有水封裝置，防止停機(jī)后空氣端倒吸；
[0109] 所述氨氣管道、空氣管道設(shè)置于筒體的第一端，尾氣混合排氣管設(shè)置于筒體的第 -*玉山 ^ 乂而；
[0110] 所述尾氣混合排氣管的第一端為混合氣體進(jìn)氣口，混合氣體進(jìn)氣口設(shè)置于筒體 內(nèi)；混合氣體進(jìn)氣口距離筒體第二端設(shè)定距離;尾氣混合排氣管的第二端設(shè)有混合氣體排 氣口，混合氣體排氣口設(shè)置于筒體外；
[0111] 所述混合后的排氣端在充分混合后排入大氣中；利用氣體自身的密度特性，箱體 內(nèi)還設(shè)有若干導(dǎo)流板；
[0112] 定期的氨氣排氣在水分離器下把水分離開來，氨氣排入筒體中；連續(xù)的空氣排氣 排入筒體中，與少量的氨氣充分混合后排出大氣中；水封板接在空氣排氣尾端，防止燃料電 池汽車停機(jī)時(shí)空氣與氨氣的倒吸；
[0113] 所述氨氣水分離器包括:汽水混合排氣口、汽水分離室、液態(tài)水排出口、水汽排出 口、第二筒體、堵頭；
[0114] 所述汽水混合排氣口與燃料電池動力系統(tǒng)的排氣口相連；
[0115] 所述汽水分離室經(jīng)過檢核計(jì)算，達(dá)到最優(yōu)的混合設(shè)計(jì);根據(jù)伯努利方程，
計(jì)算而得出；其中ΔΡ為氨氣與空氣混合壓差，Pi為空氣 進(jìn)入尾氣處理裝置的壓力，P2為氨氣進(jìn)入尾氣處理裝置的壓力，化為空氣的密度，化為空氣 的密度，VI為空氣進(jìn)入尾氣處理裝置的流速，V2為空氣進(jìn)入尾氣處理裝置的流速；
[0116] 所述液態(tài)水排出口低于汽水分離室設(shè)計(jì)，保證足夠的液態(tài)水流出；
[0117] 所述水汽排出口在分離液態(tài)水后，讓水汽再次進(jìn)入引射器中循環(huán)利用；
[0118] 所述燃料電池動力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，定期的氨氣排放帶走燃料電池內(nèi)部的液態(tài) 水，在汽水分離器的作用下，把液態(tài)的水分離出去，排到大氣中，其余水汽通過引射器的原 理再次進(jìn)入燃料電池內(nèi)部參與循環(huán)反應(yīng)，防止氨氣過多的排入大氣，同時(shí)減少整個(gè)燃料電 池動力系統(tǒng)加濕器的成本；
[0119] 所述氨氣管道內(nèi)設(shè)有第一流量傳感器、第一濃度傳感器，氨氣管道靠近氨氣進(jìn)氣 口設(shè)有第一閥口、第一閥口控制機(jī)構(gòu)；
[0120] 所述空氣管道設(shè)有第二流量傳感器，空氣管道靠近空氣進(jìn)氣口設(shè)有第二閥口、第 二閥口控制機(jī)構(gòu)；
[0121] 所述第一流量傳感器、第一濃度傳感器、第二流量傳感器將感應(yīng)的數(shù)據(jù)反饋至一 主處理器，主處理器根據(jù)感應(yīng)數(shù)據(jù)分別通過第一閥口控制機(jī)構(gòu)、第二閥口控制機(jī)構(gòu)控制第 一閥口、第二閥口的開度；
[0122] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)包括噴氨系統(tǒng)、引射器;噴氨系統(tǒng)包括高壓壓力傳感器、 不同頻率的電磁閥、流動腔體；引射器包括拉法爾結(jié)構(gòu)的噴嘴、拉法爾腔體、低壓壓力傳感 器接入口、泄壓閥、氣體進(jìn)出口；
[0123] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入口與高壓壓力傳感器進(jìn)口相連;所述多功能壓力控 制系統(tǒng)出口與電堆進(jìn)氣口相連；
[0124] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的引射入口附近與電堆回氨系統(tǒng)相連;所述多功能壓力 控制系統(tǒng)的噴氨系統(tǒng)與引射器連接處采用流線型設(shè)計(jì)；
[0125] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的內(nèi)部采用精準(zhǔn)的模擬計(jì)算，保證系統(tǒng)漸縮漸擴(kuò)最優(yōu)的 設(shè)計(jì)，并經(jīng)過模擬計(jì)算；
[0126] 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有一泄壓閥;所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入 口處裝有一定頻率開啟的電磁閥；所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有低壓壓力傳感 器；
[0127] 所述噴嘴的入口與噴氨電磁閥出口相連;所述噴嘴的入口處與電堆回氣口相連， 進(jìn)入引射器；
[0128] 所述噴嘴靠拉法爾管構(gòu)造的引射作用形成;所述噴嘴為漸縮漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)，保證最佳 的流速與擴(kuò)壓；
[0129] 所述拉法爾管腔依次包括第一噴嘴緩沖區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)、加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)；第 一噴嘴緩沖區(qū)的徑向截面大于第二噴嘴緩沖區(qū)的徑向截面，加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)呈錐形狀；
[0130] 在索科洛夫氣體動力學(xué)函數(shù)設(shè)計(jì)方法中，需要引射器入口端、出口端、引射端的氣 體參數(shù)W及入口的質(zhì)量流量來確定引射器的尺寸;其中：入口端壓力由不同壓力對應(yīng)不同 的引射性能；引射端壓力略低于出口端壓力；出口端壓力即電堆陽極入口端壓力，與電堆陰 極入口端壓力隨動；
[0131] 所述引射器的噴腔入口與噴嘴距離設(shè)定距離;所述噴腔的拉法爾腔體出口外接壓 力傳感器;所述噴腔的拉法爾腔體與電堆入口相連；
[0132] 所述拉法爾腔體包括第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第Ξ?dāng)U壓區(qū)、第四緩沖整合區(qū)、第 五緩沖區(qū)，第五緩沖區(qū)、第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第Ξ?dāng)U壓區(qū)、第四緩沖整合區(qū)依次連接；
[0133] 燃料電池氨氣在噴氨閥的加壓作用下進(jìn)入引射器內(nèi)，流經(jīng)噴嘴入口，在第一噴嘴 緩沖區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)的作用下進(jìn)行加速緩沖，在加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)的作用下經(jīng)過再次的 加速、緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔中；在噴嘴與噴腔的下部區(qū)域，形成一定的負(fù)壓， 燃料電池電堆的回氨氣體在負(fù)壓的作用下，由噴腔與汽水分離器相連入口處進(jìn)入，混合后 的加濕氨氣在噴腔內(nèi)一同加速，在第五緩沖區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入第一加速區(qū)內(nèi)加速，再次 在第二緩沖區(qū)內(nèi)緩沖，進(jìn)入第Ξ?dāng)U壓區(qū)，在第四緩沖整合區(qū)內(nèi)進(jìn)行整合，最后在測壓區(qū)域內(nèi) 測試壓力，由噴腔氣體排出口把加濕混合的氨氣，在一定壓力上噴入電堆內(nèi)部；
[0134] 燃料電池動力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，氨氣在噴氨閥的作用下進(jìn)行加速，在引射器的 作用下進(jìn)行整流、整壓，同時(shí)利用負(fù)壓把尾排中的氨氣和水汽的混合氣體引射到引射器內(nèi) 部，時(shí)時(shí)檢測高低壓壓力傳感器，在壓力過高時(shí)，通過泄壓閥進(jìn)行泄壓；
[0135] 所述燃料電池氨氣經(jīng)過減壓閥的作用后，在多功能壓力控制系統(tǒng)的作用下進(jìn)入電 堆前達(dá)到合適的壓力、流量及濕度，保證電堆能夠正常的、長壽命的運(yùn)轉(zhuǎn);具體包括:在多功 能壓力控制系統(tǒng)的內(nèi)部A，高壓壓力傳感器檢測到高壓，先經(jīng)過不同頻率的噴氨電磁閥d的 加壓作用進(jìn)行加速，保證流速在一定的區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行，在優(yōu)化通道噴氨與引射優(yōu)化連接處e 內(nèi)部進(jìn)行順流加速，流經(jīng)噴嘴入口，在噴嘴緩沖區(qū)域B的作用下進(jìn)行加速緩沖，在拉法爾管 的作用下經(jīng)過再次的加速、緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔中，在噴嘴與噴腔的下部區(qū) 域，會形成一定的負(fù)壓，燃料電池電堆的回氨氣體在負(fù)壓的作用下，由噴腔與汽水分離器相 連入口 g處進(jìn)入，混合后的加濕氨氣在噴腔內(nèi)一同加速，在緩沖區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入加速 區(qū)域內(nèi)加速，再次在緩沖區(qū)域內(nèi)緩沖，進(jìn)入擴(kuò)壓區(qū)域，在緩沖整合區(qū)域內(nèi)進(jìn)行整合，最后在 低壓測壓區(qū)域b內(nèi)測試壓力，達(dá)到進(jìn)入電堆的合適壓力，由噴腔排出口 i把加濕混合的氨氣， 在一定壓力、流量及濕度的作用下噴入電堆內(nèi)部；
[0136] 在燃料電池動力系統(tǒng)在多功能壓力控制系統(tǒng)的作用下，經(jīng)過引射器的引射、緩沖、 緩壓等一系列的作用后，保證了進(jìn)入電堆的氨氣在一定的濕度、一定的壓力機(jī)流量的前提 下進(jìn)入電堆，同時(shí)把電堆尾排的氨氣引射到引射器內(nèi)，保證了氨氣的使用率，有利于燃料電 池動力系統(tǒng)內(nèi)部氨氣完全反應(yīng)，產(chǎn)生更多的電能。
[0137] 綜上所述，本發(fā)明提出的燃料電池汽車動力系統(tǒng)及其多功能壓力控制系統(tǒng)，可滿 足燃料電池的壓力及流量需求，同時(shí)可加濕燃料電池動力系統(tǒng)的膜電極，減少氨氣排入大 氣的含量，達(dá)到了安全、高效、合理的目的。
[0138] 本發(fā)明利用了氣體負(fù)壓、拉法兒技術(shù)的原理特性，在一定壓力下改變流速，增強(qiáng)了 汽水混合物自吸功能，保證了膜電極的濕潤功能；同時(shí)噴氨電磁閥的頻發(fā)動作，增強(qiáng)了電堆 合適的壓力與流量需求;滿足了電堆需要的壓力、流量與濕度的要求。
[0139] 運(yùn)里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例 中。運(yùn)里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí) 施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明 的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，W及用其它組件、 材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可W對運(yùn)里所披露的實(shí)施例進(jìn) 行其它變形和改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種燃料電池汽車動力系統(tǒng)的多功能壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，包括噴氫系統(tǒng)、弓丨 射器;噴氫系統(tǒng)包括高壓壓力傳感器、不同頻率的電磁閥、流動腔體；引射器包括拉法爾結(jié) 構(gòu)的噴嘴、拉法爾腔體、低壓壓力傳感器接入口、泄壓閥、氣體進(jìn)出口； 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入口與高壓壓力傳感器進(jìn)口相連;所述多功能壓力控制系 統(tǒng)出口與電堆進(jìn)氣口相連； 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的引射入口附近與電堆回氫系統(tǒng)相連;所述多功能壓力控制 系統(tǒng)的噴氫系統(tǒng)與引射器連接處采用流線型設(shè)計(jì)； 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有一泄壓閥；所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入口處 裝有一定頻率開啟的電磁閥;所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有低壓壓力傳感器； 所述噴嘴的入口與噴氫電磁閥出口相連;所述噴嘴的入口處與電堆回氣口相連，進(jìn)入 引射器； 所述噴嘴靠拉法爾管構(gòu)造的引射作用形成;所述噴嘴為漸縮漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)，保證最佳的流 速與擴(kuò)壓； 所述拉法爾管腔依次包括第一噴嘴緩沖區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)、加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)；第一噴 嘴緩沖區(qū)的徑向截面大于第二噴嘴緩沖區(qū)的徑向截面，加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)呈錐形狀； 在索科洛夫氣體動力學(xué)函數(shù)設(shè)計(jì)方法中，需要引射器入口端、出口端、引射端的氣體參 數(shù)以及入口的質(zhì)量流量來確定引射器的尺寸;其中：入口端壓力由不同壓力對應(yīng)不同的引 射性能；引射端壓力略低于出口端壓力；出口端壓力即電堆陽極入口端壓力，與電堆陰極入 口端壓力隨動； 所述引射器的噴腔系統(tǒng)入口與噴嘴距離設(shè)定距離;所述噴腔的拉法爾腔體出口外接壓 力傳感器;所述噴腔的拉法爾腔體與電堆入口相連； 所述拉法爾腔體包括第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第三擴(kuò)壓區(qū)、第四緩沖整合區(qū)、第五緩 沖區(qū)，第五緩沖區(qū)、第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第三擴(kuò)壓區(qū)、第四緩沖整合區(qū)依次連接； 燃料電池氫氣在噴氫閥的加壓作用下進(jìn)入引射器內(nèi)，流經(jīng)噴嘴入口，在第一噴嘴緩沖 區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)的作用下進(jìn)行加速緩沖，在加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)的作用下經(jīng)過再次的加速、 緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔中；在噴嘴與噴腔的下部區(qū)域，形成一定的負(fù)壓，燃料 電池電堆的回氫氣體在負(fù)壓的作用下，由噴腔與汽水分離器相連入口處進(jìn)入，混合后的加 濕氫氣在噴腔內(nèi)一同加速，在第五緩沖區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入第一加速區(qū)內(nèi)加速，再次在第 二緩沖區(qū)內(nèi)緩沖，進(jìn)入第三擴(kuò)壓區(qū)，在第四緩沖整合區(qū)內(nèi)進(jìn)行整合，最后在測壓區(qū)域內(nèi)測試 壓力，由噴腔氣體排出口把加濕混合的氫氣，在一定壓力上噴入電堆內(nèi)部； 燃料電池動力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，氫氣在噴氫閥的作用下進(jìn)行加速，在引射器的作用 下進(jìn)行整流、整壓，同時(shí)利用負(fù)壓把尾排中的氫氣和水汽的混合氣體引射到引射器內(nèi)部，時(shí) 時(shí)檢測高低壓壓力傳感器，在壓力過高時(shí)，通過泄壓閥進(jìn)行泄壓； 所述燃料電池氫氣經(jīng)過減壓閥的作用后，在多功能壓力控制系統(tǒng)的作用下進(jìn)入電堆前 達(dá)到合適的壓力、流量及濕度，保證電堆能夠正常的、長壽命的運(yùn)轉(zhuǎn);具體包括:在多功能壓 力控制系統(tǒng)的內(nèi)部，高壓壓力傳感器檢測到高壓，先經(jīng)過不同頻率的噴氫電磁閥的加壓作 用進(jìn)行加速，保證流速在一定的區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行，在優(yōu)化通道噴氫與引射優(yōu)化連接處內(nèi)部進(jìn) 行順流加速，流經(jīng)噴嘴入口，在噴嘴緩沖區(qū)域的作用下進(jìn)行加速緩沖，在拉法爾管的作用下 經(jīng)過再次的加速、緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔中，在噴嘴與噴腔的下部區(qū)域，會形 成一定的負(fù)壓，燃料電池電堆的回氫氣體在負(fù)壓的作用下，由噴腔與汽水分離器相連入口 處進(jìn)入，混合后的加濕氫氣在噴腔內(nèi)一同加速，在緩沖區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入加速區(qū)域內(nèi)加 速，再次在緩沖區(qū)域內(nèi)緩沖，進(jìn)入擴(kuò)壓區(qū)域，在緩沖整合區(qū)域內(nèi)進(jìn)行整合，最后在低壓測壓 區(qū)域內(nèi)測試壓力，達(dá)到進(jìn)入電堆的合適壓力，由噴腔排出口把加濕混合的氫氣，在一定壓 力、流量及濕度的作用下噴入電堆內(nèi)部； 在燃料電池動力系統(tǒng)在多功能壓力控制系統(tǒng)的作用下，經(jīng)過引射器的引射、緩沖、緩壓 等一系列的作用后，保證了進(jìn)入電堆的氫氣在一定的濕度、一定的壓力機(jī)流量的前提下進(jìn) 入電堆，同時(shí)把電堆尾排的氫氣引射到引射器內(nèi)，保證了氫氣的使用率，有利于燃料電池動 力系統(tǒng)內(nèi)部氫氣完全反應(yīng)，產(chǎn)生更多的電能。2. -種燃料電池汽車動力系統(tǒng)的多功能壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，包括噴氫系統(tǒng)、弓丨 射器;噴氫系統(tǒng)包括高壓壓力傳感器、不同頻率的電磁閥、流動腔體；引射器包括拉法爾結(jié) 構(gòu)的噴嘴、拉法爾腔體、低壓壓力傳感器接入口、泄壓閥、氣體進(jìn)出口； 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入口與高壓壓力傳感器進(jìn)口相連;所述多功能壓力控制系 統(tǒng)出口與電堆進(jìn)氣口相連； 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的引射入口附近與電堆回氫系統(tǒng)相連； 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有一泄壓閥；所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入口處 裝有一定頻率開啟的電磁閥;所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有低壓壓力傳感器； 所述噴嘴的入口與噴氫電磁閥出口相連;所述噴嘴的入口處與電堆回氣口相連，進(jìn)入 引射器。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池汽車動力系統(tǒng)的多功能壓力控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的噴氫系統(tǒng)與引射器連接處采用流線型設(shè)計(jì)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池汽車動力系統(tǒng)的多功能壓力控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述噴嘴靠拉法爾管構(gòu)造的引射作用形成;所述噴嘴為漸縮漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)，保證最佳的流 速與擴(kuò)壓； 所述拉法爾管腔依次包括第一噴嘴緩沖區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)、加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)；第一噴 嘴緩沖區(qū)的徑向截面大于第二噴嘴緩沖區(qū)的徑向截面，加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)呈錐形狀； 在索科洛夫氣體動力學(xué)函數(shù)設(shè)計(jì)方法中，需要引射器入口端、出口端、引射端的氣體參 數(shù)以及入口的質(zhì)量流量來確定引射器的尺寸;其中：入口端壓力由不同壓力對應(yīng)不同的引 射性能；引射端壓力略低于出口端壓力；出口端壓力即電堆陽極入口端壓力，與電堆陰極入 口端壓力隨動； 所述引射器的噴腔系統(tǒng)入口與噴嘴距離設(shè)定距離;所述噴腔的拉法爾腔體出口外接壓 力傳感器;所述噴腔的拉法爾腔體與電堆入口相連。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池汽車動力系統(tǒng)的多功能壓力控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述拉法爾腔體包括第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第三擴(kuò)壓區(qū)、第四緩沖整合區(qū)、第五緩 沖區(qū)，第五緩沖區(qū)、第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第三擴(kuò)壓區(qū)、第四緩沖整合區(qū)依次連接； 燃料電池氫氣在噴氫閥的加壓作用下進(jìn)入引射器內(nèi)，流經(jīng)噴嘴入口，在第一噴嘴緩沖 區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)的作用下進(jìn)行加速緩沖，在加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)的作用下經(jīng)過再次的加速、 緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔中；在噴嘴與噴腔的下部區(qū)域，形成一定的負(fù)壓，燃料 電池電堆的回氫氣體在負(fù)壓的作用下，由噴腔與汽水分離器相連入口處進(jìn)入，混合后的加 濕氫氣在噴腔內(nèi)一同加速，在第五緩沖區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入第一加速區(qū)內(nèi)加速，再次在第 二緩沖區(qū)內(nèi)緩沖，進(jìn)入第三擴(kuò)壓區(qū)，在第四緩沖整合區(qū)內(nèi)進(jìn)行整合，最后在測壓區(qū)域內(nèi)測試 壓力，由噴腔氣體排出口把加濕混合的氫氣，在一定壓力上噴入電堆內(nèi)部； 燃料電池動力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，氫氣在噴氫閥的作用下進(jìn)行加速，在引射器的作用 下進(jìn)行整流、整壓，同時(shí)利用負(fù)壓把尾排中的氫氣和水汽的混合氣體引射到引射器內(nèi)部，時(shí) 時(shí)檢測高低壓壓力傳感器，在壓力過高時(shí)，通過泄壓閥進(jìn)行泄壓。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池汽車動力系統(tǒng)的多功能壓力控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述燃料電池氫氣經(jīng)過減壓閥的作用后，在多功能壓力控制系統(tǒng)的作用下進(jìn)入電堆前 達(dá)到合適的壓力、流量及濕度，保證電堆能夠正常的、長壽命的運(yùn)轉(zhuǎn);具體包括:在多功能壓 力控制系統(tǒng)的內(nèi)部，檢測到高壓壓力傳感器，先經(jīng)過不同頻率的噴氫電磁閥的加壓作用進(jìn) 行加速，保證流速在一定的區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行，在優(yōu)化通道噴氫與引射優(yōu)化連接處內(nèi)部進(jìn)行順 流加速，流經(jīng)噴嘴入口，在噴嘴緩沖區(qū)域的作用下進(jìn)行加速緩沖，在拉法爾管的作用下經(jīng)過 再次的加速、緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔中，在噴嘴與噴腔的下部區(qū)域，會形成一 定的負(fù)壓，燃料電池電堆的回氫氣體在負(fù)壓的作用下，由噴腔與汽水分離器相連入口處進(jìn) 入，混合后的加濕氫氣在噴腔內(nèi)一同加速，在緩沖區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入加速區(qū)域內(nèi)加速， 再次在緩沖區(qū)域內(nèi)緩沖，進(jìn)入擴(kuò)壓區(qū)域，在緩沖整合區(qū)域內(nèi)進(jìn)行整合，最后在低壓測壓區(qū)域 內(nèi)測試壓力，達(dá)到進(jìn)入電堆的合適壓力，由噴腔排出口把加濕混合的氫氣，在一定壓力、流 量及濕度的作用下噴入電堆內(nèi)部； 在燃料電池動力系統(tǒng)在多功能壓力控制系統(tǒng)的作用下，經(jīng)過引射器的引射、緩沖、緩壓 等一系列的作用后，保證了進(jìn)入電堆的氫氣在一定的濕度、一定的壓力機(jī)流量的前提下進(jìn) 入電堆，同時(shí)把電堆尾排的氫氣引射到引射器內(nèi)，保證了氫氣的使用率，有利于燃料電池動 力系統(tǒng)內(nèi)部氫氣完全反應(yīng)，產(chǎn)生更多的電能。7. -種燃料電池汽車動力系統(tǒng)，其特征在于，包括：電動機(jī)、燃料電池、多功能壓力控制 系統(tǒng)、尾氣處理裝置，電動機(jī)分別連接燃料電池、尾氣處理裝置； 所述尾氣處理裝置包括:氫氣管道、氫氣水分離器、空氣管道、水封板、尾氣混合排氣 管、筒體； 所述氫氣管道的一端為氫氣進(jìn)氣口，氫氣進(jìn)氣口設(shè)置于筒體外；另一端設(shè)有氫氣排氣 口，氫氣排氣口設(shè)置于筒體內(nèi)，氫氣排氣口朝向第一方向；氫氣管道中設(shè)置氫氣水分離器； 所述空氣管道的一端為空氣進(jìn)氣口，空氣進(jìn)氣口設(shè)置于筒體外；另一端設(shè)有空氣排氣 口，空氣排氣口設(shè)置于筒體內(nèi)，空氣排氣口朝向第二方向；第二方向與第一方向朝向相反， 且均排向筒體內(nèi)壁;空氣排氣口設(shè)有水封裝置，防止停機(jī)后空氣端倒吸； 所述氫氣管道、空氣管道設(shè)置于筒體的第一端，尾氣混合排氣管設(shè)置于筒體的第二端； 所述尾氣混合排氣管的第一端為混合氣體進(jìn)氣口，混合氣體進(jìn)氣口設(shè)置于筒體內(nèi)；混 合氣體進(jìn)氣口距離筒體第二端設(shè)定距離;尾氣混合排氣管的第二端設(shè)有混合氣體排氣口， 混合氣體排氣口設(shè)置于筒體外； 所述混合后的排氣端在充分混合后排入大氣中；利用氣體自身的密度特性，箱體內(nèi)還 設(shè)有若干導(dǎo)流板； 定期的氫氣排氣在水分離器下把水分離開來，氫氣排入筒體中；連續(xù)的空氣排氣排入 筒體中，與少量的氫氣充分混合后排出大氣中；水封板接在空氣排氣尾端，防止燃料電池汽 車停機(jī)時(shí)空氣與氫氣的倒吸； 所述氫氣水分離器包括:汽水混合排氣口、汽水分離室、液態(tài)水排出口、水汽排出口、第 二筒體、堵頭； 所述汽水混合排氣口與燃料電池動力系統(tǒng)的排氣口相連； 所述汽水分離室經(jīng)過檢核計(jì)算，達(dá)到最優(yōu)的混合設(shè)計(jì);根據(jù)伯努利方程，十算而得出；其中ΛΡ為氫氣與空氣混合壓差，Pi為空氣 進(jìn)入尾氣處理裝置的壓力，P2為氫氣進(jìn)入尾氣處理裝置的壓力，口:為空氣的密度，p2為空氣 的密度，V1為空氣進(jìn)入尾氣處理裝置的流速，V2為空氣進(jìn)入尾氣處理裝置的流速； 所述液態(tài)水排出口低于汽水分離室設(shè)計(jì)，保證足夠的液態(tài)水流出； 所述水汽排出口在分離液態(tài)水后，讓水汽再次進(jìn)入引射器中循環(huán)利用； 所述燃料電池動力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，定期的氫氣排放帶走燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水， 在汽水分離器的作用下，把液態(tài)的水分離出去，排到大氣中，其余水汽通過引射器的原理再 次進(jìn)入燃料電池內(nèi)部參與循環(huán)反應(yīng)，防止氫氣過多的排入大氣，同時(shí)減少整個(gè)燃料電池動 力系統(tǒng)加濕器的成本； 所述氫氣管道內(nèi)設(shè)有第一流量傳感器、第一濃度傳感器，氫氣管道靠近氫氣進(jìn)氣口設(shè) 有第一閥門、第一閥門控制機(jī)構(gòu)； 所述空氣管道設(shè)有第二流量傳感器，空氣管道靠近空氣進(jìn)氣口設(shè)有第二閥門、第二閥 門控制機(jī)構(gòu)； 所述第一流量傳感器、第一濃度傳感器、第二流量傳感器將感應(yīng)的數(shù)據(jù)反饋至一主處 理器，主處理器根據(jù)感應(yīng)數(shù)據(jù)分別通過第一閥門控制機(jī)構(gòu)、第二閥門控制機(jī)構(gòu)控制第一閥 門、第二閥門的開度； 所述多功能壓力控制系統(tǒng)包括噴氫系統(tǒng)、引射器;噴氫系統(tǒng)包括高壓壓力傳感器、不同 頻率的電磁閥、流動腔體；引射器包括拉法爾結(jié)構(gòu)的噴嘴、拉法爾腔體、低壓壓力傳感器接 入口、泄壓閥、氣體進(jìn)出口； 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入口與高壓壓力傳感器進(jìn)口相連;所述多功能壓力控制系 統(tǒng)出口與電堆進(jìn)氣口相連； 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的引射入口附近與電堆回氫系統(tǒng)相連;所述多功能壓力控制 系統(tǒng)的噴氫系統(tǒng)與引射器連接處采用流線型設(shè)計(jì)； 所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有一泄壓閥；所述多功能壓力控制系統(tǒng)的入口處 裝有一定頻率開啟的電磁閥;所述多功能壓力控制系統(tǒng)的出口處裝有低壓壓力傳感器； 所述噴嘴的入口與噴氫電磁閥出口相連;所述噴嘴的入口處與電堆回氣口相連，進(jìn)入 引射器； 所述噴嘴靠拉法爾管構(gòu)造的引射作用形成;所述噴嘴為漸縮漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)，保證最佳的流 速與擴(kuò)壓； 所述拉法爾管腔依次包括第一噴嘴緩沖區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)、加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)；第一噴 嘴緩沖區(qū)的徑向截面大于第二噴嘴緩沖區(qū)的徑向截面，加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)呈錐形狀； 在索科洛夫氣體動力學(xué)函數(shù)設(shè)計(jì)方法中，需要引射器入口端、出口端、引射端的氣體參 數(shù)以及入口的質(zhì)量流量來確定引射器的尺寸;其中：入口端壓力由不同壓力對應(yīng)不同的引 射性能；引射端壓力略低于出口端壓力；出口端壓力即電堆陽極入口端壓力，與電堆陰極入 口端壓力隨動； 所述引射器的噴腔入口與噴嘴距離設(shè)定距離;所述噴腔的拉法爾腔體出口外接壓力傳 感器;所述噴腔的拉法爾腔體與電堆入口相連； 所述拉法爾腔體包括第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第三擴(kuò)壓區(qū)、第四緩沖整合區(qū)、第五緩 沖區(qū)，第五緩沖區(qū)、第一加速區(qū)、第二緩沖區(qū)、第三擴(kuò)壓區(qū)、第四緩沖整合區(qū)依次連接； 燃料電池氫氣在噴氫閥的加壓作用下進(jìn)入引射器內(nèi)，流經(jīng)噴嘴入口，在第一噴嘴緩沖 區(qū)、第二噴嘴緩沖區(qū)的作用下進(jìn)行加速緩沖，在加速緩沖擴(kuò)壓區(qū)的作用下經(jīng)過再次的加速、 緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔中；在噴嘴與噴腔的下部區(qū)域，形成一定的負(fù)壓，燃料 電池電堆的回氫氣體在負(fù)壓的作用下，由噴腔與汽水分離器相連入口處進(jìn)入，混合后的加 濕氫氣在噴腔內(nèi)一同加速，在第五緩沖區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入第一加速區(qū)內(nèi)加速，再次在第 二緩沖區(qū)內(nèi)緩沖，進(jìn)入第三擴(kuò)壓區(qū)，在第四緩沖整合區(qū)內(nèi)進(jìn)行整合，最后在測壓區(qū)域內(nèi)測試 壓力，由噴腔氣體排出口把加濕混合的氫氣，在一定壓力上噴入電堆內(nèi)部； 燃料電池動力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，氫氣在噴氫閥的作用下進(jìn)行加速，在引射器的作用 下進(jìn)行整流、整壓，同時(shí)利用負(fù)壓把尾排中的氫氣和水汽的混合氣體引射到引射器內(nèi)部，時(shí) 時(shí)檢測高低壓壓力傳感器，在壓力過高時(shí)，通過泄壓閥進(jìn)行泄壓； 所述燃料電池氫氣經(jīng)過減壓閥的作用后，在多功能壓力控制系統(tǒng)的作用下進(jìn)入電堆前 達(dá)到合適的壓力、流量及濕度，保證電堆能夠正常的、長壽命的運(yùn)轉(zhuǎn);具體包括:在多功能壓 力控制系統(tǒng)的內(nèi)部，高壓壓力傳感器檢測到高壓，先經(jīng)過不同頻率的噴氫電磁閥的加壓作 用進(jìn)行加速，保證流速在一定的區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行，在優(yōu)化通道噴氫與引射優(yōu)化連接處內(nèi)部進(jìn) 行順流加速，流經(jīng)噴嘴入口，在噴嘴緩沖區(qū)域的作用下進(jìn)行加速緩沖，在拉法爾管的作用下 經(jīng)過再次的加速、緩沖、擴(kuò)壓，從噴嘴中流出，進(jìn)入噴腔中，在噴嘴與噴腔的下部區(qū)域，會形 成一定的負(fù)壓，燃料電池電堆的回氫氣體在負(fù)壓的作用下，由噴腔與汽水分離器相連入口 處進(jìn)入，混合后的加濕氫氣在噴腔內(nèi)一同加速，在緩沖區(qū)內(nèi)稍作緩沖后，進(jìn)入加速區(qū)域內(nèi)加 速，再次在緩沖區(qū)域內(nèi)緩沖，進(jìn)入擴(kuò)壓區(qū)域，在緩沖整合區(qū)域內(nèi)進(jìn)行整合，最后在低壓測壓 區(qū)域內(nèi)測試壓力，達(dá)到進(jìn)入電堆的合適壓力，由噴腔排出口把加濕混合的氫氣，在一定壓 力、流量及濕度的作用下噴入電堆內(nèi)部； 在燃料電池動力系統(tǒng)在多功能壓力控制系統(tǒng)的作用下，經(jīng)過引射器的引射、緩沖、緩壓 等一系列的作用后，保證了進(jìn)入電堆的氫氣在一定的濕度、一定的壓力機(jī)流量的前提下進(jìn) 入電堆，同時(shí)把電堆尾排的氫氣引射到引射器內(nèi)，保證了氫氣的使用率，有利于燃料電池動 力系統(tǒng)內(nèi)部氫氣完全反應(yīng)，產(chǎn)生更多的電能。
【文檔編號】H01M8/04746GK105870482SQ201610431431
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】倪淮生, 夏全剛, 李義
【申請人】安徽康諾新能源汽車技術(shù)有限公司