CN112814935A - 一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机、燃料电池系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机、燃料电池系统及车辆，属于氢燃料电池电驱动空气压缩机技术领域。解决了现有的压缩机体积大、转速低及冷却效果差的问题。要点：定子、主轴设置在外壳内，主轴穿插在定子内腔中自由转动；推力盘置于叶轮后侧，迷宫式密封置于叶轮外缘后侧，空气流经迷宫式密封对主轴进行冷却；隔断套筒置于主轴与定子之间，将定子和主轴密闭隔断，冷却液体在外壳与隔断套筒间流动，将定子沉浸在冷却液体内。本发明定子完全沉浸入液体将电机大部分热量带走，液体的比热容远远大于空气，需要的冷却流量小，提高系统效率，并保证在极端外部环境下，比如沙漠高温干燥地带，能达到降低电机内部温度，保证电机正常运行的效果。

Description

一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机、燃料电池系统及车辆
技术领域
本发明涉及一种燃料电池用压缩机、燃料电池系统及车辆，具体涉及一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机、燃料电池系统及车辆，属于氢燃料电池电驱动空气压缩机技术领域。
背景技术
在新能源方面，采用氢燃料电池提供动力的汽车的动力性能高、加氢快、续航里程长，是21世纪新能源汽车最具战略意义的突破口。氢燃料电池通过氢气与氧气进行化学反应直接输出电能，氢燃料电池功率密度与空气供给系统供气压力及供气流量直接相关，供气压力高，氧气分压高，燃料电池反应速度加快，输出功率增大。
空气压缩机可以为燃料电池系统提供高压气源，与螺杆压缩机、涡旋压缩机相比，离心式空压机能提供更高压比的气源，显著提升电堆的功率密度和整体性能。而且，空气悬浮式离心空气压缩机的出口空气无油，容易实现小型、轻量化，是车用燃料电池空压机的最佳选择。
为了匹配燃料电池系统性能，小型离心压缩机的转速高，转子与周围空气发生剧烈摩擦，产生大量热能，使得转子温度升高、变形，热量还将传递至轴承，可能导致轴承高温失效；在超高速作用下，电机定子的温度也会迅速上升，若不能及时冷却，过多的热量将影响绝缘材料的使用寿命，降低电机的输出功率，严重时烧毁电机。
已有技术采用空气冷却电机定子，冷却效果不理想；需要同轴风扇耗功，降低系统效率；或者采用水冷电机定子，在电机壳体内侧布置冷却通道，冷却电机壳体，达到给电机定子降温的效果。
冷却效果不明显主要体现。如果加大冷却风量，会造成耗功，同时经过加热的空气的排放造成空气压缩机外部环境的热量积累。燃料电池应用，由于汽车部件的尺寸和重量要求，空压机(现有技术中空压机的体积大小为17寸电脑大小，转速在7万转/分钟左右)设计应以最大限度提升能量密度，减少自身体积和重量，故而电机设计紧凑，转速高，定子和转子之间存在的间隙的风损高(跟转速成正比)，并带来电机过热的隐患；如果采用传统的水冷来冷却电机定子，因为是在电机壳体布置冷却通道，通过金属传热带走定子的热量，这种冷却存在的问题，定子的两侧末端绕组不能很好的冷却，必须在定子两侧加金属帽，扣住线圈，然后冷却外部金属帽。或者加大冷却风扇功率，采用空气冷却定子两侧末端绕组，但是这样同时也降低了电机整体的效率。
例如现有技术中，公布号为CN108533510A，公布日为2018.09.14，发明名称为燃料电池用空气悬浮离心压缩机的发明专利申请中，在电机外壳内部、定子外围设有液体冷却，利用金属传热带走定子的热量，该冷却方式效果有限；其次，该专利申请将推力盘置于叶轮远端，推力盘属于高热部件，其并未考虑推力盘的冷却问题；再者，该发明专利申请还存在体积大、转速低的缺陷。
为此，需要对压缩机的冷却方式、整体布局进行改进，以克服现有技术中压缩机体积大、转速低及冷却效果不理想的问题。
需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
鉴于上述事实，本发明的目的是针对现有的压缩机体积大、转速低及冷却效果差的问题，进而设计了一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机、燃料电池系统及车辆，压缩机用于输出压缩空气给电堆进行氢氧反应发电。压缩机的电机定子完全浸泡在液体中，冷却效果明显，更好的保证电机在极端情况下的正常运行。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
方案一：一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机，包括：
外壳，外壳上设置有进液口和排液口；
定子、主轴，设置在所述外壳内，主轴穿插在定子内腔中自由转动；
叶轮、蜗壳，蜗壳与外壳连接，叶轮置于蜗壳内并与所述主轴前端连接；
迷宫式密封、推力盘，推力盘置于叶轮后侧，迷宫式密封置于叶轮外缘后侧，经过压缩的空气流经迷宫式密封对主轴进行冷却；
扩压器，设置于外壳靠近叶轮一侧；
隔断套筒，设置在主轴与定子之间，将定子和主轴密闭隔断，冷却液体在外壳与隔断套筒之间流动，将定子完全沉浸在冷却液体内。
进一步地：所述冷却液体为乙二醇，乙二醇和水的混合液，去离子水，油等其他液体。本方案中可以直接将车辆的冷却液直接作为电机的冷却介质，无需增加额外设备，进一步减轻了装置重量及体积。
进一步地：所述主轴的直径为20mm。现有技术中主轴直径为30-40mm，风损数值为主轴直径的4次幂，那么本发明的风损较现有技术大幅降低。
结合方案一，在方案一的某些实现方式中，还包括主轴支撑部件，
前轴承座、后轴承座、后径向轴承、前径向轴承，所述前轴承座、后轴承座密封安装在外壳的前后端，所述主轴前端通过前径向轴承与前轴承座连接，主轴后端通过后径向轴承与后轴承座连接。如此设置，主轴在定子内腔中自由转动。
结合方案一，在方案一的某些实现方式中，还包括推力盘支撑部件，
推力轴承座、外推力轴承、内推力轴承，推力轴承座与前轴承座连接，推力轴承座与前轴承座之间由前至后依次设置外推力轴承、推力盘、内推力轴承；迷宫式密封设置在叶轮与推力轴承座之间。如此设置，为推力盘提供支撑。
进一步地：所述叶轮、推力盘、主轴三者通过拉伸螺杆同轴连接，经过压缩的空气流经迷宫式密封对推力轴承进行冷却。如此设置，保证三者同轴转动。
结合方案一，在方案一的某些实现方式中，隔断套筒前后两端与前轴承座、后轴承座通过密封圈进行密封连接。
前轴承座和后轴承座的外壁上开设有密封槽，密封槽内设置密封圈，隔断套筒的内壁与前轴承座、后轴承座的外壁之间通过密封圈密封。
或者，隔断套筒两端的外壁上开设有密封槽，密封槽内设置密封圈，隔断套筒的外壁与前轴承座、后轴承座的内壁之间通过密封圈密封。
如此设置，采用多样的密封方式，在保证密封性的同时，便于加工、安装及拆卸。
结合方案一，在方案一的某些实现方式中，隔断套筒为一体制造结构。如此设置，便于加工。
结合方案一，在方案一的某些实现方式中，隔断套筒为分体制造结构。如此设置，便于安装及拆卸。
隔断套筒包括前长套筒和后套筒，前长套筒和后套筒密封连接；
或者，隔断套筒包括前套筒和后长套筒，前套筒和后长套筒密封连接；
或者，隔断套筒包括前套筒、中部套筒和后套筒，前套筒、中部套筒和后套筒依次密封连接；
进一步地，中部套筒位于转轴中心部，中部套筒壁厚小于前套筒及后套筒的壁厚。如此设置，增加了热传导性，快速导出热量。
结合方案一，在方案一的某些实现方式中，中部套筒采用无导电性材料，例如：PEEK塑料，POM塑料，PBT塑料，PVC塑料，碳纤维等等，凡是具有防水且无导电性材料均可作为隔断套筒材料，这里不再枚举。
结合方案一，在方案一的某些实现方式中，隔断套筒为中部套筒，中部套筒与前轴承座、后轴承座通过密封圈进行密封连接。如此设置，便于安装及拆卸。相当于将前轴承座与前套筒加工为一体，后轴承座与后套筒加工为一体。
如上做出的实现设计，在不产生互相矛盾的情况下，可以进行组合，构成不同的技术方案。
方案二：根据发明的另一个方面，还提供一种燃料电池系统，包括方案一所述的高速空气悬浮压缩机。
方案三：根据本发明的又一个方面，提供一种车辆，包括方案一所述的高速空气悬浮压缩机或方案二所述的燃料电池系统。
本发明所达到的效果为：
其一：本发明的叶轮后侧布置推力盘，采用隔断套筒把电机定子和电机轴系部件隔断，然后从电机外壳部位，设置液体流入和流出接口通道，达到定子完全沉浸入液体并将电机大部分热量带走，液体的比热容远远大于空气，需要的冷却流量小，提高系统效率，远离叶轮端不布置同轴冷却风扇，并保证在极端外部环境下，比如沙漠高温干燥地带，能达到降低电机内部温度，保证电机正常运行的效果；
其二：电机的轴系冷却，一方面由空气流经带走热量，一方面由金属的热传导和对流散热，因为定子和金属套筒温度比其他部分低很多，大部分转子和机械部件的温度也会降低，可以完全放弃空气冷却风扇，形成极好的散热效果。
其三：现有技术中压缩机体积越小，功率越小，冷却能力越差，而本发明的压缩机在保证冷却效果的前提下，结构紧凑，可以达到15万转/分钟，体积仅为手掌大小，典型外形尺寸长*宽*高为200*150*160，单位为mm。
其四：本发明在极端工作状态下，径向轴承和推力轴承均产生大约于正常工作的200％-300％的热量下(可视为极端恶劣工作条件)，保持电机正常功率输出(12-16kw)和转子正常工作转速(120,000-150,000rpm)下，仿真计算结果验证了本发明的冷却方式保证了电机内部温度的分布均在行业已知的正常温度范围，从而确保了电机的正常工作和设计寿命。
附图说明
图1为本发明的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机的装配图；
图2为本发明的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机的定子完全浸泡状态图；
图3为本发明的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机的空气冷却流向示意图；
图4为本发明的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机的隔断套筒与前轴承座、后轴承座第一种密封连接关系图；
图5为本发明的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机的隔断套筒与前轴承座、后轴承座第二种密封连接关系图；
图6为本发明的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机的三段式分体隔断套筒示意图；
图7为本发明的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机的两段式分体隔断套筒示意图(前短后长)；
图8为本发明的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机的两段式分体隔断套筒示意图(前长后短)；
图9为本发明的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机的一体式隔断套筒示意图；
图10为本发明的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机的隔断套筒与定子位置关系图；
图11为本发明的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机的温度分布图(不含叶轮及蜗壳)；
图12为本发明的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机的空气冷却流道的温度和压力分布；
图13为本发明的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机的外形尺寸图(主视图)；
图14为本发明的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机的外形尺寸图(侧视图)。
图中：1-支座；2-后径向轴承；3-定子；4-外壳；5-前径向轴承；6-前轴承座；7-螺栓；8-蜗壳；9-迷宫式密封；10-进气口；11-拉伸螺杆；12-叶轮；13-推力轴承座；14-扩压器；15-排气口；16-外推力轴承；17-推力盘；18-内推力轴承；19-进液口；20-主轴；21-排液口；22-后套筒；23-后轴承座；24-后盖；25-中部套筒；26-前套筒；27-前长套筒；28-后长套筒。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
下面根据附图详细阐述本发明优选的实施例。
实施例1：参见图1、2、3、4、6、10，本实施例的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机包括：
支座1、后径向轴承2、定子3、外壳4、前径向轴承5、前轴承座6、蜗壳8、迷宫式密封9、拉伸螺杆11、叶轮12、推力轴承座13、扩压器14、外推力轴承16、推力盘17、内推力轴承18、主轴20、后轴承座23、后盖24和隔断套筒，隔断套筒为三段式分体结构，包括前套筒26、中部套筒25和后套筒22；
所述外壳4设置在支座1上，外壳4上设置有进液口19和排液口21，进液口19和排液口21处连接有管接头；
所述前轴承座6通过螺栓固定安装在外壳4的前端，且所述前轴承座6的外壁与外壳4的前端内壁间通过密封圈实现密封安装，所述后轴承座23通过螺栓固定安装在外壳4的后端，且所述后轴承座23的外壁与外壳4的后端内壁间通过密封圈实现密封安装；所述主轴20前端通过前径向轴承5与前轴承座6连接，主轴20后端通过后径向轴承2与后轴承座23连接，后轴承座23上固定安装有后盖24；所述定子3固定安装在外壳4内壁上，主轴20穿插在定子3内腔中自由转动；
所述外壳4的前端与蜗壳8通过螺栓7固定连接，扩压器14设置于外壳4靠近叶轮12一侧，蜗壳8上设置有进气口10和排气口15；叶轮12置于蜗壳8内，所述推力轴承座13与前轴承座6通过螺栓实现紧固连接，推力轴承座13与前轴承座6之间由前至后依次设置外推力轴承16、推力盘17、内推力轴承18；叶轮12、推力盘17、主轴20三者通过拉伸螺杆11同轴连接；迷宫式密封9设置在叶轮12与推力轴承座13之间，并固定安装在推力轴承座13上，经过压缩的空气流经迷宫式密封9对推力轴承及主轴20进行冷却；
隔断套筒设置在主轴20与定子3之间，将定子3和主轴20密闭隔断，冷却液体在外壳4与隔断套筒之间流动，将定子3完全沉浸在冷却液体内，所述冷却液体为乙二醇；具体地，前套筒26、中部套筒25和后套筒22依次密封连接；中部套筒位于转轴中心部，中部套筒正对永磁体设置，中部套筒壁厚小于前套筒及后套筒的壁厚；中部套筒采用PEEK塑料制成，前轴承座6和后轴承座23的外壁上开设有密封槽，密封槽内设置密封圈，前套筒26的内壁与前轴承座6的外壁之间通过密封圈密封安装，后套筒22的内壁与后轴承座23的外壁之间通过密封圈密封安装，前套筒26的后端和后套筒22的前端分别胶黏密封在中部套筒25的外壁上。
实施例2：与实施例1的不同在于，隔断套筒与前轴承座6和后轴承座23的密封方式；具体为：前套筒26和后套筒22的外壁上开设有密封槽，密封槽内设置密封圈，前套筒26的外壁与前轴承座6的内壁之间通过密封圈密封安装，后套筒22的外壁与后轴承座23的内壁之间通过密封圈密封安装。具体参见图5。
实施例3：与实施例1或实施例2的不同在于，隔断套筒采用一体制造结构，隔断套筒的两端与前轴承座6和后轴承座23密封安装。具体参见图9。
实施例4：与实施例1或实施例2的不同在于，隔断套筒采用两段式分体结构，具体为：隔断套筒包括密封连接的前长套筒27和后套筒22，前长套筒27与前轴承座6密封安装，后套筒22与后轴承座23密封安装。具体参见图8。
实施例5：与实施例1或实施例2的不同在于，隔断套筒采用两段式分体结构，具体为：隔断套筒包括密封连接的前套筒26和后长套筒28，前套筒26与前轴承座6密封安装，后长套筒28与后轴承座23密封安装。具体参见图7。
实施例6：与上述实施例1的不同在于，中部套筒25采用POM塑料制成。
实施例7：与上述实施例1的不同在于，中部套筒25采用PBT塑料制成。
实施例8：与上述实施例1的不同在于，中部套筒25采用PVC塑料制成。
实施例9：与上述实施例1的不同在于，中部套筒25采用碳纤维制成。
实施例10：与上述实施例1的不同在于，冷却液体为乙二醇和水的混合液。
实施例11：与上述实施例1的不同在于，冷却液体为油。
如上做出的实施例1-11，在不产生互相矛盾的情况下，可以进行组合，构成不同的实施方案。
实施例12：本实施例还提供一种燃料电池系统，包括实施例1-11任一所述的高速空气悬浮压缩机。
实施例13：本实施例又一个方面，提供一种车辆，包括实施例1-11任一所述的高速空气悬浮压缩机或实施例12所述的燃料电池系统。
本发明的冷却仿真试验如下：
1、材料特征
表1为材料特性列表
Figure BDA0002936313880000081
Figure BDA0002936313880000091
2、电机冷却条件如下：
乙二醇(Ethylene glycol)冷却流道:湍流(turbulent flow)
密度在20℃时:1114kg/m3
导热系数:0.256W/m.K
比热容:2433J/kg.K
黏度:18.376cP；
流体入口压力:(101325+32022)Pa
流体入口质量流量:0.1kg/s
体积流量:0.1/1114＝9e-5m3/s
流体入口停滞温度:45℃
流体出口压力:101325Pa
流体需要的泵功率:9e-5*32022＝2.87W；
转子转速:120,000-150,000rpm(转/分钟)
电机输出功率范围:12-16kw
空气冷却流道:湍流(turbulent flow)
入口空气停滞温度:140℃
出口压力:86000Pa；
3、热量分析计算结果，参见如11和12；
乙二醇出口停滞温度:51.03℃
空气出口停滞温度:137.7℃
按体积平均的转子温度:164.4℃
按体积平均的永磁体温度:145.2℃
按体积平均的定子叠片温度:69.8℃
按面积平均的定子叠片外径温度:75.34℃
按体积平均的定子齿和铜绕组温度:64.2℃；
表2:按面积平均的表压压力和温度(图12上1234各位置)
1 2 3 4
温度(℃) 173.9 159.4 177 128.4
表压压力(Pa) 25005 22095.7 12429 6514.3
仿真计算结果的总结：
通过设定输入条件建模，在径向轴承和推力轴承均产生大约于正常工作的200％-300％的热量下(可视为极端恶劣工作条件)，保持电机正常功率输出(12-16kw)和转子正常工作转速(120,000-150,000rpm)下，仿真计算结果验证了本发明的冷却方式保证了电机内部温度的分布均在行业已知的正常温度范围，从而确保了电机的正常工作和设计寿命。采用现有技术中的电机结构设计的冷却方式，在同样冷却输入条件下(主要是液体和空气的进出口流量和温度，并在远离叶轮侧无冷却风扇条件下)，电机内部温度的分布均无法达到行业已知的正常温度范围，电机处于高温状态，无法正常工作，使用寿命也远远达不到设计寿命，亦然无法与本发明的冷却效果相比拟。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机，其特征在于，包括：
外壳(4)，外壳(4)上设置有进液口(19)和排液口(21)；
定子(3)、主轴(20)，设置在所述外壳(4)内，主轴(20)穿插在定子(3)内腔中自由转动；
叶轮(12)、蜗壳(8)，蜗壳(8)与外壳(4)连接，叶轮(12)置于蜗壳(8)内并与所述主轴(20)前端连接；
迷宫式密封(9)、推力盘(17)，推力盘(17)置于叶轮(12)后侧，迷宫式密封(9)置于叶轮(12)外缘后侧，经过压缩的空气流经迷宫式密封(9)对主轴(20)进行冷却；
扩压器(14)，设置于外壳(4)靠近叶轮(12)一侧；
隔断套筒，设置在主轴(20)与定子(3)之间，将定子(3)和主轴(20)密闭隔断，冷却液体在外壳(4)与隔断套筒之间流动，将定子(3)完全沉浸在冷却液体内。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机，其特征在于：所述冷却液体为乙二醇，乙二醇和水的混合液，去离子水或者油。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机，其特征在于：所述主轴(20)的直径为20mm。
4.根据权利要求1或3所述的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机，其特征在于：还包括主轴支撑部件，
前轴承座(6)、后轴承座(23)、后径向轴承(2)、前径向轴承(5)，所述前轴承座(6)、后轴承座(23)密封安装在外壳(4)的前后端，所述主轴(20)前端通过前径向轴承(5)与前轴承座(6)连接，主轴后端通过后径向轴承(2)与后轴承座(23)连接。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机，其特征在于：还包括推力盘支撑部件，
推力轴承座(13)、外推力轴承(16)、内推力轴承(18)，推力轴承座(13)与前轴承座(6)连接，推力轴承座(13)与前轴承座(6)之间由前至后依次设置外推力轴承(16)、推力盘(17)、内推力轴承(18)，迷宫式密封(9)设置在叶轮(12)与推力轴承座(13)之间；所述叶轮(12)、推力盘(17)、主轴(20)三者通过拉伸螺杆(11)同轴连接，经过压缩的空气流经迷宫式密封(9)对推力轴承进行冷却。
6.根据权利要求5所述的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机，其特征在于：隔断套筒前后两端与前轴承座(6)、后轴承座(23)通过密封圈进行密封连接；
前轴承座(6)和后轴承座(23)的外壁上开设有密封槽，密封槽内设置密封圈，隔断套筒的内壁与前轴承座(6)、后轴承座(23)的外壁之间通过密封圈密封；
隔断套筒两端的外壁上开设有密封槽，密封槽内设置密封圈，隔断套筒的外壁与前轴承座(6)、后轴承座(23)的内壁之间通过密封圈密封；
隔断套筒为一体制造结构；
隔断套筒为中部套筒(25)，中部套筒(25)与前轴承座(6)、后轴承座(23)通过密封圈进行密封连接；
隔断套筒为分体制造结构；
隔断套筒包括前长套筒(27)和后套筒(22)，前长套筒(27)和后套筒(22)密封连接；
隔断套筒包括前套筒(26)和后长套筒(28)，前套筒(26)和后长套筒(28)密封连接；
隔断套筒包括前套筒(26)、中部套筒(25)和后套筒(22)，前套筒(26)、中部套筒(25)和后套筒(22)依次密封连接；
中部套筒(25)位于转轴中心部，中部套筒(25)壁厚小于前套筒(26)及后套筒(22)的壁厚。
7.根据权利要求6所述的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机，其特征在于：中部套筒(25)采用无导电性材料，
8.根据权利要求7所述的一种燃料电池用高速空气悬浮压缩机，其特征在于：中部套筒(25)采用PEEK塑料，POM塑料，PBT塑料，PVC塑料，碳纤维制成。
9.一种燃料电池系统，包括如权利要求1-8任一项所述的高速空气悬浮压缩机。
10.一种车辆，包括如权利要求1-8任一项所述的高速空气悬浮压缩机或如权利要求9所述的燃料电池系统。
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