尾气排放管组件和具有其的车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种尾气排放管组件和具有其的车辆。

背景技术

相关技术中，以氢能作为动力的氢燃料电池车，其主要的动力来源于以氢气和氧气作为主要反应对象，由电堆的电化学反应释放出电子，从而产生水的过程。但是电堆结构的空压机的高频噪声成为了主要的噪声源。同时，电堆内的反应效率无法达到100％，在排出水和水蒸气的同时，会伴随着未及时反应的氢气、氧气和其他未反应的气体共同排出，由于氢气是极度活泼的气体，使得氢气极易在空气中燃烧，甚至发生爆炸。

在现有技术中，重卡电堆功率一般在110kw-150kw，在空压机满功率运行时，排气尾管会产生高频噪声，且高频噪声通常会达到90dB以上，导致空压机的噪声无法抑制，降低了整车的NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能，且降低了驾乘人员的乘坐舒适性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种尾气排放管组件，能够利用消音板和消音腔降低电堆结构在排气时产生的噪声，从而提高提高驾乘人员的乘坐舒适性，同时，在最外层的消音板的底部设置排水口，能够避免气流中的水在消音管段内积累。

根据本发明实施例的尾气排放管组件，包括：排气管，所述排气管具有进气口和出气口，且所述排气管包括位于进气口和出气口之间的消音管段和水气分离管段，所述消音管段包括至少两层消音板，至少两层所述消音板由内向外依次套设分布；其中，至少两层所述消音板中位于最内层的所述消音板内限定出连通于所述进气口和所述出气口之间的气流通道，且相邻两层所述消音板之间限定出消音腔，所述消音腔与所述气流通道连通，且位于最外层的所述消音板的底部设有排水口。

根据本发明实施例的尾气排放管组件，其通过在消音管段设置至少两层消音板，且在相邻的消音板之间形成有消音腔，能够利用消音板和消音腔降低电堆结构在排气时产生的噪声，从而提高整车的NVH性能，且利于提高驾乘人员的乘坐舒适性，同时，在最外层的消音板的底部设置排水口，使得水能够直接由排水口排出，从而避免气流中的水在消音管段内积累。

根据本发明一些实施例的尾气排放管组件，所述消音板包括由内向外套设的第一消音板、第二消音板和外层板，所述第一消音板与所述第二消音板之间限定出第一消音腔且在所述第一消音腔内填充有第一消音棉，所述第二消音板与所述外层板之间限定出第二消音腔且在所述第二消音腔内填充有第二消音棉；其中，所述第一消音棉和/或所述第二消音棉在与所述排水口沿所述气流通道的径向上正对的位置处形成有排水空间。

根据本发明一些实施例的尾气排放管组件，所述第一消音板设有用于将所述气流通道与所述第一消音腔连通的第一消音孔，所述第二消音板设有用于将所述第一消音腔与所述第二消音腔连通的第二消音孔，所述第一消音孔和所述第二消音孔在所述气流通道的径向上错开分布。

根据本发明一些实施例的尾气排放管组件，所述第一消音板的径向厚度大于所述第二消音板的径向厚度。

根据本发明一些实施例的尾气排放管组件，所述水气分离管段内设有水气分离盘和出水口，所述水气分离盘设有分流孔，所述水气分离盘在所述水气分离管段内位于所述出水口的上游。

根据本发明一些实施例的尾气排放管组件，所述水气分离管段包括分流子段和排水子段，所述排水子段的底壁低于所述分流子段的底壁，所述水气分离盘设于所述分流子段内，所述出水口设于所述排水子段的底壁。

根据本发明一些实施例的尾气排放管组件，所述水气分离盘为多个，多个所述水气分离盘沿气流方向间隔开分布于所述水气分离管段内，且相邻两个所述水气分离盘的分流孔在所述气流方向上错开分布。

根据本发明一些实施例的尾气排放管组件，所述消音管段位于所述水气分离管段的上游。

根据本发明一些实施例的尾气排放管组件，所述排气管包括底部水平部分、竖向部分和顶部水平部分，所述底部水平部分和所述顶部水平部分分别与所述竖向部分的两端相连，所述进气口设于所述底部水平部分背离所述竖向部分的一端，所述出气口设于所述顶部水平部分背离所述竖向部分的一端；其中，所述消音管段和所述水气分离管段集成于所述底部水平部分，所述底部水平部分适于通过安装支架与车架相连，所述竖向部分适于与气瓶框架相连，所述顶部水平部分伸至所述气瓶框架的上方。

本发明还提出了一种车辆。

根据本发明实施例的车辆，设置有上述任一种实施例所述的尾气排放管组件。

所述车辆与上述的尾气排放管组件相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一些实施例的尾气排放管组件的结构示意图；

图2是根据本发明一些实施例的尾气排放管组件的结构示意图(另一视角)；

图3是根据本发明一些实施例的消音管段的剖视图；

图4是根据本发明一些实施例的水气分离管段的剖视图；

图5是根据本发明一些实施例的水气分离盘的结构示意图；

图6是根据本发明一些实施例的两个水气分离盘的分布位置示意图；

图7是根据本发明一些实施例的尾气排放管组件安装于车辆的装配示意图。

附图标记：

尾气排放管组件100，电堆结构200，气体出口201，车架300，气瓶框架400，氢瓶401，安装支架500，减震垫501，卡箍支架600，

排气管10，底部水平部分11，消音管段111，排水口111a，水气分离管段112，分流子段1121，排水子段1122，出水口1122a，支耳113，竖向部分12，顶部水平部分13，进气口21，出气口22，消音板30，第一消音板31，第二消音板32，外层板33，第一消音棉41，第二消音棉42，排水空间43，气流通道50，水气分离盘60，分流孔61。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的尾气排放管组件100。

根据本发明实施例的尾气排放管组件100，包括：排气管10。

如图1和图2所示，排气管10具有进气口21和出气口22，在实际使用时，如图7所示，进气口21与电堆结构200的气体出口201相连，使得由电堆结构200排出的气流能够由进气口21进入排气管10，然后由排气管10的出气口22排至空气中。

由此，通过排气管10能够及时地将电堆结构200排出的气流排至空气中，从而保证电堆结构200的工作稳定。

具体地，如图1所示，排气管10包括位于进气口21和出气口22之间的消音管段111和水气分离管段112。

举例而言，消音管段111可构造为消音器，且消音管段111用于降低电堆结构200排气时产生的噪声，水气分离管段112可构造为水气分离器，且水气分离管段112用于将电堆结构200排出的气流中的氢气与其他气体及水打散，从而降低氢气浓度，避免氢气浓度过高出现安全问题。

需要说明的是，在现有技术中，电堆结构200工作时会产生噪声，尤其是，在电堆结构200满功率运行时会产生高频噪声，现有的排气尾管无法对高频噪声进行抑制，降低了整车的NVH性能，且由电堆结构200排出的气流为水气混合物，其中包含有水、未及时反应的氢气、氧气和其他未反应的气体，由于氢气是极度活泼的气体，使得氢气极易在空气中燃烧，甚至发生爆炸，降低了车辆排气的安全性。

而本发明中，消音管段111与水气分离管段112在气流的流动方向上依次分布。换言之，由电堆结构200排出的气流依次流经消音管段111和水气分离管段112，从而便于通过消音管段111降低电堆结构200排气时产生的噪声，以提高整车的NVH性能，且便于水气分离管段112将气流中的氢气与其他气体及水打散，以降低氢气浓度，进而提高车辆排气的安全性。

进一步地，如图3所示，消音管段111包括至少两层消音板30，至少两层消音板30由内向外依次套设分布，其中，至少两层消音板30中位于最内层的消音板30内限定出连通于进气口21和出气口22之间的气流通道50，且相邻两层消音板30之间限定出消音腔，消音腔与气流通道50连通，且位于最外层的消音板30的底部设有排水口111a。

例如：消音管段111内设有两层消音板30，或者消音管段111内设有三层消音板30，当然，也可设有其它数量的消音板30，在此不做限定。

可以理解的是，至少两层消音板30由内向外依次套设分布，且至少两层消音板30中位于最内层的消音板30形成为气流通道50的侧壁，且其它消音板30依次套设于位于最内层的消音板30的径向外侧，相邻的两层消音板30间隔开分布，以在两层消音板30之间限定出消音腔，且消音腔与气流通道50连通。

由此，电堆结构200排出的气流在流经消音管段111时，该气流沿气流通道50流动，此时，消音板30对电堆结构200排气时产生的噪声进行吸收，且电堆结构200排气时产生的噪声能够沿气流通道50进入消音腔内以进一步降低噪声，从而利用消音板30和消音腔降低电堆结构200在排气时产生的噪声，进而提高整车的NVH性能。

其中，至少两层消音板30中位于最外层的消音板30的底部设有排水口111a。优选地，排水口111a位于最外层的消音板30的最低点处。

需要说明的是，在气流流经气流通道50时，气流会与消音板30发生碰撞，此时，气流中的水撞击到消音板30后会在自身重力的作用下下落至最外层的消音板30的最低点处，而本发明中，通过在最外层的消音板30的底部设置排水口111a，从而使得水能够直接由排水口111a排出，从而能够避免气流中的水在消音管段111内积累，以起到保护消音管段111的作用，利于延长消音管段111的使用寿命。

根据本发明实施例的尾气排放管组件100，其通过在消音管段111设置至少两层消音板30，且在相邻的消音板30之间形成有消音腔，能够利用消音板30和消音腔降低电堆结构200在排气时产生的噪声，从而提高整车的NVH性能，且利于提高驾乘人员的乘坐舒适性，同时，在最外层的消音板30的底部设置排水口111a，使得水能够直接由排水口111a排出，从而避免气流中的水在消音管段111内积累。

在一些实施例中，如图3所示，消音板30包括由内向外套设的第一消音板31、第二消音板32和外层板33，第一消音板31与第二消音板32之间限定出第一消音腔且在第一消音腔内填充有第一消音棉41，第二消音板32与外层板33之间限定出第二消音腔且在第二消音腔内填充有第二消音棉42。

可以理解的是，第一消音板31形成为气流通道50的侧壁，第二消音板32套设于第一消音板31的径向外侧，第一消音棉41填充于第一消音板31与第二消音板32之间，外层板33套设于第二消音板32的径向外侧，第二消音棉42填充于第二消音板32与外层板33之间。

由此，便于在气流流经气流通道50时，气流进入消音腔内，便于通过第一消音棉41和第二消音棉42吸收排气时产生的噪声，进一步增强消音管段111对噪声的吸收作用。

其中，第一消音棉41和/或第二消音棉42在与排水口111a沿气流通道50的径向上正对的位置处形成有排水空间43。

例如，第一消音棉41在与排水口111a沿气流通道50的径向上正对的位置处形成有排水空间43，或者第二消音棉42在与排水口111a沿气流通道50的径向上正对的位置处形成有排水空间43，再或者第一消音棉41和第二消音棉42在与排水口111a沿气流通道50的径向上正对的位置处均形成有排水空间43。

优选地，如图3所示，第二消音棉42在与排水口111a沿气流通道50的径向上正对的位置处形成有排水空间43。换言之，第二消音棉42未完全填满第二消音板32与外层板33之间的消音腔，从而便于在气流流经气流通道50时，气流与消音板30发生碰撞，此时，气流中的水撞击到消音板30后会在自身重力的作用下下落至排水空间43，进而通过排水口111a排出。

由此，通过设置排水空间43，从而使得水能够下落至排水空间43后直接由排水口111a排出，从而能够避免气流中的水在消音管段111内积累，以起到保护消音管段111的作用，利于延长消音管段111的使用寿命。

进一步地，第一消音板31设有用于将气流通道50与第一消音腔连通的第一消音孔，第二消音板32设有用于将第一消音腔与第二消音腔连通的第二消音孔，第一消音孔和第二消音孔在气流通道50的径向上错开分布。

优选地，第一消音孔设有多个，第二消音孔也设有多个，第一消音孔的孔径与第二消音孔的孔径不同，且第一消音孔和第二消音孔在气流通道50的径向上错开分布。

由此，在气流流经气流通道50时，气流会依次流向第一消音孔和第二消音孔，从而便于通过第一消音孔和第二消音孔对气流的摩擦，将噪音的能量转化为热能耗散，且第一消音孔和第二消音孔在气流通道50的径向上错开分布，以便于改变气流流经第一消音孔后的流向，以消耗噪声中的能量，进一步解决电堆结构200产生高频噪声问题，同时，利于降低气流中水的含量。

可选地，如图3所示，第一消音板31的径向厚度大于第二消音板32的径向厚度。

可以理解的是，第一消音板31形成为气流通道50的侧壁，需要说明的是，气流在流经气流通道50时，气流对第一消音板31的冲击力大于气流对第二消音板32的冲击力。

由此，第一消音板31的径向厚度大于第二消音板32的径向厚度，能够便于避免气流的冲击力对第一消音板31造成损坏，进而起到保护第一消音板31的作用，利于延长第一消音板31的使用寿命。

在一些实施例中，如图4所示，水气分离管段112内设有水气分离盘60和出水口1122a，如图5所示，水气分离盘60设有分流孔61，水气分离盘60在水气分离管段112内位于出水口1122a的上游。

可以理解的是，如图5所示，水气分离盘60可设有多个分流孔61，多个分流孔61在水气分流盘上间隔开分布，从而保证气流能够沿水气分离管段112的延伸方向流动，优选地，水气分离盘60在水气分离管段112内位于靠近进气口21的一侧，且出水口1122a位于水气分离管段112的中部，优选地，出水口1122a位于水气分离管段112的最低点处。

由此，通过设置水气分离盘60，以及在水气分离盘60上设置分流孔61，能够将流经水气分离管段112的气流中的氢气与其他气体及水打散，以充分混合氢气与其他气体，从而降低氢气浓度，且能够将部分水形成水蒸气以共同排出，利于避免氢气浓度过高而出现安全问题，进而提高车辆排气的安全性。

同时，气流与分流孔61摩擦，以将排气时产生的噪声转化为热能耗散，能够进一步地降低排气时产生的噪声。

进一步地，如图4所示，水气分离管段112包括分流子段1121和排水子段1122。

排水子段1122的底壁低于分流子段1121的底壁，水气分离盘60设于分流子段1121内，出水口1122a设于排水子段1122的底壁。

可以理解的是，分流子段1121和排水子段1122在气流的流动方向上依次设置，换言之，气流先流经分流子段1121，然后流经排水子段1122，且出水口1122a设于排水子段1122的底壁的最低点处。

在气流流经水气分离管段112时，气流先流经分流子段1121，此时分流子段1121内的水气分离盘60将流经水气分离管段112的气流中的氢气与其他气体及水打散，以使气流中的水与其它气体分离，且能够充分混合氢气与其他气体，从而降低氢气浓度，且能够将部分水形成水蒸气以共同排出。

接着，分离后的水在自身的重力作用下会下落至分流子段1121的底壁，然后沿分流子段1121的底壁流向排水子段1122的底壁，然后打散后的气体由排水子段1122内的上部空间流动，而打散后的水汇聚在排水子段1122的底壁的最低点处，接着水通过出水口1122a流出。

由此，通过设置分流子段1121和排水子段1122，以及在分流子段1121和排水子段1122分别设置水气分离盘60和出水口1122a，能够打散气流中的氢气与其他气体及水，且利于降低氢气浓度，进而避免氢气浓度过高而出现安全问题，进而提高车辆排气的安全性。

可选地，水气分离盘60为多个，多个水气分离盘60沿气流方向间隔开分布于水气分离管段112内，且相邻两个水气分离盘60的分流孔61在气流方向上错开分布。

举例而言，如图4所示，水气分离盘60为两个，两个水气分离盘60沿气流方向间隔开分布于水气分离管段112内，且如图6所示，两个水气分离盘60的分流孔61在气流方向上错开分布。

由此，在气流流经水气分离管段112时，气流会依次流向两个水气分离盘60的分流孔61，从而便于通过两个水气分离盘60的分流孔61对气流的摩擦，将噪音的能量转化为热能耗散，且两个水气分离盘60的分流孔61在气流方向上错开分布，以便于改变气流流经一个水气分离盘60后的流向，以消耗噪声中的能量，进一步解决电堆结构200产生高频噪声问题，同时，利于降低气流中水的含量。

在一些实施例中，如图1所示，消音管段111位于水气分离管段112的上游。换言之，消音管段111与水气分离管段112在气流方向上依次分布。

优选地，消音管段111与水气分离管段112在气流方向上依次相连，从而便于先通过消音管段111吸收排气时产生的噪声，然后通过水气分离管段112将气流中的氢气与其他气体及水打散，以充分混合氢气与其他气体，从而降低氢气浓度，且能够将部分水形成水蒸气以共同排出，利于避免氢气浓度过高而出现安全问题，进而提高车辆排气的安全性。

在一些实施例中，如图2所示，排气管10包括底部水平部分11、竖向部分12和顶部水平部分13，底部水平部分11、竖向部分12和顶部水平部分13依次相连。

具体地，如图2所示，底部水平部分11和顶部水平部分13分别与竖向部分12的两端相连，进气口21设于底部水平部分11背离竖向部分12的一端，出气口22设于顶部水平部分13背离竖向部分12的一端。

其中，如图1所示，消音管段111和水气分离管段112集成于底部水平部分11，从而便于降低消音管段111和水气分离管段112的设置难度，利于降低生产成本，且如此设置的尾气排放管组件100的结构简单，利于降低生产成本。

优选地，如图7所示，底部水平部分11适于通过安装支架500与车架300相连，竖向部分12适于与气瓶框架400相连，顶部水平部分13伸至气瓶框架400的上方。

举例而言，在将尾气排放管组件100安装于车辆上时，底部水平部分11与车架300可拆卸相连，竖向部分12沿气瓶框架400的高度方向延伸，且与气瓶框架400可拆卸地相连，气瓶框架400内设有氢瓶401，顶部水平部分13伸至气瓶框架400的上方，且凸出于车顶，出气口22设于顶部水平部分13背离竖向部分12的一端。

换言之，出气口22的高度高于车顶的高度，优选地，顶部水平部分13朝向车尾的方向延伸，例如顶部水平部分13朝向靠近车尾的左侧的方向延伸，即出气口22朝向靠近车尾的左侧的方向排气，或者顶部水平部分13朝向靠近车尾的右侧的方向延伸，即出气口22朝向靠近车尾的右侧的方向排气。

当然，顶部水平部分13的延伸方向也可为其它方向，即出气口22的排气方向可为其它方向，在此不做限定。

可选地，底部水平部分11中的消音管段111设有支耳113，且支耳113通过安装支架500与车架300可拆卸地相连，利于增强底部水平部分11的结构稳定性，其中，安装支架500与消音管段111之间设有减震垫501，从而避免消音管段111将噪声传递至车架300上，进而提高驾乘人员的乘坐舒适性，且竖向部分12通过多个卡箍支架600与气瓶框架400可拆卸地相连，多个卡箍支架600间隔开分布，从而便于降低竖向部分12与气瓶框架400的连接难度，且利于增强竖向部分12的结构稳定性，顶部水平部分13可通过固定结构固定于气瓶框架400的顶部，从而增强顶部水平部分13的结构稳定性，进而增强出气口22的出气稳定性。

其中，需要说明的是，在现有技术中，排气尾管通常布置在底盘的下中部，且排气尾管朝向底面的方向向斜下排气，导致电堆结构200反应后产生的水、水蒸气和未反应的气体以非常高的流速排出，遇到有灰尘的路面会造成气体吹地，进而形成扬尘，造成空气混浊、污染；同时，氢气密度小，一般由下向上运动，而排气尾管在车体下部，且氢气又具有极强的扩散性，导致在氢气上升的过程中，若驾驶员开门可能造成氢气进入驾驶室，或者在上升过程中在车的某个空间聚集，一旦浓度达到4％以上，就会有爆炸的风险，降低了车辆排气的安全性。

由此，本发明中，通过设置底部水平部分11、竖向部分12和顶部水平部分13，以将出气口22设于车顶的上方，从而避免由排气管10排出的高速的水、水蒸气以及未反应的气体吹地而造成扬尘污染、路面泥水污染等环境问题，同时，由出气口22排出带有氢气的水气混合物后，其中的氢气能够在车顶的上方直接扩散上升，从而避免氢气在车体附近聚集，从而避免氢气聚集产生爆炸等安全问题，进而提高车辆排气的安全性。

其中，通过设置竖向部分12，使得气流在沿竖向部分12流动时，气流中的水能够在自身的重力下下落，进而落回至排水子段1122的底壁的最低点处，接着水通过出水口1122a流出，从而便于通过竖向部分12进一步实现对气流的水和气体的分离。

本发明还提出了一种车辆。优选地，车辆为氢燃料电池车，当然，车辆也可为其它类型的车辆，在此不做限定。

根据本发明实施例的车辆，设置有上述任一种实施例所述的尾气排放管组件100。

根据本发明实施例的车辆，其尾气排放管组件100通过在消音管段111设置至少两层消音板30，且在相邻的消音板30之间形成有消音腔，能够利用消音板30和消音腔降低电堆结构200在排气时产生的噪声，从而提高整车的NVH性能，且利于提高驾乘人员的乘坐舒适性。

同时，在最外层的消音板30的底部设置排水口111a，使得水能够直接由排水口111a排出，从而避免气流中的水在消音管段111内积累，且出气口22位于车顶的上方，能够避免出现扬尘污染、路面泥水污染等环境问题，以及避免氢气在车体附近聚集，从而避免氢气聚集产生爆炸等安全问题，进而提高车辆排气的安全性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。