[实用新型]燃料电池尾排氢气浓度检测及混合稀释装置及新能源汽车

说明书

本实用新型公开了燃料电池尾排氢气浓度检测及混合稀释装置及新能源汽车，燃料电池尾排氢气浓度检测及混合稀释装置包括氢气浓度检测单元和混合稀释单元，氢气浓度检测单元包括尾排主管路、抽样分支管路、气液分离器和氢气浓度传感器,利用气液分离器先将进入的尾排气进行大幅冷却降温降湿，使氢气浓度传感器使用环境优化，提高检测准确性，混合稀释单元包括风扇和通风气体分支管路，通风气体分支管路的出口端连接到尾排主管路上，风扇将外部空气吹入到通风气体分支管路的入口端，利用外部空气将尾排主管路里面的尾排气的氢气浓度进行稀释，利用外部空气将尾排主管路里面的尾排气的氢气浓度进行稀释，进一步提高安全性。

技术领域：

本实用新型涉及燃料电池尾排氢气浓度检测及混合稀释装置及新能源汽车。

背景技术：

燃料电池系统利用储存在气瓶中的氢气与来自空气的氧气之间发生电化学反应来产生电能，为用电设备提供动力来源。氢气与氧气由燃料电池交换膜隔开，但是不可避免的存在互相渗透的现象；在反应过程中，氢气路会聚集液态水，需要及时的排出，通常会利用吹扫电磁阀将氢气路的水及杂质排出到空气路出口混合以降低氢气浓度，避免发生爆燃。所以，燃料电池系统需要在空气路出口安装氢气浓度传感器，来对出口的氢气浓度进行实时监控和控制。氢气作为一种可燃气体，其爆炸极限为4％～75.6％。因此需要将排出的氢气浓度降到4％以下才会避免危险。

通常的，燃料电池运行温度较高，空气路出口气体为高温高湿，在这种使用环境下，需要使用特殊的氢气浓度传感器，一般为加热型氢气浓度传感器，使用成本非常高，而且性能不稳定，造成燃料电池系统维修保养成本高，甚至会影响燃料电池系统的安全性和使用性能。

在专利CN 208076472U中，使用了一种文丘里管和防水透气膜来避免氢浓度传感器在高温高湿环境下使用，但是该装置使尾排管流阻加大，且存在防水透气膜堵塞风险，易造成检测不准的现象。

在专利CN 108493467A中，使用了大量的阀类来控制燃料电池尾气含氢量，部件数量多，控制较为复杂，且没有解决普通氢气浓度传感器在高温高湿环境下的使用。

发明内容：

本实用新型的第一目的是提供燃料电池尾排氢气浓度检测及混合稀释装置及新能源汽车，同时解决现有技术中存在的两个技术问题：1)氢气浓度检测在高温高湿环境下，检测的准确性和可靠性较低问题；2)尾排气的氢气浓度过高，存在危险隐患。

本实用新型的进一步目的是提供燃料电池尾排氢气浓度检测及混合稀释装置及新能源汽车，解决现有技术中氢气浓度检测在高温高湿环境下，需要使用特殊的氢气浓度传感器，导致使用成本非常高，维修保养成本高的技术问题。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的：

燃料电池尾排氢气浓度检测及混合稀释装置，其特征在于：它包括氢气浓度检测单元和混合稀释单元，其中：所述的氢气浓度检测单元包括尾排主管路、抽样分支管路、气液分离器和氢气浓度传感器,其中所述的抽样分支管路的入口连接在尾排主管路的上游段，所述的气液分离器包括内壳体，内壳体内设置空腔，内壳体上设置尾排气出口管、尾排气入口管和冷凝水出口管，尾排气出口管、尾排气入口管和冷凝水出口管都与空腔连通，抽样分支管路的出口连接气液分离器的尾排气入口管，在气液分离器上安装氢气浓度传感器，利用尾排气出口管可直接排出进入抽样分支管路的尾排气，或者尾排气出口管通过一个辅助管路连接到尾排主管路的下游段，将进入抽样分支管路的尾排气重新回送到尾排主管路；混合稀释单元包括风扇和通风气体分支管路，通风气体分支管路的出口端连接到尾排主管路上，风扇将外部空气吹入到通风气体分支管路的入口端，利用外部空气将尾排主管路里面的尾排气的氢气浓度进行稀释。

上述所述的气液分离器还包括外壳体，内壳体的外面套装有外壳体，内壳体与外壳体之间的空隙形成风道，外壳体有一个进风口和一个出风管口，通风气体分支管路的入口端连接外壳体的出风管口，在外壳体的进风口处安装风扇，风扇将外部冷空气抽入风道，并吹在内壳体的外表面形成风冷的效果。