一種車(chē)載空氣過(guò)濾器及自清潔方法

技術(shù)領(lǐng)域

本說(shuō)明書(shū)涉及車(chē)載氫燃料電池系統過(guò)濾技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車(chē)載空氣過(guò)濾器及自清潔方法。

背景技術(shù)

車(chē)載氫燃料電池系統的空氣過(guò)濾器需要過(guò)濾空氣中的灰塵，當灰塵在過(guò)濾器中積累過(guò)多時(shí)，會(huì )導致進(jìn)氣受阻，嚴重時(shí)可能會(huì )損壞過(guò)濾材料。目前的解決方法是定時(shí)取出過(guò)濾材料，拍打自清潔。也有一些嘗試通過(guò)空壓機反吹的方式，但效果并不理想，并且燃料電池系統中的空氣子系統需要做較大的架構變動(dòng)，成本較高。

發(fā)明內容

有鑒于此，本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例提供一種車(chē)載空氣過(guò)濾器及自清潔方法，通過(guò)在殼體上增設第二進(jìn)氣管和第二出氣管，同時(shí)在殼體內部開(kāi)設導向槽，以使得清潔進(jìn)氣沿著(zhù)導向槽流動(dòng)，在過(guò)濾材料外側形成低靜壓區，通過(guò)氣體吸入機構控制第一出氣管與大氣相連通，第一出氣管處形成高靜壓區，在壓力梯度的驅使下，第一出氣管中的空氣不斷被吸至過(guò)濾材料外側，從第二出氣管流出，帶動(dòng)過(guò)濾材料上附著(zhù)的灰塵流出。

本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例提供以下技術(shù)方案：一種車(chē)載空氣過(guò)濾器，包括：

殼體，所述殼體上設置有第一進(jìn)氣管、第一出氣管、第二進(jìn)氣管和第二出氣管，所述第一進(jìn)氣管用于車(chē)輛工作進(jìn)氣，所述第一出氣管設置于所述殼體靠近車(chē)輛的一側，所述第一出氣管用于車(chē)輛工作出氣，所述第二進(jìn)氣管用于過(guò)濾器的清潔進(jìn)氣，所述第二出氣管用于過(guò)濾器的清潔出氣，所述殼體內壁開(kāi)設有導向槽，以使得所述清潔進(jìn)氣沿著(zhù)導向槽流動(dòng)；

過(guò)濾材料，所述過(guò)濾材料設置于所述殼體內，所述過(guò)濾材料對所述工作進(jìn)氣進(jìn)行過(guò)濾；

集風(fēng)管，所述集風(fēng)管第一端與所述第二進(jìn)氣管相連接，所述集風(fēng)管第二端與車(chē)輛行進(jìn)方向相同；

氣體吸入機構，所述氣體吸入機構設置于所述第一出氣管處，所述氣體吸入機構用于控制所述第一出氣管處氣體的流動(dòng)速度及所述第一出氣管是否與大氣相連通。

優(yōu)選的，所述集風(fēng)管為L(cháng)型管，從所述集風(fēng)管第二端到第一端，所述集風(fēng)管的內徑逐漸變小。

優(yōu)選的，所述集風(fēng)管第一端與所述第二進(jìn)氣管之間采用焊接或密封膠粘接的方式進(jìn)行連接。

優(yōu)選的，所述第一進(jìn)氣管設置于車(chē)輛非迎風(fēng)側，所述第一進(jìn)氣管的軸心線(xiàn)與所述殼體的中心線(xiàn)之間相互垂直。

優(yōu)選的，所述第二出氣管與所述殼體連接處到所述第一出氣管之間的距離小于所述第一進(jìn)氣管與所述殼體連接處到所述第一出氣管之間的距離。

優(yōu)選的，所述第二進(jìn)氣管和所述第二出氣管之間相互平行設置，所述第二進(jìn)氣管和所述第二出氣管分別與所述殼體的相對兩側相連接，所述第二進(jìn)氣管和所述第二出氣管的軸心線(xiàn)均與所述殼體的中心線(xiàn)之間相互垂直。

優(yōu)選的，所述導向槽包括螺旋槽。

優(yōu)選的，所述氣體吸入機構包括空壓機、節氣門(mén)和旁通閥，所述空壓機用于控制所述第一出氣管內的氣體流動(dòng)，所述節氣門(mén)和所述旁通閥用于控制所述第一出氣管內的氣體流量。

優(yōu)選的，所述車(chē)載空氣過(guò)濾器還包括溫壓一體傳感器，所述溫壓一體傳感器安裝于空壓機上，通過(guò)所述溫壓一體傳感器判斷所述空壓機的工作狀態(tài)，從而進(jìn)一步判斷所述過(guò)濾材料的存灰狀態(tài)。

一種自清潔方法，應用于如上述任一項所述的車(chē)載空氣過(guò)濾器，包括：

車(chē)輛的燃料電池系統停止工作，氣體吸入機構不工作，車(chē)輛以第一速度行駛，第一進(jìn)氣管和第一出氣管處無(wú)空氣流動(dòng)，外部氣體經(jīng)由集風(fēng)管和第二進(jìn)氣管進(jìn)入殼體內形成清潔進(jìn)氣，沿著(zhù)殼體內壁的導向槽流動(dòng)，在過(guò)濾材料外側形成低靜壓區；

通過(guò)氣體吸入機構控制第一出氣管與大氣相連通，第一出氣管處形成高靜壓區，在壓力梯度的驅使下，第一出氣管中的空氣不斷被吸至過(guò)濾材料外側，從第二出氣管流出，帶動(dòng)過(guò)濾材料上附著(zhù)的灰塵流出，完成清潔。

與現有技術(shù)相比，本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例采用的上述至少一個(gè)技術(shù)方案能夠達到的有益效果至少包括：

通過(guò)在殼體上增設第二進(jìn)氣管和第二出氣管，當需要對過(guò)濾材料進(jìn)行清潔時(shí)，第二進(jìn)氣管用于過(guò)濾器的清潔進(jìn)氣，第二進(jìn)氣管上連接集風(fēng)管，便于外部空氣進(jìn)入殼體內部，同時(shí)在殼體內部開(kāi)設導向槽，以使得清潔進(jìn)氣沿著(zhù)導向槽流動(dòng)，在過(guò)濾材料外側形成低靜壓區，通過(guò)氣體吸入機構控制第一出氣管與大氣相連通，第一出氣管處形成高靜壓區，在壓力梯度的驅使下，第一出氣管中的空氣不斷被吸至過(guò)濾材料外側，從第二出氣管流出，帶動(dòng)過(guò)濾材料上附著(zhù)的灰塵流出。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng )造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本申請提供的車(chē)載空氣過(guò)濾器的結構示意圖；

圖2是本申請提供的車(chē)載空氣過(guò)濾器的殼體內部結構示意圖。

圖中，1、殼體；2、第一進(jìn)氣管；3、第一出氣管；4、第二進(jìn)氣管；5、第二出氣管；6、集風(fēng)管；7、過(guò)濾材料；8、導向槽。

具體實(shí)施方式

下面結合附圖對本申請實(shí)施例進(jìn)行詳細描述。

以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本申請的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內容輕易地了解本申請的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本申請還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應用，本說(shuō)明書(shū)中的各項細節也可以基于不同觀(guān)點(diǎn)與應用，在沒(méi)有背離本申請的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。基于本申請中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng )造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請保護的范圍。

要說(shuō)明的是，下文描述在所附權利要求書(shū)的范圍內的實(shí)施例的各種方面。應顯而易見(jiàn)，本文中所描述的方面可體現于廣泛多種形式中，且本文中所描述的任何特定結構及/或功能僅為說(shuō)明性的。基于本申請，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應了解，本文中所描述的一個(gè)方面可與任何其它方面獨立地實(shí)施，且可以各種方式組合這些方面中的兩者或兩者以上。舉例來(lái)說(shuō)，可使用本文中所闡述的任何數目和方面來(lái)實(shí)施設備及/或實(shí)踐方法。另外，可使用除了本文中所闡述的方面中的一或多者之外的其它結構及/或功能性實(shí)施此設備及/或實(shí)踐此方法。

還需要說(shuō)明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本申請的基本構想，圖式中僅顯示與本申請中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。

另外，在以下描述中，提供具體細節是為了便于透徹理解實(shí)例。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可在沒(méi)有這些特定細節的情況下實(shí)踐所述方面。

車(chē)載氫燃料電池系統的空氣過(guò)濾器需要過(guò)濾空氣中的灰塵，當灰塵在過(guò)濾器中積累過(guò)多時(shí)，會(huì )導致進(jìn)氣受阻，嚴重時(shí)可能會(huì )損壞過(guò)濾材料。目前對于過(guò)濾材料的清潔主要采用如下方法：

1、通過(guò)定時(shí)取出過(guò)濾材料，拍打自清潔，但是操作較為麻煩。

2、通過(guò)空壓機反吹的方式，但清潔效果并不理想，并且燃料電池系統中的空氣子系統需要做較大的架構變動(dòng)，成本較高。

發(fā)明人經(jīng)過(guò)了廣泛和深入的試驗，設計出涉及一種車(chē)載空氣過(guò)濾器及自清潔方法。

以下結合附圖，說(shuō)明本申請各實(shí)施例提供的技術(shù)方案。

如圖1-圖2所示，一種車(chē)載空氣過(guò)濾器，應用于車(chē)載燃燒電池系統，包括：

殼體1，所述殼體1上設置有第一進(jìn)氣管2、第一出氣管3、第二進(jìn)氣管4和第二出氣管5，所述第一進(jìn)氣管2用于車(chē)輛工作進(jìn)氣，所述第一出氣管3設置于所述殼體1靠近車(chē)輛的一側，所述第一出氣管3用于車(chē)輛工作出氣，所述第二進(jìn)氣管4用于過(guò)濾器的清潔進(jìn)氣，所述第二出氣管5用于過(guò)濾器的清潔出氣，所述殼體1內壁開(kāi)設有導向槽8，以使得所述清潔進(jìn)氣沿著(zhù)導向槽8流動(dòng)；

過(guò)濾材料7，所述過(guò)濾材料7設置于所述殼體1內，所述過(guò)濾材料7對所述工作進(jìn)氣進(jìn)行過(guò)濾；

集風(fēng)管6，所述集風(fēng)管6第一端與所述第二進(jìn)氣管4相連接，所述集風(fēng)管6第二端與車(chē)輛行進(jìn)方向相同，集風(fēng)管6在車(chē)輛行駛時(shí)捕獲相對車(chē)輛流速較快的空氣；

氣體吸入機構，所述氣體吸入機構設置于所述第一出氣管3處，所述氣體吸入機構用于控制所述第一出氣管3處氣體的流動(dòng)速度及所述第一出氣管3是否與大氣相連通。

通過(guò)在殼體1上增設第二進(jìn)氣管4和第二出氣管5，當需要對過(guò)濾材料7進(jìn)行清潔時(shí)，第二進(jìn)氣管4用于過(guò)濾器的清潔進(jìn)氣，第二進(jìn)氣管4上連接集風(fēng)管6，且集風(fēng)管6的第二端與車(chē)輛的行進(jìn)方向相同，便于外部空氣車(chē)輛行進(jìn)時(shí)通過(guò)集風(fēng)管6進(jìn)入殼體1內部，同時(shí)在殼體1內部開(kāi)設導向槽8，導向槽8環(huán)繞過(guò)濾材料7設置，以使得清潔進(jìn)氣沿著(zhù)導向槽8流動(dòng)，在過(guò)濾材料7外側形成低靜壓區，通過(guò)氣體吸入機構控制第一出氣管3與大氣相連通，第一出氣管3處形成高靜壓區，在壓力梯度的驅使下，第一出氣管3中的空氣不斷被吸至過(guò)濾材料7外側，從第二出氣管5流出，帶動(dòng)過(guò)濾材料7上附著(zhù)的灰塵流出，實(shí)現對過(guò)濾材料7的清潔操作。

需要說(shuō)明的是，當空氣過(guò)濾器和燃料電池系統正常工作時(shí)，氣體吸入機構控制第一出氣管3處形成低靜壓區，第一進(jìn)氣管2、第二進(jìn)氣管4和第二出氣管5處的空氣靜壓接近環(huán)境大氣壓，將被吸入殼體1中。當燃料電池系統不工作，車(chē)輛在行駛，但空氣過(guò)濾器不需要清潔時(shí)，通過(guò)氣體吸入機構控制第一出氣管3與大氣不連通，即可避免第一出氣管3中的空氣向第二出氣管5處流動(dòng)。

還需要說(shuō)明的是，殼體1為圓筒狀結構，第一出氣管3的軸心線(xiàn)的延長(cháng)線(xiàn)與殼體1的軸心線(xiàn)相重合。

如圖1所示，在一些實(shí)施方式中，所述集風(fēng)管6為L(cháng)型管，從所述集風(fēng)管6第二端到第一端，所述集風(fēng)管6的內徑逐漸變小，通過(guò)將集風(fēng)管6設置成L型狀，保證集風(fēng)管6的第一端與第二進(jìn)氣管4相連接后，集風(fēng)管6的第二端能夠沿著(zhù)車(chē)輛的行進(jìn)方向，便于外部空氣車(chē)輛行進(jìn)時(shí)通過(guò)集風(fēng)管6進(jìn)入殼體1內部，同時(shí)集風(fēng)管6的第二端到第一端內徑逐漸變小，可以進(jìn)一步提升空氣的流速，保證空氣在導向槽8內的流動(dòng)速度。

如圖1-圖2所示，在一些實(shí)施方式中，所述集風(fēng)管6第一端與所述第二進(jìn)氣管4之間采用焊接或密封膠粘接的方式進(jìn)行連接，集風(fēng)管6與第二進(jìn)氣管4之間采用焊接或密封膠粘接的方式進(jìn)行連接，保證集風(fēng)管6與第二進(jìn)氣管4之間的密封性，同時(shí)集風(fēng)管6與第二進(jìn)氣管4之間連接后的穩定性較好。

如圖1-圖2所示，在一些實(shí)施方式中，所述第一進(jìn)氣管2設置于車(chē)輛非迎風(fēng)側，所述第一進(jìn)氣管2的軸心線(xiàn)與所述殼體1的中心線(xiàn)之間相互垂直，將第一進(jìn)氣管2設置在車(chē)輛的非迎風(fēng)側，當車(chē)輛行進(jìn)時(shí)，第一進(jìn)氣管2內基本上無(wú)空氣流動(dòng)，避免空氣直接通過(guò)第一進(jìn)氣管2進(jìn)入殼體1內。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式中，第一進(jìn)氣管2豎直向上設置，在其他實(shí)施方式中第一進(jìn)氣管2也可以選擇其它方向設置，可以根據實(shí)際情況進(jìn)行設置。

如圖1-圖2所示，在一些實(shí)施方式中，所述第二出氣管5與所述殼體1連接處到所述第一出氣管3之間的距離小于所述第一進(jìn)氣管2與所述殼體1連接處到所述第一出氣管3之間的距離，通過(guò)將第二出氣管5設置在相比較第一進(jìn)氣管2更靠近第一出氣管3的位置處，保證清潔出氣能夠經(jīng)由第二出氣管5處流出。

如圖1-圖2所示，在一些實(shí)施方式中，所述第二進(jìn)氣管4和所述第二出氣管5之間相互平行設置，所述第二進(jìn)氣管4和所述第二出氣管5分別與所述殼體1的相對兩側相連接，所述第二進(jìn)氣管4和所述第二出氣管5的軸心線(xiàn)均與所述殼體1的中心線(xiàn)之間相互垂直，第二進(jìn)氣管4和第二出氣管5分別設置在殼體1的相對兩側，且第二出氣管5與第一出氣管3之間的距離大于第二進(jìn)氣管4與第一出氣管3之間的距離，使得第二進(jìn)氣管4進(jìn)入的空氣從第二出氣管5流出時(shí)能夠經(jīng)過(guò)過(guò)濾材料7的外側，且第二進(jìn)氣管4和第二出氣管5的軸心線(xiàn)均與殼體1的中心線(xiàn)之間相互垂直，便于空氣在殼體1內壁的導向槽8內流動(dòng)。

在本實(shí)施方式中，第二進(jìn)氣管4和第二出氣管5均水平設置，第二進(jìn)氣管4與殼體1的底部相連接，第二出氣管5與殼體1的頂部相連接，保證第二進(jìn)氣管4進(jìn)入的空氣從第二出氣管5流出時(shí)能夠經(jīng)過(guò)過(guò)濾材料7的外側。在其他實(shí)施方式中第二進(jìn)氣管4和第二出氣管5也可以選擇其它位置設置，可以根據實(shí)際情況進(jìn)行設置。

如圖2所示，在一些實(shí)施方式中，所述導向槽8包括螺旋槽，通過(guò)設置螺旋槽對空氣進(jìn)行導向，螺旋槽環(huán)繞過(guò)濾材料7設置，當空氣沿著(zhù)螺旋槽流動(dòng)時(shí)，在過(guò)濾材料7外側形成低靜壓區。

在一些實(shí)施方式中，所述氣體吸入機構包括空壓機、節氣門(mén)和旁通閥，所述空壓機用于控制所述第一出氣管3內的氣體流動(dòng)，所述節氣門(mén)和所述旁通閥用于控制所述第一出氣管3內的氣體流量，通過(guò)設置空壓機，在車(chē)載空氣過(guò)濾器正常工作時(shí)，通過(guò)空壓機吸入空氣，通過(guò)設置節氣門(mén)和旁通閥，可以對第一出氣管3內的氣體流量進(jìn)行調節。

在一些實(shí)施方式中，所述車(chē)載空氣過(guò)濾器還包括溫壓一體傳感器，所述溫壓一體傳感器安裝于空壓機上，通過(guò)所述溫壓一體傳感器判斷所述空壓機的工作狀態(tài)，從而進(jìn)一步判斷所述過(guò)濾材料7的存灰狀態(tài)，通過(guò)在空壓機的前端設置溫壓一體傳感器，通過(guò)溫壓一體傳感器檢測空壓機的溫度和壓力數值，從而判斷空氣過(guò)濾器存灰狀態(tài)。

綜上所述，本申請實(shí)現了車(chē)載燃料電池系統空氣過(guò)濾器不拆裝、隨時(shí)可行的除灰保養功能，將顯著(zhù)減小空氣過(guò)濾器的維護保養周期與維護保養操作拆卸工作；燃料電池系統在工作時(shí)可以根據空壓機工作狀態(tài)或空壓機前端環(huán)境溫壓一體傳感器的壓力數值，判斷空氣過(guò)濾器存灰狀態(tài)，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò )發(fā)送自清潔需求至車(chē)輛控制器。車(chē)輛控制器在綜合車(chē)輛車(chē)速、燃料電池系統工作狀態(tài)、鋰電池電量等因素后，下發(fā)自清潔指令，燃料電池系統開(kāi)啟節氣門(mén)和旁通閥，開(kāi)始空氣過(guò)濾器的自清潔。

請參閱圖1-圖2，基于相同發(fā)明構思，本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例提供一種自清潔方法，應用于如上述任一項所述的車(chē)載空氣過(guò)濾器，包括：

車(chē)輛的燃料電池系統停止工作，氣體吸入機構不工作，空壓機關(guān)閉，節氣門(mén)同時(shí)關(guān)閉，車(chē)輛以第一速度行駛，第一進(jìn)氣管2和第一出氣管3處無(wú)空氣流動(dòng)，外部氣體經(jīng)由集風(fēng)管6和第二進(jìn)氣管4進(jìn)入殼體1內形成清潔進(jìn)氣，集風(fēng)管6的第二端到第一端內徑逐漸變小，可以進(jìn)一步提升空氣的流速，保證空氣在導向槽8內的流動(dòng)速度，清潔進(jìn)氣沿著(zhù)殼體1內壁的導向槽8流動(dòng)，在過(guò)濾材料7外側形成低靜壓區；

通過(guò)氣體吸入機構控制打開(kāi)燃料電池系統空氣路節氣門(mén)和旁通閥，第一出氣管3與大氣相連通，第一出氣管3處形成高靜壓區，在壓力梯度的驅使下，第一出氣管3中的空氣不斷被吸至過(guò)濾材料7外側，從第二出氣管5流出，帶動(dòng)過(guò)濾材料7上附著(zhù)的灰塵流出，完成清潔。

需要說(shuō)明的是，第一速度根據集風(fēng)管6的迎風(fēng)面積而定，一般在60km/h以上。

本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例側重說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對于后面說(shuō)明的方法實(shí)施例而言，由于其與系統是對應的，描述比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)系統實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。

以上所述，僅為本申請的具體實(shí)施方式，但本申請的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本申請揭露的技術(shù)范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本申請的保護范圍之內。因此，本申請的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。