[发明专利]一种燃料电池系统的尾排氢气浓度检测装置

说明书

本发明涉及一种燃料电池系统的尾排氢气浓度检测装置，包括尾排管、取样弯管、PTC加热器和氢气浓度传感器，取样弯管包括折弯管、焊接三通、斜口钢管和传感器接头，焊接三通的第一端与折弯管的输出端连接，第二端与斜口钢管的输入端连接，第三端与传感器接头连接，氢气浓度传感器安装于传感器接头上，折弯管的输入端插入至尾排管中并与尾排管的管壁焊接，斜口钢管的输出端插入至尾排管中并与尾排管的管壁焊接，折弯管中设有导热丝，该导热丝与PTC加热器热传导连接。与现有技术相比，本发明具有检测准确度高等优点。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，尤其是涉及一种燃料电池系统的尾排氢气浓度检测装置。

背景技术

燃料电池整车以氢气为燃料。氢气具有易燃易爆的性质，常温常压下当空气中的氢气体积占到4％以上，遇到火源，可引起爆炸。因此在燃料电池车上会安装多个氢气浓度传感器来检测是否存在氢气泄漏、聚集等风险。但是燃料电池系统及整车尾排高湿度的气体会影响氢气浓度传感器的检测，甚至失效，因此存在较大的安全隐患。

尾排高湿度气体的存在的原因：高温的混合气体从系统流出并带出部分液态水，在流经各类管路后混合气体的温度会下降，混合气体湿度饱和，也就是说随着温度的下降，混合气体湿度会达到100％，即变成高湿度的气体。当高湿度的混合气体经过氢浓度传感器时，氢浓度传感器表面会有液态水生成，影响氢气浓度传感器对混合气体中氢气的检测。

中国专利CN108333312A公开尾排氢气浓度检测装置及燃料电池车辆，该专利装置包括尾排文丘里管、分支管路、氢气浓度传感器、防水透气膜等，主要是通过防水透气膜对混合气体进行水气分离，通过文丘里管来增加支路管路的混合气体流量。但有三点问题，一是防水透气膜对混合气体进行水气分离，氢气分子质量明显小于氮气、氧气等，氢气更容易透过薄膜，氢浓度传感器检测混合气体中氢气含量可能偏高；二是防水透气膜若表面覆盖水，气体也难以透过；三是混合气体通过薄膜阻力较大，不利于检测等。

另外还有部分现有技术使用机械结构对混合气体进行水气分离，结构复杂，占用空间较大，不利用燃料电池系统及整车的高度集成。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种燃料电池系统的尾排氢气浓度检测装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃料电池系统的尾排氢气浓度检测装置，包括尾排管、取样弯管、PTC加热器和氢气浓度传感器，

所述取样弯管包括折弯管、焊接三通、斜口钢管和传感器接头，所述焊接三通的第一端与折弯管的输出端连接，第二端与斜口钢管的输入端连接，第三端与传感器接头连接，所述氢气浓度传感器安装于所述传感器接头上，所述折弯管的输入端插入至尾排管中并与尾排管的管壁焊接，所述斜口钢管的输出端插入至尾排管中并与尾排管的管壁焊接，所述折弯管中设有导热丝，该导热丝与PTC加热器热传导连接。

所述PTC加热器包裹于折弯管的外侧，所述导热丝通过折弯管与PTC加热器热传导连接。

所述导热丝支撑于折弯管的内壁上。

所述斜口钢管的输出端的斜面朝向尾排管的出口侧设置。

所述尾排管为不锈钢管。

所述斜口钢管的输出端的斜面角度为30-60度。

所述折弯管包括依次连接的入口段、转向段和直管段，所述入口段和直管段与尾排管的方向平行。

所述PTC加热器包裹于直管段上。

所述取样弯管为金属管。

所述导热丝呈网状。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：