一种氢燃料电池吹扫系统、发动机及车辆的制作方法

本发明涉及车辆燃料电池，具体涉及一种氢燃料电池吹扫系统、发动机及车辆。

背景技术：

1、随着新能源技术的不断发展，氢燃料电池因其能量转化效率高、运行无燃爆噪声、产物无污染，在新能源汽车、分布式发电等领域得到广泛应用。为了使氢燃料电池能够稳定运行，电堆通常被封装于防护等级为ip68&ip6k9k的金属封装箱内部。随着燃料电池的不断运行，以及受到极板密封胶圈的永久压缩回弹能力的限制，导致氢燃料电池电堆存在部分氢气外漏，严重影响电堆的安全稳定运行。需要通过一定的技术手段，在保证封装箱内部清洁的情况下，除掉封装箱内电堆泄露的氢气。

2、当前大部分氢燃料电池的封装箱，多采用设计额外的吹扫机构，以清除封装箱内电堆密封泄露的氢气，并通过尾排带走。现有技术中的吹扫机构，包括例如额外的滤清器，管路、阀等零部件，增加了氢燃料电池系统的体积和成本，增加了零部件的故障概率。且部分零部件的设计利用了空压机加压后的高压空气，浪费燃料电池空气功率，从而降低了燃料电池系统的整体经济性。

3、因此，需要一种新的方案解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种氢燃料电池吹扫系统，以解决现有技术中的氢燃料电池电堆发生氢气泄露导致电堆安全运行的问题；目的之二在于提供一种氢燃料电池发动机；目的之三在于提供一种车辆。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种氢燃料电池吹扫系统，包括依次连接的空滤机、封装箱和空压机；其中，封装箱内部设有电堆，且所述封装箱的内壁与所述电堆之间设置有间隙；所述封装箱上设置有用于连通所述间隙与外界的吹扫进气口和吹扫出气口，所述吹扫进气口与所述空滤机通过管路连接，所述吹扫出气口与所述空压机通过管路连接。

4、根据上述技术手段，空气经过空滤机后再进入封装箱内，能够保证进入封装箱内的空气不会污染电堆，有利于保证电堆工作的可靠性和耐久性。且在空压机的作用下，使得从空滤机进入封装箱内的空气量远大于电堆泄露的氢气量，有利于保证封装箱内的氢气浓度处于安全范围内，降低氢气安全风险问题。再者，将封装箱内壁与电堆之间的间隙作为气体流通的通道，有利于节省封装箱内部的布置空间，无需设定特殊管路及布置多点吹扫软管，有利于减少人工操作工时，批量节省人工成本。

5、进一步，所述间隙沿气体流通方向的横截面积，大于或等于与所述吹扫出气口连接的所述管路的横截面积。

6、根据上述技术手段，有利于减小空气从空滤机到空压机之间的流阻，进而有利于提高空压机的能量利用效率。

7、进一步，所述吹扫进气口和所述吹扫出气口分别设置在所述封装箱的两端，且所述吹扫进气口和所述吹扫出气口相对设置或交错设置。

8、根据上述技术手段，有利于减小封装箱与电堆之间的间隙作为气路通道的流阻，进而有利于提高空压机的能量利用效率。

9、进一步，所述吹扫进气口和所述吹扫出气口均设置为宝塔式结构。

10、根据上述技术手段，有利于管路套设在吹扫进气口或吹扫出气口上。

11、进一步，所述吹扫系统还包括紧固件，所述管路的内壁通过所述紧固件与所述吹扫进气口或所述吹扫出气口的外壁贴合。

12、根据上述技术手段，避免管路从吹扫进气口或吹扫出气口脱落，且有利于避免外界大气、水、尘土，通过管路与吹扫进气口或吹扫出气口之间的连接间隙，进入封装箱体内部污染电堆，从而影响电堆的性能及可靠性。

13、进一步，所述封装箱包括箱体和箱盖，所述箱体与所述箱盖之间设置有密封件。

14、根据上述技术手段，有利于避免外界大气、水、尘土，通过箱体与箱盖之间的连接间隙，进入箱体内部污染电堆，从而影响电堆的性能及可靠性。

15、进一步，所述封装箱内壁与相对设置的所述电堆的外壁之间的垂直距离大于或等于4mm。

16、根据上述技术手段，防止电堆与封装箱体之间的绝缘间隙不够，导致电堆绝缘的安全问题。

17、进一步，所述管路设置为塑料软管。

18、根据上述技术手段，由于塑料软管的抗压性及可任意弯折性，有利于空滤机、封装箱和空压机的位置布置。

19、一种氢燃料电池发动机，包括上述的氢燃料电池吹扫系统。

20、一种车辆，包括上述的发动机。

21、本发明的有益效果：

22、(1)空气经过空滤机后再进入封装箱内，能够保证进入封装箱内的空气不会污染电堆，有利于保证电堆工作的可靠性和耐久性；

23、(2)在空压机的作用下，使得从空滤机进入封装箱内的空气量远大于电堆泄露的氢气量，有利于保证封装箱内的氢气浓度处于安全范围内，降低氢气安全风险问题；

24、(3)将封装箱内壁与电堆之间的间隙作为气体流通的通道，有利于节省封装箱内部的布置空间，无需设定特殊管路及布置多点吹扫软管，有利于减少人工操作工时，批量节省人工成本；

25、(4)有利于减小氢燃料电池发动机的布置空间，降低氢燃料电池发动机的材料成本和提高氢燃料电池发动机的经济性，同时简化了氢燃料电池发动机结构的复杂程度，降低了零部件的故障率。

技术特征：

1.一种氢燃料电池吹扫系统，包括：

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池吹扫系统，其特征在于：所述间隙沿气体流通方向的横截面积，大于或等于与所述吹扫出气口连接的所述管路的横截面积。

3.根据权利要求1所述的氢燃料电池吹扫系统，其特征在于：所述吹扫进气口和所述吹扫出气口分别设置在所述封装箱的两端，且所述吹扫进气口和所述吹扫出气口相对设置或交错设置。

4.根据权利要求1或3所述的氢燃料电池吹扫系统，其特征在于：所述吹扫进气口和所述吹扫出气口均设置为宝塔式结构。

5.根据权利要求1所述的氢燃料电池吹扫系统，其特征在于：所述吹扫系统还包括紧固件，所述管路的内壁通过所述紧固件与所述吹扫进气口或所述吹扫出气口的外壁贴合。

6.根据权利要求1所述的氢燃料电池吹扫系统，其特征在于：所述封装箱包括箱体和箱盖，所述箱体与所述箱盖之间设置有密封件。

7.根据权利要求1或2所述的氢燃料电池吹扫系统，其特征在于：所述封装箱的内壁与相对设置的所述电堆的外壁之间的垂直距离大于或等于4mm。

8.根据权利要求1所述的氢燃料电池吹扫系统，其特征在于：所述管路设置为塑料软管。

9.一种氢燃料电池发动机，其特征在于：所述氢燃料电池发动机包括如权利要求1-8任一所述的氢燃料电池吹扫系统。

10.一种车辆，其特征在于：所述车辆包括如权利要求9所述的发动机。

技术总结本发明提供一种氢燃料电池吹扫系统、发动机及车辆，属于车辆燃料电池技术领域。本发明包括依次连接的空滤机、封装箱和空压机；其中，封装箱内部设有电堆，且所述封装箱的内壁与所述电堆之间设置有间隙；所述封装箱上设置有用于连通所述间隙与外界的吹扫进气口和吹扫出气口，所述吹扫进气口与所述空滤机通过管路连接，所述吹扫出气口与所述空压机通过管路连接。本发明有利于保证封装箱内的氢气浓度处于安全范围内，降低氢气安全风险问题，有利于节省封装箱内部的布置空间，无需设定特殊管路及布置多点吹扫软管，有利于减少人工操作工时，批量节省人工成本。技术研发人员：严尚,樊敏,杨磊受保护的技术使用者：深蓝汽车科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29