環流體通道200可與排氣管100是平行關系，并且形成在排氣管100的上部，以便布置在排氣管100的上方。再循環流體通道200可連接到將外部空氣供給到燃料電池堆的進氣管道400。第二閥230可布置在再循環流體通道200與進氣管道400之間。
[0049]下面將更詳細地說明根據本發明示例性實施例的具有如上配置的燃料電池車輛的排氣口結構。為了產生移動進入到再循環流體通道200中的混合氣體流，操作第二閥230，并且再循環流體通道200和進氣管道400彼此流體連通。在此情況下，混合氣體被吸入到進氣管道400和再循環流體通道200中。
[0050]被吸入到進氣管道400中的混合氣體被再次導入到燃料電池中，并且被吸入到再循環流體通道200中的混合氣體被再循環到排氣管100內。被再循環到排氣管100中的混合氣體穿過混合管300，在混合管300中，該混合氣體與被導入到混合管300內的外部空氣混合，然后氫濃度已減小的混合氣體被排放到外部。
[0051]根據本發明的示例性實施例，當被導入到設置在排氣管100上的第一噴射器110中的混合氣體的氫濃度高于，存在于排氣管100與再循環流體通道200之間的連接部(或者更具體地，存在于第一端口孔210中)的混合氣體的氫濃度時，再循環流體通道200與進氣管道400流體連通。
[0052]參考圖2，根據本發明，在啟動后的幾秒內，氫濃度達到最大濃度。參考圖3，根據本發明，由于密度上存在差異，因此排氣管100內的上端和下端之間的氫濃度不同。
[0053]特別地，根據本發明，再循環流體通道200布置在排氣管100的上方，因此使高濃度的氫經由第一端口孔210被導入到再循環流體通道200內。此外，當由置于再循環流體通道200與進氣管道400之間的第二閥230的操作產生的負壓抽吸流經排氣管100的氫時，更多的氫氣被導入到再循環流體通道200中。
[0054]從燃料電池連續不斷地排出的新的混合氣體穿過第一噴射器110，并且在穿過第一噴射器110之后，新的混合氣體使在再循環流體通道200內的混合氣體通過第二端口孔220被再循環到排氣管100中。因此，當從再循環流體通道200被再次導入到排氣管100中的具有較高氫濃度的混合氣體，與第一噴射器110與第二噴射器120之間的新的混合氣體混合時，形成第一混合氣體。
[0055]在穿過第二噴射器120之后，第一混合氣體使外部空氣通過進氣路徑310被吸入到混合管300內。當穿過形成在混合管300上的文丘里噴嘴320時，第一混合氣體和外部空氣混合以形成第二混合氣體。當第二混合氣體穿過形成在混合管300上的擴展部330時，第二混合氣體的速度減小，因此其中混合有最大量外部空氣(即具有最小氫濃度)的第二混合氣體穿過第二出口 340，并被排放到外部。
[0056]擴展部330和第二出口 340被布置成，使得混合管300的寬度在該區域從文丘里噴嘴320開始擴展，并且使在穿過文丘里噴嘴320時混合的第二混合氣體的速度減小。通過擴展部330減速的第二混合氣體，與沒有減速的情況相比，能夠更快地與大氣中的空氣混合。
[0057]安裝有第一出口 140，以使因再循環流體通道200和混合管300產生的回壓減小。在最初啟動期間，在低流速范圍中，回壓的影響很小。然而，在高流速范圍中，也就是在高輸出范圍中，在啟動期間，大量的混合氣體通過排氣管100被排放到外部，由于再循環通道、第一噴射器110、第二噴射器120和混合管300，會產生過大的回壓。
[0058]過大的回壓使燃料電池的性能劣化。同時，在高流速范圍內，很少排放氫。因此，優選地，通過第一出口 140將混合氣體排放到外部，以減小回壓，并且將燃料電池的性能保持在正常范圍內。當排氣管100的內壓超過預定值時，連接排氣管100和第一出口 140彼此流體連通或者阻礙二者流體連通的第一閥130，工作以連接排氣管100和第一出口 140處于流體連通。
[0059]參考圖4，具有如圖1所示、根據本發明的示例性實施例的具有如上配置的排氣口結構的燃料電池車輛，與沒有采用根據本發明的排氣口結構的傳統車輛相比，具有減小到參考值以下的最初排放氫濃度。
[0060]如上所述，根據本發明的示例性實施例，燃料電池車輛的排氣口結構被布置成，使得在啟動和從燃料電池中去除氫的氫凈化過程中排放濃度減小的氫，當穿過再循環流體通道和混合管時，從燃料電池排出并被排放到車輛外的具有較高氫濃度的氣體，可具有減小的氫濃度。因此，增強了燃料電池車輛的安全性。
[0061 ] 此外，在鼓風機工作和氫凈化過程中，通過再循環流體通道可以使氫擴散。
[0062]此外，在不需要單獨致動器的情況下，氫和空氣的混合氣體可被再循環，同時可以減小氫濃度。
[0063]盡管在上文中已參考示例性實施例和附圖對本發明進行描述，但是本發明并非局限于此，本領域的技術人員在不脫離所附權利要求書所要求保護的本發明的精神和范圍的情況下，還可以對本發明進行各種修改和替換。
【主權項】
1.一種燃料電池車輛的排氣口結構，包括: 再循環流體通道，其配置有第一端口孔，在排氣管內流動的氫和空氣的混合氣體通過所述第一端口孔被導入，以及第二端口孔，所述混合氣體通過所述第二端口孔被再次導入到所述排氣管內；以及 混合管，其配置有進氣路徑，外部空氣通過所述進氣路徑被吸入，所述混合管安裝在所述排氣管的端部，從而將再次被導入到所述排氣管的混合氣體與外部空氣混合，并將其排放到外部。2.根據權利要求1所述的排氣口結構，其中所述排氣管包括: 第一噴射器，其形成在所述排氣管上，以便被布置在所述第二端口孔的一側；以及 第二噴射器，其形成在所述排氣管的端部上，以便被布置在所述混合管的一側。3.根據權利要求2所述的排氣口結構，其中當混合氣體穿過所述第一噴射器時，存在于所述再循環流體通道中的混合氣體通過所述第二端口孔被再次吸入到所述排氣管內。4.根據權利要求2所述的排氣口結構，其中所述排氣管還包括形成在所述第一噴射器前端的第一閥和第一出口。5.根據權利要求4所述的排氣口結構，其中當所述排氣管的內壓超過預定值時，操作所述第一閥，使得所述排氣管和所述第一出口彼此流體連通。6.根據權利要求2所述的排氣口結構，其中當混合氣體穿過所述第二噴射器時，通過所述進氣路徑將外部空氣吸入到所述混合管內。7.根據權利要求6所述的排氣口結構，其中所述混合管包括: 文丘里噴嘴，其被配置成將穿過所述第二噴射器的混合氣體與通過所述進氣路徑吸入的外部空氣混合；以及 從所述文丘里噴嘴以管擴展的方式向外擴展的擴展部和第二出口。8.根據權利要求7所述的排氣口結構，其中所述第二出口的內徑大于所述擴展部的內徑。9.根據權利要求1所述的排氣口結構，其中所述再循環流體通道與所述排氣管是平行關系，并且形成在所述排氣管的上部，以便被布置在所述排氣管的上方。10.根據權利要求1所述的排氣口結構，其中所述再循環流體通道被連接到進氣管道，所述進氣通道被配置成向燃料電池堆供應外部空氣。11.根據權利要求10所述的排氣口結構，其中第二閥布置在所述再循環流體通道與所述進氣管道之間。12.根據權利要求11所述的排氣口結構，其中當所述第二閥打開時，將混合氣體從所述混合管吸入到所述再循環流體通道內。13.一種燃料電池車輛的排氣口結構，包括: 再循環流體通道，其安裝在排氣管的上部，以便被布置成與所述排氣管平行，以及 混合管，其安裝在所述排氣管的端部，并且通過所述混合管抽吸外部空氣， 其中所述再循環流體通道與進氣管道流體連通，以便產生移動到所述再循環流體通道中的混合氣體流， 混合氣體通過所述再循環流體通道被再循環到所述排氣管內；并且 被再循環到所述排氣管的混合氣體，通過所述混合管與外部空氣混合，然后被排放到外部。14.根據權利要求13所述的排氣口結構，其中當被導入到所述排氣管內的混合氣體的氫濃度，大于存在于所述排氣管與所述再循環流體通道的連接部的混合氣體的氫濃度時，所述再循環流體通道與所述進氣管道彼此流體連通。
【專利摘要】本發明涉及一種燃料電池車輛的排氣口結構，包括：再循環流體通道，其配置有第一端口孔，在排氣管內流動的氫和空氣的混合氣體通過第一端口孔被導入，以及第二端口孔，混合氣體通過該第二端口孔被再次導入到排氣管內；以及混合管，其配置有進氣路徑，外部空氣通過進氣路徑被吸入，混合管安裝在排氣管的端部，從而將再次被導入到排氣管的混合氣體與外部空氣混合，并將其排放到外部。
【IPC分類】B60K13/04
【公開號】CN105667299
【申請號】
【發明人】鄭明周, 權赫律, 徐祥薰
【申請人】現代自動車株式會社
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2015年6月18日