本發(fā)明屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)的雙噴氫引射器裝置，尤其涉及一種燃料電池汽車氫氣充分回收利用的裝置。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，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，隨著我國(guó)多個(gè)城市霧霾化的增加，讓人們意識(shí)到發(fā)展新能源已經(jīng)刻不容緩，新能源汽車被認(rèn)為是能源轉(zhuǎn)型的重要環(huán)節(jié)，而質(zhì)子交換膜燃料電池汽車被認(rèn)為目前新能源汽車產(chǎn)電量最為成熟的代表。它是以氫氣與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，從而推動(dòng)汽車前進(jìn)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)大氣沒(méi)有污染、節(jié)能高效等一系列優(yōu)點(diǎn)。

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(kāi)發(fā)能夠讓燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)壽命更長(zhǎng)久，尾排氫氣量更少，尾排氫氣量可能危害人的生命健康，而雙噴氫引射器的應(yīng)用，能夠最大限度的減少系統(tǒng)反應(yīng)及過(guò)量氫氣排入大氣中。本發(fā)明的目的是能夠同時(shí)滿足引射系統(tǒng)大小功率回氫的需求，盡可能的減少氫氣排入大氣中，保證燃料電池汽車在最佳的壓力范圍內(nèi)安全、高效工作的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)的雙噴氫引射器裝置，能夠同時(shí)滿足引射系統(tǒng)大小功率回氫的需求，盡可能的減少氫氣排入大氣中，保證燃料電池汽車在最佳的壓力范圍內(nèi)安全、高效工作的目的。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)的雙噴氫引射器系統(tǒng)，包括1-10KW燃料電池系統(tǒng)的噴氫引射器，10-60KW燃料電池系統(tǒng)的噴氫引射器，兩位三通閥及檢測(cè)控制系統(tǒng)；

其中雙噴氫引射器內(nèi)含兩套噴氫電磁閥和大小不同的一級(jí)、二級(jí)引射器，1-10KW燃料電池系統(tǒng)的電磁閥功率與數(shù)量不同于10-60KW燃料電池系統(tǒng)的電磁閥功率與數(shù)量；一級(jí)、二級(jí)引射器采用拉法兒技術(shù)，內(nèi)含噴嘴、拉法兒腔體、擴(kuò)壓加速腔體；檢測(cè)控制系統(tǒng)內(nèi)含壓力傳感器、泄壓閥、電磁泄壓閥及不同電磁閥頻率的控制策略；

60KW燃料電池汽車系統(tǒng)在初始運(yùn)行系統(tǒng)時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)將兩位三通閥打開(kāi)，在小功率噴氫引射器的引射作用，保證1-10KW系統(tǒng)整體的回氫量滿足需求，而達(dá)到10KW系統(tǒng)功率時(shí)，切換兩位三通閥到10-60KW燃料電池系統(tǒng)的引射器，保證系統(tǒng)大功率系統(tǒng)的正常回氫引射需求；

所述雙噴氫系統(tǒng)內(nèi)含不同頻率與數(shù)量的噴氫電磁閥，包括1-10KW燃料電池系統(tǒng)的二組中頻噴氫閥，10-60KW燃料電池系統(tǒng)的四組高頻噴氫閥；

所述一級(jí)、二級(jí)雙引射器內(nèi)含不同拉法兒結(jié)構(gòu)，包括1-10KW燃料電池系統(tǒng)的一級(jí)、二級(jí)引射器，10-60KW燃料電池系統(tǒng)的一級(jí)、二級(jí)引射器；

所述一級(jí)、二級(jí)引射器采用拉法兒技術(shù)原理，內(nèi)含噴嘴、拉法兒腔體、擴(kuò)壓加速腔體；

所述雙噴氫引射器內(nèi)含前端壓力傳感器、后端壓力傳感器、泄壓閥及電磁泄壓閥，前后端的壓力傳感器用于測(cè)試雙噴氫引射器中的前端、后端壓力，泄壓閥用于前后端壓力檢測(cè)過(guò)高時(shí)泄壓，電磁泄壓閥用于非正常關(guān)機(jī)時(shí)的泄壓；

所述控制策略采用雙變頻控制，包含1-10KW燃料電池噴氫引射器中采用二組中頻電磁閥加壓提供足夠的供氣壓力，10-60KW燃料電池噴氫引射器中采用四組高頻電磁閥加壓提供足夠的供氣壓力；

所述兩位三通閥，連接在引射器的負(fù)壓端與汽水分離器之間，通過(guò)一定的控制策略匹配燃料電池1-10KW與10-60KW的切換；

所述雙引射器與電堆的連接共用一個(gè)管路、泄壓閥、電磁泄壓閥、壓力傳感器、電磁閥。

一種燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)的引射器系統(tǒng)，其特征在于，包括1-10KW燃料電池系統(tǒng)的噴氫引射器，10-60KW燃料電池系統(tǒng)的噴氫引射器，兩位三通閥及檢測(cè)控制系統(tǒng)。其中雙噴氫引射器內(nèi)含兩套噴氫電磁閥和大小不同的一級(jí)、二級(jí)引射器，1-10KW燃料電池系統(tǒng)的電磁閥功率與數(shù)量不同于10-60KW燃料電池系統(tǒng)的電磁閥功率與數(shù)量；一級(jí)、二級(jí)引射器采用拉法兒技術(shù)，內(nèi)含噴嘴、拉法兒腔體、擴(kuò)壓加速腔體；檢測(cè)控制系統(tǒng)內(nèi)含壓力傳感器、泄壓閥、電磁泄壓閥及不同電磁閥頻率的控制策略。

60KW燃料電池汽車系統(tǒng)在初始運(yùn)行系統(tǒng)時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)將打開(kāi)兩位三通閥，在小功率噴氫引射器的引射作用，保證1-10KW系統(tǒng)整體的回氫量滿足需求，而達(dá)到10KW系統(tǒng)功率時(shí)，切換兩位三通閥到10-60KW燃料電池系統(tǒng)的引射器，保證系統(tǒng)大功率系統(tǒng)的正?；貧湟湫枨蟆?/p>

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述雙噴氫系統(tǒng)內(nèi)含不同頻率與數(shù)量的噴氫電磁閥，包括1-10KW燃料電池系統(tǒng)的二組中頻噴氫閥，10-60KW燃料電池系統(tǒng)的四組高頻噴氫閥。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述一級(jí)、二級(jí)雙引射器內(nèi)含不同拉法兒結(jié)構(gòu)，包括1-10KW燃料電池系統(tǒng)的一級(jí)、二級(jí)引射器，10-60KW燃料電池系統(tǒng)的一級(jí)、二級(jí)引射器。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述一級(jí)、二級(jí)引射器采用拉法兒技術(shù)原理，內(nèi)含噴嘴、拉法兒腔體、擴(kuò)壓加速腔體。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述雙噴氫引射器內(nèi)含前端壓力傳感器、后端壓力傳感器、泄壓閥及電磁泄壓閥，前后端的壓力傳感器用于測(cè)試雙噴氫引射器中的前端、后端壓力，泄壓閥用于前后端壓力檢測(cè)過(guò)高時(shí)泄壓，電磁泄壓閥用于非正常關(guān)機(jī)時(shí)的泄壓。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述控制策略采用雙變頻控制，包含1-10KW燃料電池噴氫引射器中采用二組中頻電磁閥加壓提供足夠的供氣壓力，10-60KW燃料電池噴氫引射器中采用四組高頻電磁閥加壓提供足夠的供氣壓力。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述兩位三通閥，連接在引射器的負(fù)壓端與汽水分離器之間，通過(guò)一定的控制策略匹配燃料電池1-10KW與10-60KW的切換。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述雙引射器與電堆的連接共用一個(gè)管路、泄壓閥、電磁泄壓閥、壓力傳感器、電磁閥。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于以下幾個(gè)方面：

雙噴氫引射器能夠滿足1-60KW燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)的氫氣循環(huán)量需求，解決了氫氣在1-10KW系統(tǒng)不能參與引射的困境，使雙噴氫引射器功能更強(qiáng)大，避免了額外的機(jī)械部件，解決了國(guó)內(nèi)沒(méi)有合適的氫氣循環(huán)泵應(yīng)用在燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)上的尷尬。不同頻率的電磁閥組能夠保證進(jìn)入燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)的流量及壓力滿足整車需求，拉法兒技術(shù)的應(yīng)用能夠最大限度的滿足氫氣引射量需求，使引射范圍變得更大，兩位三通閥能夠保證系統(tǒng)按照正常的引射路徑進(jìn)行一定的引射，防止倒吸的可能。

不同頻率的雙電磁閥控制開(kāi)關(guān)策略，能夠保證電磁閥的頻率能夠滿足燃料電池汽車不同功率的需求，中頻與高頻的頻繁切換需要控制的精度與準(zhǔn)度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)雙噴氫引射器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)正視圖。

圖2為本發(fā)明一種燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)雙噴氫引射器系統(tǒng)的剖切示意圖。

圖3為本發(fā)明一種燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)雙噴氫引射器系統(tǒng)的剖面示意圖。

圖4為本發(fā)明一種燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)雙噴氫引射器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖5為本發(fā)明一種燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)雙噴氫引射器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)測(cè)視圖。

附圖標(biāo)注如下：

1、氫氣入口端 2、氫進(jìn)電磁閥

3、1-10KW噴氫電磁閥 4、10-60KW噴氫電磁閥

5、兩級(jí)三通電磁閥 6、引射器入口端

61、1-10KW氫氣引射口端 62、10-60KW氫氣引射口端

7、一級(jí)噴嘴引射器 71、1-10KW一級(jí)噴嘴引射器

72、10-60KW一級(jí)噴嘴引射器 8、泄壓閥

9、電磁泄壓閥 10、氫進(jìn)壓力傳感器a

11、氫進(jìn)壓力傳感器b 12、氫氣出口端

121、1-10KW氫氣出口端 122、10-60KW氫氣出口端

A、氫進(jìn)電磁閥分流口 A1、1-10KW氫進(jìn)電磁閥分流口a

A2、10-60KW氫進(jìn)電磁閥分流口b B1、1-10KW電磁閥流道a

B2、10-60KW電磁閥流道b C、電磁閥流道合并端口

D、電磁閥流道合并緩沖區(qū) D1、1-10KW電磁閥流道合并緩沖區(qū)

D1、10-60KW電磁閥流道合并緩沖區(qū)

E1、1-10KW一級(jí)噴嘴加壓管 E2、10-60KW一級(jí)噴嘴加壓管

F1、1-10KW二級(jí)噴嘴加壓管 F2、10-60KW二級(jí)噴嘴加壓管

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。

實(shí)施例一

請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3、圖4，本發(fā)明敘述了一種燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)雙噴氫引射器系統(tǒng)，包括1-10KW燃料電池系統(tǒng)的噴氫引射器，10-60KW燃料電池系統(tǒng)的噴氫引射器，兩位三通閥及檢測(cè)控制系統(tǒng)。其中雙噴氫引射器內(nèi)含兩套噴氫電磁閥3、4和大小不同的一級(jí)、二級(jí)引射器71、72，1-10KW燃料電池系統(tǒng)的電磁閥3功率與數(shù)量不同于10-60KW燃料電池系統(tǒng)的電磁閥4功率與數(shù)量；一級(jí)、二級(jí)引射器7采用拉法兒技術(shù)，內(nèi)含噴嘴、拉法兒腔體、擴(kuò)壓加速腔體；檢測(cè)控制系統(tǒng)內(nèi)含壓力傳感器10、11、泄壓閥8、電磁泄壓閥9及不同電磁閥頻率的控制策略；

所述燃料電池60KW動(dòng)力系統(tǒng)在啟動(dòng)過(guò)程中，氫氣從外界進(jìn)入雙噴氫引射器系統(tǒng)，在氫氣入口端1流入，此時(shí)的控制系統(tǒng)檢測(cè)到氫進(jìn)電磁閥2的啟閉，在開(kāi)啟過(guò)程中，壓力傳感器10的檢測(cè)反饋給控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)的初始階段，流經(jīng)氫進(jìn)電磁閥分流口a A1，在噴氫電磁閥3的加壓作用下，在電磁閥流道合并緩沖區(qū)D1，流經(jīng)一級(jí)引射器71，在一級(jí)噴嘴加壓管E1處進(jìn)行增壓擴(kuò)容，被加壓的氣體在二級(jí)噴嘴加壓管F1內(nèi)再次加壓擴(kuò)容，與此同時(shí)引射口入口端6形成負(fù)壓，在兩位三通閥5的作用下，讓氣流流經(jīng)氫氣引射口端61，通過(guò)負(fù)壓的作用在一級(jí)引射器71外側(cè)與二級(jí)噴嘴加壓管F1進(jìn)行混合，同時(shí)加壓擴(kuò)容，流經(jīng)泄壓閥8，電磁泄壓閥9，通過(guò)控制系統(tǒng)時(shí)時(shí)檢測(cè)此處的壓力傳感器11進(jìn)行反饋，最后經(jīng)氫氣出口121，流道氫氣出口12，進(jìn)入新的部件系統(tǒng)。泄壓閥與電磁泄壓閥的存在是保證了雙噴氫引射器系統(tǒng)出故障時(shí)保護(hù)氫氣出口12后部件的完整性，而壓力傳感器的存在是時(shí)時(shí)保證系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)氫氣出口12的壓力。

所述燃料電池60KW動(dòng)力系統(tǒng)在啟動(dòng)過(guò)程中，滿足了10KW系統(tǒng)噴氫引射時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)的檢測(cè)與反饋，氫氣從外界進(jìn)入雙噴氫引射器系統(tǒng)，在氫氣入口端1流入，壓力傳感器10的檢測(cè)反饋給控制系統(tǒng)，在運(yùn)行階段進(jìn)行自動(dòng)切換，流經(jīng)氫進(jìn)電磁閥分流口a A2，在噴氫電磁閥4的加壓作用下，在電磁閥流道合并緩沖區(qū)D2，流經(jīng)一級(jí)引射器72，在一級(jí)噴嘴加壓管E2處進(jìn)行增壓擴(kuò)容，被加壓的氣體在二級(jí)噴嘴加壓管F2內(nèi)再次加壓擴(kuò)容，與此同時(shí)引射口入口端6形成負(fù)壓，在兩位三通閥5的作用下，讓氣流經(jīng)氫氣引射口端62，通過(guò)負(fù)壓的作用在一級(jí)引射器72外側(cè)與二級(jí)噴嘴加壓管F2進(jìn)行混合，同時(shí)加壓擴(kuò)容，流經(jīng)泄壓閥8，電磁泄壓閥9，通過(guò)控制系統(tǒng)時(shí)時(shí)檢測(cè)此處的壓力傳感器11進(jìn)行反饋，最后經(jīng)氫氣出口122，流道氫氣出口12，進(jìn)入新的部件系統(tǒng)。泄壓閥與電磁泄壓閥的存在是保證了雙噴氫引射器系統(tǒng)出故障時(shí)保護(hù)氫氣出口12后部件的完整性，而壓力傳感器的存在是時(shí)時(shí)保證系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)氫氣出口12的壓力。

綜上所述，本發(fā)明利用了氣體增壓與負(fù)壓原理特性，在一定流速下增強(qiáng)了加壓及自吸功能；引射器在噴氫閥的作用下，增加了進(jìn)入電堆的合適壓力，同時(shí)解決了大功率在燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)無(wú)法引射的目的，能夠同時(shí)滿足引射系統(tǒng)大小功率回氫的需求，與氫氣循環(huán)泵起到相同的作用。

這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說(shuō)明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)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)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。