一种燃料电池车辆（１００）包括：燃料电池组（２０），用于通过接收反应气体的供应来产生电力；加湿器件（４３），用于利用置于其间的水蒸气可渗透隔膜输送从燃料电池组（２０）排出的氧化废气和氧化气体，并且由此在氧化废气和氧化气体之间执行水分交换；以及排出流道（４５），用于将从加湿器件（４３）排出的氧化废气排出到车辆外部。在加湿器件（４３）中形成朝向车辆前侧打开的氧化废气出口（４３Ａ）。排出流道（４５）连接到氧化废气出口（４３Ａ）并且从车辆前侧到车辆后侧以大致Ｕ形弯曲。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种其中安装燃料电池系统的燃料电池车辆。
技术介绍
燃料电池系统是用于向膜电极组件供应燃料气体和氧化气体并且 产生电化学反应从而将化学能转变成电能的能量转换系统。在燃料电 池系统中，期望其中固体聚合物隔膜被用作电解质的固体聚合物电解 质燃料电池组被用作车内电源系统，这是因为固体聚合物电解质燃料 电池组能够以低成本小型化并且具有高输出密度。在燃料电池组中，在阳极中产生的氢离子在被水合时通过电解质 隔膜移动到阴极。因此，在电解质隔膜的阳极侧中的表面附近水量不 足，它变为干燥状态。为了使得燃料电池组继续产生电力，必须向阳 极侧供应水。当处于适度潮湿状态时，用于固体聚合物电解质燃料电 池组中的电解质隔膜具有优良的氢离子导电性。然而，当含水量降低 时，电解质隔膜的电阻过度增加以阻止电解质隔膜正确发挥作用。作为向电解质隔膜供应水的方法， 一种通过使用加湿器件加湿反应气体的方法是为人熟知的。例如，日本专利特开2005-116368披露了 一种用于利用加湿器件加湿氧化气体的燃料电池系统，其中包括多个 中空纤维隔膜的中空纤维隔膜束被容纳在所述加湿器件中。包括通过 电池反应产生的大量水的高湿度氧化废气在中空纤维隔膜中流动，并 且从大气引入的低湿度氧化气体在中空纤维隔膜外部流动。在氧化废 气和氧化气体之间执行水分交换以加湿氧化气体。专利文献h日本专利特开2005-116368
技术实现思路
然而，当来自加湿器件的氧化废气从其被排出的出口朝向朝向其 后侧排出氧化废气的燃料电池车辆的后侧打开时，发生下面的问题。 例如，当在低于冰点的环境中燃料电池车辆停止时，其中它的前侧向 下倾斜，存在以下可能性，即在加湿器件下游侧中的管道中剩余的水 回流到加湿器件并且在加湿器件中冻结。当水在加湿器件中冻结时， 反应气流流道被关闭并且燃料电池车辆不能被起动。在该燃料电池车辆中，通常安装用于混合燃料废气和氧化废气以 稀释燃料废气并且向大气排出燃料废气的稀释器件。然而，当加湿器 件和稀释器件通过直管道连接时，存在以下可能性，即进入稀释器件 中的空气流量降低并且由于通过电池反应产生的水而降低其稀释性 能，水蒸汽等以如下状态被混合在从加湿器件向稀释器件流动的氧化 废气中，其中所产生的水或者水蒸汽未从空气分离。因此本专利技术的一个目的在于解决如上所述的问题，并且防止水从 加湿器件下游侧中的管道到加湿器件的反向流动并且提高稀释器件的 稀释性能。为了实现如上所述的目的，根据本专利技术的一种燃料电池车辆包括 燃料电池组，用于通过接收反应气体的供应来产生电力；加湿器件， 用于利用置于其间的水蒸汽可渗透隔膜输送从燃料电池组排出的反应 废气和反应气体，并且由此在反应废气和反应气体之间执行水分交换；以及排出流道，用于将从加湿器件排出的反应废气排出到车辆外部。 在加湿器件中形成朝向车辆前侧打开的反应废气出口，并且排出流道 连接到反应废气出口并且弯曲从而从反应废气出口排出的反应废气流 动到车辆前侧并且然后流动到车辆后侧。因为用于输送从稀释器件排出的反应废气的排出流道弯曲从而反应废气流动到车辆前侧并且然后流动到车辆后侧，所以即使当燃料电 池车辆在其前侧向下倾斜的状态中停止时也有可能防止水从加湿器件的下游侧中的管道到加湿器件的反向流动。大致U形、大致V形和大 致方U形优选用作排出流道的形状。根据本专利技术的一个优选方面，该燃料电池车辆还可包括用于稀释 反应废气的稀释器件，该稀释器件连接到排出流道的下游侧。从加湿器件排出的反应废气在弯曲排出流道中被输送期间通过离 心作用力被分离为气体和液体，因此，稀释器件能够稳定地引入空气。 稀释器件的稀释性能能够由此被改进。根据本专利技术的一个优选方面，该燃料电池车辆还可包括用于消掉 排出反应废气的声音的消音器，该消音器连接到排出流道的下游侧。附图说明图1是根据本实施例的燃料电池系统的系统框图；并且 图2是燃料电池系统的车内布局。具体实施例方式将参考各图描述本专利技术的实施例。图1示出用作燃料电池车辆的车内电源系统的燃料电池系统10的系统构造。燃料电池系统10包括用于通过接收反应气体(氧化气体和燃料气 体)的供应而产生电力的燃料电池组20、用于向燃料电池组20供应作 为燃料气体的氢气的燃料气体管线系统30、用于向燃料电池组20供应 作为氧化气体的空气的氧化气体管线系统40、用于控制充电和放电的 电力系统60，以及用于总体控制全部系统的控制器70。燃料电池组20例如是由串联层叠的多个电池构成的固体聚合物 电解质电池组。该电池包括置于由离子交换隔膜构成的电解质隔膜一 侧上的阴极、置于电解质隔膜另一侧上的阳极，和在其之间夹住阴极 和阳极的一对分离器。燃料气体被供应到分离器中的一个的燃料气流 流道并且氧化气体被供应到分离器的另一个的氧化气流流道。燃料电池组20通过气体供应来产生电力。燃料气体管线系统30包括燃料气体供应源31、从燃料气体供应 源31供应到燃料电池组20的阳极的燃料气体(氢气)在其中流动的燃料 气体供应流道35、用于向燃料气体供应流道35返回从燃料电池组20 排出的燃料废气(氢废气)的循环流道36、用于加压并且向燃料气体供应 流道35输送循环流道36中的燃料废气的循环泵37，以及以分支方式 连接到循环流道36的排气流道39。燃料气体供应源31由例如高压氢罐或者氢存储合金构成，并且存 储例如35MPa或者70Mpa的氢气。当隔离阀32打开时，氢气从燃料 气体供应源31流动到燃料气体供应流道35。氢气压力通过调节器33 或者喷射器34被减少到例如大约200kPa，并且氢气被供应到燃料电池 组20。燃料气体供应源31可以由用于从碳氢化合物燃料生产富氢的重 整气体的重整器，以及用于将重整器生产的重整气体带入高压状态并 且积聚气体的高压气罐构成。喷射器34是一种电磁驱动开关阀，其能够通过以预定驱动间隔利用电磁驱动作用力直接驱动阀体以从阀座分离阀体从而调节气体流量 或者气体压力。喷射器34包括具有用于喷射气态燃料例如燃料气体的 喷射孔的阀座、用于向喷射孔供应并且引导气态燃料的喷嘴本体，和 用于打开和关闭喷射孔的阀体，以可移动方式容纳并且相对于喷嘴本体沿着轴向(气流方向)保持该阀体。排气流道39经由排气阀38连接到循环流道36。排气阀38通过 来自控制器70的指令被致动，以将在循环流道36中包括杂质和水的 燃料废气排出到外部。通过打开排气阀38，在循环流道36中的氢废气 中的杂质浓度降低并且将被循环和供应的燃料废气中的氢浓度增加。经由排气阀38和排气流道39排出的燃料废气和在排出流道45中 流动的氧化废气流动到稀释器件50中，并且稀释器件50稀释燃料废 气。通过消音器(静音器)51消掉排出被稀释的燃料废气的声音并且被稀 释的燃料废气经由尾管52被排出到车辆外部。氧化气体管线系统40包括被供应到燃料电池组20的阴极的氧化 气体在其中流动的氧化气体供应流道44，以及从燃料电池组20排出的 氧化废气在其中流动的排出流道45。用于经由过滤器41引入氧化气体 的空气压縮机42和用于加湿通过空气压縮机42加压和输送的氧化气 体的加湿器件43被置于氧化气体供应流道44中。用于调节氧化气体 的供应压力的背压调节阀46和加湿器件43被置于排出流道45中。加湿器件4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃料电池车辆，包括： 燃料电池组，用于通过接收反应气体的供应来产生电力； 加湿器件，用于利用介于从所述燃料电池组排出的反应废气和所述反应气体之间的水蒸汽可透膜输送所述反应废气和所述反应气体，由此在所述反应废气和所述反应气体之 间执行水分交换；以及 排出流道，用于把从所述加湿器件排出的所述反应废气排出到所述车辆的外部， 其中在所述加湿器件中形成朝向所述车辆的前侧打开的反应废气出口，并且所述排出流道连接到所述反应废气出口，并且所述排出流道弯曲，从而使从所 述反应废气出口排出的所述反应废气流动到所述车辆的前侧且然后流动到所述车辆的后侧。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：井上重行，竹下昌宏，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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