CN111963464A - 氢燃料电池用自适应空压机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氢燃料电池用自适应空压机，包括第一级空压机、第二级空压机和永磁同步电机，所述第一级空压机包括第一级叶轮和第一级蜗壳，所述第二级空压机包括第二级叶轮和第二级蜗壳，所述永磁同步电机包括电机机壳、电机转子、电机定子和冷却水套，所述第一级蜗壳和第二级蜗壳分别固定安装在电机机壳的两端，所述第一级叶轮和第二级叶轮分别固定安装在电机转子的两端，所述冷却水套固定安装在所述电机机壳外侧，所述电机机壳正对所述冷却水套设置有冷却水流道，还包括空气流通管道，所述空气流通管路能够实现第一级空压机和第二级空压机的并联或串联。可以更好的提高空压机的工作范围，满足不同电堆的使用需求，实现空压机的自适应性。
Description
技术领域
本发明涉及氢燃料电池技术领域，特别是涉及一种氢燃料电池用自适应空压机。
背景技术
空压机作为氢燃料电池空气供应子系统的主要部件，其性能的优劣与燃料电池系统性能息息相关。由于目前空压机流量压比需由电堆功率决定，导致了同一型号空压机只能为特定功率电堆供应压缩空气，这种定制化需求大大增加了空压机的研发成本，降低了空压机的普适性，这也导致了空压机的采购成本居高不下，阻碍了氢燃料电池的快速发展。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是如何提供一种能够适用于不同功率燃料电池电堆的氢燃料电池用自适应空压机，提高空压机的工作范围，满足不同电堆的使用需求，实现空压机的自适应性。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种氢燃料电池用自适应空压机，包括第一级空压机、第二级空压机和永磁同步电机，所述第一级空压机包括第一级叶轮和第一级蜗壳，所述第二级空压机包括第二级叶轮和第二级蜗壳，所述永磁同步电机包括电机机壳、电机转子、电机定子和冷却水套，所述第一级蜗壳和第二级蜗壳分别固定安装在电机机壳的两端，所述第一级叶轮和第二级叶轮分别固定安装在电机转子的两端，所述冷却水套固定安装在所述电机机壳外侧，所述电机机壳正对所述冷却水套设置有冷却水流道，所述冷却水套上设置有冷却液进口和冷却液出口，还包括空气流通管道，所述空气流通管路能够实现第一级空压机和第二级空压机的并联或串联。
这样，本申请可以实现两级空压机并联或串联运行，提供大流量、低压比或小流量、高压比的压缩空气。
其中，所述空气流通管路包括入口管道、出口管道、第一级空压机入口管道、第一级空压机出口管道、第二级空压机入口管道、第二级空压机出口管道、第一级空压机出口阀门、第二级空压机入口阀门和出口管道阀门；所述第一级空压机入口管道的两端与入口管道和第一级空压机连接，所述第一级空压机出口管道与第一级空压机和出口管道连接，所述第二级空压机入口管道的两端分别与第二级空压机和入口管道连接，所述第二级空压机入口管道上安装有第二级空压机入口阀门，所述第二级空压机出口管道与第二级空压机和出口管道连接，所述第二级空压机入口管道与第一级空压机出口管道通过第一连接管道连接，所述第一连接管道上安装有第一级空压机出口阀门，所述出口管道上安装有出口管道阀门。
这样，可以通过关闭或开启不同管道上的阀门，达到大流量低压比或小流量高压比的工况转变，提高空压机的工作范围，满足不同电堆的使用需求，实现空压机的自适应性。
其中，所述电机转子的两端安装有径向空气轴承，所述电机转子靠近第二级空压机的一端安装有推力轴承。
其中，所述冷却水流道内的冷却液为乙二醇溶液。提高冷却效果。
本发明的有益效果是：
燃料电池用流量压比可变空压机可以通过关闭或开启不同空气管路的阀门，达到大流量低压比或小流量高压比的工况转变，提高空压机的工作范围，满足不同电堆的使用需求，实现空压机的自适应性。
附图说明
图1为本发明所述的一种氢燃料电池用自适应空压机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“上、下”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
如图1所示，一种氢燃料电池用自适应空压机，包括第一级空压机3、第二级空压机12和永磁同步电机，所述第一级空压机3包括第一级叶轮和第一级蜗壳，所述第二级空压机12包括第二级叶轮和第二级蜗壳，所述永磁同步电机包括电机机壳7、电机转子5、电机定子6和冷却水套9，所述第一级蜗壳和第二级蜗壳分别固定安装在电机机壳7的两端，所述第一级叶轮和第二级叶轮分别固定安装在电机转子5的两端，所述冷却水套9固定安装在所述电机机壳7外侧，所述电机机壳7正对所述冷却水套设置有冷却水流道8，所述冷却水套9上设置有冷却液进口和冷却液出口，还包括空气流通管道，所述空气流通管路能够实现第一级空压机3和第二级空压机12的并联或串联。
这样，本申请可以实现两级空压机并联或串联运行，提供大流量、低压比或小流量、高压比的压缩空气。
其中，所述空气流通管路包括入口管道1、出口管道19、第一级空压机入口管道2、第一级空压机出口管道13、第二级空压机入口管道16、第二级空压机出口管道17、第一级空压机出口阀门14、第二级空压机入口阀门15和出口管道阀门18；所述第一级空压机入口管道2的两端与入口管道1和第一级空压机3连接，所述第一级空压机出口管道13与第一级空压机3和出口管道19连接，所述第二级空压机入口管道16的两端分别与第二级空压机12和入口管道1连接，所述第二级空压机入口管道16上安装有第二级空压机入口阀门15，所述第二级空压机出口管道17与第二级空压机12和出口管道19连接，所述第二级空压机入口管道16与第一级空压机出口管道13通过第一连接管道连接，所述第一连接管道上安装有第一级空压机出口阀门14，所述出口管道19上安装有出口管道阀门18。
这样，可以通过关闭或开启不同管道上的阀门，达到大流量低压比或小流量高压比的工况转变，提高空压机的工作范围，满足不同电堆的使用需求，实现空压机的自适应性。
其中，所述电机转子的两端安装有径向空气轴承4，所述电机转子靠近第二级空压机的一端安装有推力轴承11。
其中，所述冷却水流道8内的冷却液为乙二醇溶液。提高冷却效果。
原理：
1.并联模式，即大流量、低压比：
打开第二级空压机入口阀门15、关闭第一级空压机出口阀门14、打开出口管道阀门18；
空气由入口管道1进入，由于第二级空压机入口阀门15打开，且第一级空压机出口阀门14关闭，空气分为两部分，一部分通过第一级空压机入口管道2进入第一级空压机3，经过第一级空压机压缩后，通过第一级空压机出口管道13，流经打开的出口管道阀门18，进入空气出口管道19，达到出口；另一部分流经打开的第二级空压机入口阀门15，由第二级空压机入口管道16进入第二级空压机12进行压缩，完毕后由第二级空压机出口管道17到达出口，实现空压机的并联模式，从而可为电堆提供大流量低压比的压缩空气。
2.串联模式，即小流量、高压比：
关闭第二级空压机入口阀门15、打开第一级空压机出口阀门14、关闭出口管道阀门18；
空气由入口管道1进入，经过第一级空压机入口管道2，进入第一级空压机3压缩，结束后，由第一级空压机出口管道13流出，流经打开的第一级空压机出口阀门14，通过第二级空压机入口管道16，进入第二级空压机12进行压缩，而后由第二级空压机出口管道17和空气出口管道19到达出口，实现空压机的串联模式，为电堆提供小流量高压比的压缩空气。
最后应说明的是：本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等统计数的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。
Claims (4)
1.一种氢燃料电池用自适应空压机，其特征在于，包括第一级空压机、第二级空压机和永磁同步电机，所述第一级空压机包括第一级叶轮和第一级蜗壳，所述第二级空压机包括第二级叶轮和第二级蜗壳，所述永磁同步电机包括电机机壳、电机转子、电机定子和冷却水套，所述第一级蜗壳和第二级蜗壳分别固定安装在电机机壳的两端，所述第一级叶轮和第二级叶轮分别固定安装在电机转子的两端，所述冷却水套固定安装在所述电机机壳外侧，所述电机机壳正对所述冷却水套设置有冷却水流道，所述冷却水套上设置有冷却液进口和冷却液出口，还包括空气流通管道，所述空气流通管路能够实现第一级空压机和第二级空压机的并联或串联。
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池用自适应空压机，其特征在于，所述空气流通管路包括入口管道、出口管道、第一级空压机入口管道、第一级空压机出口管道、第二级空压机入口管道、第二级空压机出口管道、第一级空压机出口阀门、第二级空压机入口阀门和出口管道阀门；所述第一级空压机入口管道的两端与入口管道和第一级空压机连接，所述第一级空压机出口管道与第一级空压机和出口管道连接，所述第二级空压机入口管道的两端分别与第二级空压机和入口管道连接，所述第二级空压机入口管道上安装有第二级空压机入口阀门，所述第二级空压机出口管道与第二级空压机和出口管道连接，所述第二级空压机入口管道与第一级空压机出口管道通过第一连接管道连接，所述第一连接管道上安装有第一级空压机出口阀门，所述出口管道上安装有出口管道阀门。
3.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池用自适应空压机，其特征在于，所述电机转子的两端安装有径向空气轴承，所述电机转子靠近第二级空压机的一端安装有推力轴承。
4.根据权利要求3所述的一种氢燃料电池用自适应空压机，其特征在于，所述冷却水流道内的冷却液为乙二醇溶液。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113586412A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-11-02 | 三一汽车制造有限公司 | 压缩机系统及其控制方法、控制装置和加氢站 |
| CN114033715A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-02-11 | 北京理工大学 | 一种车用燃料电池用空气压缩进气装置 |
| CN114151365A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-08 | 海德韦尔(太仓)能源科技有限公司 | 一种两级并联电动空压机 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1585177A (zh) * | 2004-06-03 | 2005-02-23 | 西安交通大学 | 燃料电池用压缩机－膨胀机系统 |
| US20050126219A1 (en) * | 2003-12-10 | 2005-06-16 | Petrowski Joseph M. | Refrigeration compression system with multiple inlet streams |
| CN104976146A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-10-14 | 同济大学 | 一种燃料电池发动机用两级增压直驱空气压缩机 |
| CN210949189U (zh) * | 2019-11-12 | 2020-07-07 | 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 | 一种氢燃料电池用两级高速离心空压机 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050126219A1 (en) * | 2003-12-10 | 2005-06-16 | Petrowski Joseph M. | Refrigeration compression system with multiple inlet streams |
| CN1585177A (zh) * | 2004-06-03 | 2005-02-23 | 西安交通大学 | 燃料电池用压缩机－膨胀机系统 |
| CN104976146A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-10-14 | 同济大学 | 一种燃料电池发动机用两级增压直驱空气压缩机 |
| CN210949189U (zh) * | 2019-11-12 | 2020-07-07 | 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 | 一种氢燃料电池用两级高速离心空压机 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113586412A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-11-02 | 三一汽车制造有限公司 | 压缩机系统及其控制方法、控制装置和加氢站 |
| CN114033715A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-02-11 | 北京理工大学 | 一种车用燃料电池用空气压缩进气装置 |
| CN114151365A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-08 | 海德韦尔(太仓)能源科技有限公司 | 一种两级并联电动空压机 |
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