燃料电池空气系统消声器详解

知识点：消声器

与传统燃油车相比，氢燃料电池汽车的噪声要小得多，但即便如此，氢燃料电池汽车上仍有一些噪声源，会影响乘员的舒适性，尤其是在燃料电池系统中的空气供应系统中，空压机工作时噪声较大，一般需要在排气路加装消声器，减少排气噪声。

前段时间，我们已经陆续介绍了燃料电池系统中空气路中的空气滤清器、流量计、空压机、中冷器、电子节气门，接下来我们着重介绍一下消声器。

丰田Mirai燃料电池系统

消声器作为消除空气动力性噪声的重要器件，其形式和种类多样，按照工作原理不同可以分为三类，即阻性消声器、抗性消声器以及阻抗复合式消声器。

阻性消声器

阻性消声器通过安装在气流通道中的多孔吸声材料将能量吸收，当噪声通过消声器内部管道时，通过多孔吸声材料的小孔内空气介质的振动，通过摩擦和阻尼作用，将噪声变成热能耗散掉，以达到消声的目的。

概括说来，阻性消声器就是采用吸声原理，让声波在吸音介质中传播，通过将声能转化为其他类型能量（一般多是热能），从而达到消声效果的。阻性消声器就好比电学里的纯电阻电路，吸声材料类似于电阻，故而，称这类消声为阻性消声器。

阻性消声器

一般而言，阻性消声器对中高频段的噪声具有较好的消声效果，对于低频段噪声，消声效果比较差。按照气流通道的构造形式和安装位置，阻性消声器又可分为直管式、片式、蜂窝式、折板式、声流式、弯管式和迷宫式等。

由于阻性消声器的流阻较大，因此不大适合应用在燃料电池系统中。

抗性消声器

与阻性消声器相比，抗性消声器不需要使用多孔吸声材料。抗性消声器利用管道上连接界面突变的管道或者旁接共振腔，利用声波在突变截面发生反射、干涉等，进而达到消声的目的。按照消声原理不同，抗性消声器又可分为共振式、扩张式、微穿孔板式等。

抗性消声器对于低中频率范围内具有特别好的消声效果，可以适应高速、高温、脉动气流下工作，特别适合作为发动机等的排气消声器。

抗性消声器

阻抗复合式消声器

阻抗复合式消声器，即阻性消声器和抗性消声器相结合，也因此结合了阻性消声器和抗性消声器的优点，在比较宽频下实现了较好的消声效果。

燃料电池汽车用消声器

前面提到由于阻性消声器的流阻较大，因此不大适用于燃料电池系统。用在车上的消声器需要在不同负载和不同速度下工作，因此，就要求消声器也能在不同温度和流速下正常运行，同时需要在较宽频范围内均具有较好的消声效果，较低的流阻。

具体到燃料电池车上，一般要求消声器具有如下特性：

1. 1.     宽频内良好的消声效果，降噪能力；

2. 2.     较低的压力损失；

3. 3.     耐高温、耐腐蚀、耐气流冲击

4. 4.     可靠性好

5. 5.     成本低

6. 
   

在燃料电池系统开发过程中，压损是影响其性能的重要因素。大的压力损失就表示需要消耗相对大的功率以克服大压损，而消耗功率大就意味着燃料电池系统的寄生功率高，输出功率低，对输出性能有着直接影响。因此，在设计消声器时，对压损要特别关注。

燃料电池系统冷却系统

至此，燃料电池系统的空气路上的关键部件已经陆续介绍完毕，接下来，将介绍燃料电池系统中的冷却水路的核心部件，包括电子节温器、电子水泵、散热器、电子风扇、去离子器、膨胀水箱等。

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