专利名称：一种燃料电池车的防氢气泄漏而积聚的方法
技术领域：
本发明涉及燃料电池，尤其涉及一种燃料电池车的防氢气泄漏而积聚的方法。
背景技术：
电化学燃料电池是一种能够将氢及氧化剂转化成电能及反应产物的装置。
该装置的内部核心部件是膜电极(Membrane Electrode Assembly,简称MEA)， 膜电极(MEA)由一张质子交换膜、膜两面夹两张多孔性的可导电的材料，如 碳纸组成。在膜与碳纸的两边界面上含有均匀细小分散的引发电化学反应的催 化剂，如金属铂催化剂。膜电极两边可用导电物体将发生电化学发应过程中生 成的电子，通过外电路引出，构成电流回路。
在膜电极的阳极端，燃料可以通过渗透穿过多孔性扩散材料(碳纸)，并 在催化剂表面上发生电化学反应，失去电子，形成正离子，正离子可通过迁移 穿过质子交换膜，到达膜电极的另一端阴极端。在膜电极的阴极端，含有氧化 剂(如氧气)的气体，如空气，通过渗透穿过多孔性扩散材料(碳纸)，并在 催化剂表面上发生电化学反应得到电子，形成负离子。在阴极端形成的阴离子 与阳极端迁移过来的正离子发生反应，形成反应产物。
在采用氢气为燃料，含有氧气的空气为氧化剂(或纯氧为氧化剂)的质子 交换膜燃料电池中，燃料氢气在阳极区的催化电化学反应就产生了氢正离子
(或叫质子)。质子交换膜帮助氢正离子从阳极区迁移到阴极区。除此之外， 质子交换膜将含氢气燃料的气流与含氧的气流分隔开来，使它们不会相互混合 而产生爆发式反应。
在阴极区，氧气在催化剂表面上得到电子，形成负离子，并与阳极区迁移 过来的氢正离子反应，生成反应产物水。在采用氢气、空气(氧气)的质子交
换膜燃料电池中，阳极反应与阴极反应可以用以下方程式表达阳极反应H2—2H++2e 阴极反应l/202+2H++2e—H20
在典型的质子交换膜燃料电池中，膜电极(MEA) —般均放在两块导电的 极板中间，每块导流极板与膜电极接触的表面通过压铸、冲压或机械铣刻，形 成至少一条以上的导流槽。这些导流极板可以是金属材料的极板，也可以是石 墨材料的极板。这些导流极板上的流体孔道与导流槽分别将燃料和氧化剂导入 膜电极两边的阳极区与阴极区。在一个质子交换膜燃料电池单电池的构造中， 只存在一个膜电极，膜电极两边分别是阳极燃料的导流板与阴极氧化剂的导流 板。这些导流板既作为电流集流板，也作为膜电极两边的机械支撑，导流板上 的导流槽又作为燃料与氧化剂进入阳极、阴极表面的通道，并作为带走燃料电 池运行过程中生成的水的通道。
为了增大整个质子交换膜燃料电池的总功率，两个或两个以上的单电池通常可 通过直叠的方式串联成电池组或通过平铺的方式联成电池组。在直叠、串联式的电 池组中， 一块极板的两面都可以有导流槽，其中一面可以作为一个膜电极的阳极导 流面，而另一面又可作为另一个相邻膜电极的阴极导流面，这种极板叫做双极板。 一连串的单电池通过一定方式连在一起而组成一个电池组。电池组通常通过前端
板、后端板及拉杆紧固在一起成为一体。
一个典型电池组通常包括(1)燃料及氧化剂气体的导流进口和导流通
道，将燃料(如氢气、甲醇或甲醇、天然气、汽油经重整后得到的富氢气体)
和氧化剂(主要是氧气或空气)均匀地分布到各个阳极、阴极面的导流槽中；
(2)冷却流体(如水)的进出口与导流通道，将冷却流体均匀分布到各个电
池组内冷却通道中，将燃料电池内氢、氧电化学放热反应生成的热吸收并带出
电池组进行散热；(3)燃料与氧化剂气体的出口与相应的导流通道，燃料气 体与氧化剂气体在排出时，可携带出燃料电池中生成的液、汽态的水。通常， 将所有燃料、氧化剂、冷却流体的进出口都开在燃料电池组的一个端板上或两 个端板上。
目前，燃料电池车的发动机舱都是封闭式设计，舱内空气不流通， 一旦燃 料电池发动机有氢气泄漏，容易在仓内聚集，从而易于发生爆炸，釆用打孔或 普通百叶窗设计，达不到通风防水效果。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种通风、防 氢气泄漏囤积的燃料电池车的防氢气泄漏而积聚的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现 一种燃料电池车的防氢气泄漏而 积聚的方法，其特征在于，该方法是在燃料电池车的发动机舱旁的车壳上设置引风 管，该引风管一端通入发动机舱，另一端通入大气，使发动机舱与大气相通，并在 发动机舱后的车壳两侧和/或后端设置百叶，所述的引风管从车壳顶部直接引出并 形成倒U形状，与行车方向形成少于90。的锐角，且引风管管口朝下，燃料电池车 高速行驶时，管口下方呈现真空，将发动机舱内的气体吸出，同时大气从发动机舱 后的车壳两侧或后端的百叶进入发动机舱，形成气流回路，如有氢气泄漏可立即带
出车舱，所述的引风管内设有管路排风扇，燃料电池车处于低速或怠速状态时，排 风扇将发动机舱内的气体通过引风管强制排出舱外。 所述的引风管可根据需要设置1 5个。
所述的引风管安装在燃料电池车发动机旁的车壳上，其一端连接到发动机舱
内，另一端沿车壳伸出车外形成180°左右的倒11形状，其管口朝下，方向与车行 方向相反或相同形成小于90。的锐角。
所述的百叶安装在发动机舱后的车壳两侧和/或后端，且百叶的叶片向下倾斜， 达到防雨效果。
与现有技术相比，本发明从发动机舱内引出数根引风管，且引出车外的引 风管管口方向超向后下方，与车行方向相反，并在发动机后的车壳上安装叶片
向下的百叶，根据车高速行驶时，车尾易形成真空的原理，当燃料电池车高速 行驶时，引风管通入大气一端的管口下方呈现真空，将发动机舱内的气体吸出，同 时大气从发动机舱后的车壳两侧或后端的百叶进入发动机舱，形成气流回路，如有 氢气泄漏，可立即被此气流回路带出车舱，不会产生氢气聚积现象，避免因氢气泄 漏而发生爆炸，使燃料电池车更安全可靠。
图1为本发明实施例1的结构示意图2为本发明实施例2的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。 实施例1
如图1所示，100千瓦燃料电池车的防氢气泄漏而积聚的方法，该方法是在燃 料电池大巴车安装燃料电池堆4的发动机舱1旁的车壳上设置二个引风管2，该引 风管2—端通入发动机舱1，另一端通入大气，使发动机舱l与大气相通，并在发 动机舱1后的车壳两侧和后端设置百叶3，所述的引风管2沿车壳伸出车外形成 180°左右的倒11形状，其管口朝下，方向与车行方向相反形成小于90°的锐角。当 燃料电池车高速行驶时，所述的引风管2通入大气一端的管口下方呈现真空，将发 动机舱1内的气体吸出，同时大气从发动机舱1后的车壳两侧或后端的百叶进入发 动机舱，形成气流回路，如有氢气泄漏可立即带出车舱。所述的引风管2内设有管 路排风扇5，燃料电池车处于低速或怠速状态时，排风扇5将发动机舱内的气体通 过引风管l强制排出舱外。
实施例2
如图2所示，100千瓦燃料电池车的防氢气泄漏而积聚的方法，该方法是在燃 料电池大巴车安装燃料电池堆4的发动机舱1旁的车壳上设置1个引风管2，该引 风管2—端通入发动机舱1，另一端通入大气，使发动机舱l与大气相通，并在发 动机舱1后的车壳两侧和后端设置百叶3，所述的引风管2沿车壳伸出车外形成 18(T左右的倒U形状，其管口朝下，方向与车行方向相同形成小于90°的锐角。当 燃料电池车高速行驶时，所述的引风管2通入大气一端的管口下方呈现真空，将发 动机舱1内的气体吸出，同时大气从发动机舱1后的车壳两侧或后端的百叶进入发 动机舱，形成气流回路，如有氢气泄漏可立即带出车舱。所述的引风管2内设有管 路排风扇5，燃料电池车处于低速或怠速状态时，排风扇5将发动机舱内的气体通 过引风管1强制排出舱外。
燃料电池车的防氢气泄漏而积聚的方法，是根据车高速行驶时，车尾易形成 真空的原理设计的，所述的燃料电池车包括燃料电池大巴、轿车、叉车等，其防 氢气泄漏方法是在燃料电池车发动机旁的车壳上根据需要设置1 5个引风管，该
引风管一端连接到发动机舱内，另一端沿车壳伸出车外且向下弯曲呈钩状，使其管 口方向与车行方向相反并向下倾斜并在发动机舱后的车壳两侧和/或后端安装百
叶，且百叶的叶片向下倾斜，达到防雨效果。当燃料电池车高速行驶时，引风管通 入大气一端的管口下方呈现真空，将发动机舱内的气体吸出，同时大气从发动机舱 后的车壳两侧或后端的百叶进入发动机舱，形成气流回路，如有氢气泄漏，可立即 被此气流回路带出车舱，不会产生氢气聚积现象，避免因氢气泄漏而发生爆炸，使 燃料电池车更安全可靠。
权利要求
1.一种燃料电池车的防氢气泄漏而积聚的方法，其特征在于，该方法是在燃料电池车的发动机舱旁的车壳上设置引风管，该引风管一端通入发动机舱，另一端通入大气，使发动机舱与大气相通，并在发动机舱后的车壳两侧和/或后端设置百叶，所述的引风管从车壳顶部直接引出并形成倒U形状，与行车方向形成少于90°的锐角，且引风管管口朝下，燃料电池车高速行驶时，管口下方呈现真空，将发动机舱内的气体吸出，同时大气从发动机舱后的车壳两侧或后端的百叶进入发动机舱，形成气流回路，如有氢气泄漏可立即带出车舱，所述的引风管内设有管路排风扇，燃料电池车处于低速或怠速状态时，排风扇将发动机舱内的气体通过引风管强制排出舱外。
2. 根据权利要求1所述的一种燃料电池车的防氢气泄漏而积聚的方法，其特 征在于，所述的引风管可根据需要设置1 5个。
3. 根据权利要求1或2所述的一种燃料电池车的防氢气泄漏而积聚的方法， 其特征在于，所述的引风管安装在燃料电池车发动机旁的车壳上，其一端连接到发 动机舱内，另一端沿车壳伸出车外形成180。左右的倒U形状，其管口朝下，方向 与车行方向相反或相同形成小于90。的锐角。
4. 根据权利要求1所述的一种燃料电池车的防氢气泄漏而积聚的方法，其特 征在于，所述的百叶安装在发动机舱后的车壳两侧和/或后端，且百叶的叶片向下 倾斜，达到防雨效果。
全文摘要
本发明涉及一种燃料电池车的防氢气泄漏而积聚的方法，该方法是在燃料电池车的发动机舱旁的车壳上设置引风管，该引风管一端通入发动机舱，另一端通入大气，使发动机舱与大气相通，并在发动机舱后的车壳两侧和/或后端设置百叶，所述的引风管从车壳顶部直接引出并形成倒U形状，与行车方向形成少于90°的锐角，且引风管管口朝下，燃料电池车高速行驶时，管口下方呈现真空，将发动机舱内的气体吸出，同时大气从发动机舱后的车壳两侧或后端的百叶进入发动机舱，形成气流回路，所述的引风管内设有管路排风扇，燃料电池车处于低速或怠速状态时，排风扇将发动机舱内的气体通过引风管强制排出舱外。与现有技术相比，本发明具有防氢气泄漏，通风等优点。
文档编号B60K1/04GK101342856SQ20071004380
公开日2009年1月14日 申请日期2007年7月13日 优先权日2007年7月13日
发明者付明竹, 波 章, 胡里清 申请人:上海神力科技有限公司