[实用新型]一种燃料电池消音装置及燃料电池系统

说明书

本实用新型提供了一种燃料电池消音装置及燃料电池系统，包括穿孔管、外筒体和隔板，穿孔管的一端为气体入口、另一端为气体出口，穿孔管的第一区域表面沿径向方向开设有微穿孔、第二区域表面沿径向方向开设有共振腔孔；外筒体设置于穿孔管的外周，且外筒体的内侧与穿孔管的外侧之间形成封闭腔；隔板设置于穿孔管与外筒体之间，并将微穿孔与共振腔孔隔离开。穿孔管的第一区域外表面、外筒和隔板形成微穿孔区域，高压气体通过微穿孔时气体质点的振动产生粘滞力以及摩擦阻力将气体声能转化为热能，阻力小且再生噪声低，用于高频降噪；穿孔管的第二区域外表面、外筒和隔板形成共振腔区域，通过共振及空气柱摩擦将气体声能转化为热能，用于低频降噪。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池车辆技术领域，具体涉及一种燃料电池消音装置及包含该消音装置的燃料电池系统。

背景技术

燃料电池发动机作为一种氢能转换装置，通过化学反应将化学能转化为动能，空气系统及氢气系统反应过后的高压气体通过尾排消音装置排到环境中，伴随着燃料电池汽车的快速发展，功率需求的增大，其排气噪声问题日益凸显，噪声来源于空气系统与氢气系统，尾排噪声属于宽频带噪声，覆盖了低中高频段，同时，燃料电池在工作过程中生成液态水通过尾排消音装置排出。因此，燃料电池发动机的尾排消音是提高产品品质的重要研究内容，通常的，燃料电池采用两级消音装置或单个消音装置或采用阻性填充材料，明显的，采用两级消音装置增加了系统复杂性；采用单个消音装置，排气消音频段有限，无法覆盖低中高频噪音；采用阻性填充材料因排水导致性能衰退。这种情况下，燃料电池发动机尾排噪声问题将对顾客乘车舒适性产生重要影响。

因此，亟需提供一种燃料电池消音装置及燃料电池系统，以解决燃料电池发动机工作过程中产生的低中高频噪音问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃料电池消音装置及燃料电池系统， 解决燃料电池发动机工作过程中产生的低中高频噪声的降噪问题，拓宽尾排噪声消音频段。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

本实用新型提供了一种燃料电池消音装置，包括：

穿孔管，所述穿孔管的一端为气体入口、另一端为气体出口，所述穿孔管的第一区域表面沿径向方向开设有微穿孔、第二区域表面沿径向方向开设有共振腔孔；

外筒体，所述外筒体设置于所述穿孔管的外周，且所述外筒体的内侧与所述穿孔管的外侧之间形成封闭腔；

隔板，所述隔板设置于所述穿孔管与所述外筒体之间，并将所述微穿孔与所述共振腔孔隔离开；

所述穿孔管的第一区域外表面、外筒体和所述隔板形成微穿孔区域，所述穿孔管的第二区域外表面、外筒体和所述隔板形成共振腔区域。

可选地，所述微穿孔所在的第一区域位于所述外筒体的下方开设排水口。

可选地，所述外筒体呈圆台状，靠近所述气体入口一端的直径小于靠近所述气体出口一端的直径。

可选地，所述燃料电池消音装置还包括前端盖和后端盖，所述前端盖设置于所述穿孔管位于气体入口一端，后端盖设置于所述穿孔管位于气体出口一端，所述外筒体的两端分别与所述前端盖和所述后端盖密封连接，所述穿孔管、外筒体、前端盖和后端盖之间形成封闭腔。

可选地，所述微穿孔直径小于1mm，穿孔率小于6%。

可选地，所述共振腔孔直径大于2mm，穿孔率为10%-15%。

可选地，根据牛顿第二定律以及理想气体状态方程可得到共振腔区域的共振频率表达式：

式一

式一中，为声速，为小孔截面积，为密闭空腔容积，，为小孔长度，为修正值，当圆孔直径为时，为小孔有效长度。