CN117267140A - 流体泵 - Google Patents

流体泵 Download PDF

Info

Publication number
CN117267140A
CN117267140A CN202310728671.9A CN202310728671A CN117267140A CN 117267140 A CN117267140 A CN 117267140A CN 202310728671 A CN202310728671 A CN 202310728671A CN 117267140 A CN117267140 A CN 117267140A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
fluid pump
impeller
fluid
guide channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310728671.9A
Other languages
English (en)
Inventor
阿洛克·阿瓦萨雷
马丁·格罗斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Publication of CN117267140A publication Critical patent/CN117267140A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606—Canned motor pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02—Selection of particular materials
    • F04D29/026—Selection of particular materials especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/086—Sealings especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2205—Conventional flow pattern
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5806—Cooling the drive system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5813—Cooling the control unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/586—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029—Heat exchange using liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/16—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/10—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with arrangements for protection from ingress, e.g. water or fingers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/083—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927—Liquid coolant without phase change
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/90—Coating; Surface treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明涉及流体泵，该流体泵被用于燃料电池系统。流体泵(1)在此具有带有叶轮(4)的叶轮单元(2)、带有流体入口(5a)的入口侧(2a)和带有流体出口(5b)的出口侧(2b)。流体泵(1)还具有电马达(6)。流体泵(1)还具有用于冷却流体的引导通道(23)，其中，引导通道(23)经由叶轮(4)和马达(6)将入口侧(2a)和出口侧(2b)流体连接。根据本发明，流体泵(1)被设计成使得在引导通道(23)之内的所有能被冷却流体直接加载的表面不向冷却流体中释放离子。本发明还涉及具有流体泵(1)的燃料电池系统。

Description

流体泵
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于燃料电池系统的流体泵，该燃料电池系统具有至少一个由多个燃料电池构成的燃料电池组。本发明还涉及具有流体泵的燃料电池系统。
背景技术
流体泵已由现有技术中已知并且通常包括用于输送流体的叶轮和用于驱动叶轮的电马达。此外，流体泵可以用于冷却载重车辆中的燃料电池系统。燃料电池系统通常具有多个燃料电池组，燃料电池组具有多个燃料电池。燃料电池组在此以经输送的流体来冷却，其中，基于对冷却功率的要求，使得借助多个流体泵来输送流体。这将不利地需要较高程度的结构空间。在冷却燃料电池系统的燃料电池组时，还存在对流体的特殊要求。特别地，流体应是介电性并且保持介电性。
发明内容
因此，本发明的任务是，为通用类型的流体泵给出改进的或至少替选的实施方式，在其中克服了所述的缺点。本发明的任务还在于，提供相应的燃料电池系统。
根据本发明，该任务通过独立权利要求的主题来解决。有利的实施方式是从属权利要求的主题。
本发明基于如下基本构思，即，使流体泵适配于特别是用于载重车辆中的燃料电池系统。
流体泵被设置成用于燃料电池系统，燃料电池系统具有至少一个由多个燃料电池构成的燃料电池组。燃料电池系统特别是被设置成用于载重车辆。在此，流体泵具有叶轮单元，叶轮单元具有用于输送冷却流体的叶轮。叶轮单元在此具有带有流体入口的入口侧和带有流体出口的出口侧，其中，入口侧和出口侧通过叶轮彼此分隔。流体泵还具有电马达，电马达具有绕旋转轴线旋转的轴，其中，电马达的轴与叶轮单元的叶轮驱动连接。此外，流体泵具有用于冷却流体的引导通道，引导通道具有叶轮路径和马达路径，其中，引导通道的叶轮路径经由叶轮使入口侧和出口侧流体连接，而引导通道的马达路径经由马达使入口侧和出口侧流体连接。根据本发明，流体泵被设计成使得在引导通道之内所有能被冷却流体直接加载的表面不向冷却流体中释放离子。
如上所述，引导通道具有经由叶轮将入口侧和出口侧流体连接的叶轮路径和经由马达将入口侧和出口侧流体连接的马达路径。叶轮路径和马达路径在此彼此不同并且彼此流体连接。叶轮路径在此直接引导经过叶轮单元的叶轮，从而使得在叶轮路径中可以借助叶轮将冷却流体从入口侧输送到出口侧。马达路径从叶轮单元的叶轮周围绕过地引导并且经由马达且特别是经由马达的马达壳体将入口侧和出口侧连接。在入口侧与出口侧之间的压力差可以被用于使冷却流体在马达路径中穿流。马达路径特别是可以有助于对马达的自身冷却。马达路径特别是可以构造在马达的马达壳体中并且可以与马达的引导电流的部件流体分隔。为此，马达壳体可以被构造成双壁式。流体泵特别是可以是所谓的具有套体冷却部的干式动子。
应理解，在物理上不能完全排除向冷却流体中释放离子。然而，向冷却流体中释放的离子数量要少到使得它们在较长时段内(特别是几个月内)对冷却流体的物理特性的影响小到忽略不计。换句话说，流体泵被设计成使得引导通道之内所有能被冷却流体直接加载的表面具有经减少的向冷却流体中的离子发射。术语“能被直接加载的表面”是指在泵运行中与冷却流体直接接触或直接被冷却流体环绕流过的表面。
一方面，流体泵的具有能被冷却流体直接加载的表面的元件可以由具有经减少的离子发射的材料成形，或者涂覆有具有经减少的离子发射的涂层。引导通道之内的能被冷却流体直接加载的表面例如可以由叶轮和/或容纳叶轮的叶轮壳体形成，和/或由马达的马达壳体形成，和/或由至少一个存在于流体泵中的密封件形成，和/或由至少一个设置在流体泵中的轴承形成。例如，能被冷却流体直接加载的表面至少部分地以氧化铝来钝化。叶轮可以例如是一件式的并且优选地由聚苯硫醚成形。另一方面，流体泵的导致高离子发射的元件的表面不能被冷却流体直接加载。为此，流体泵中的引导通道可以相应地绕过提到的元件地引导并且提到的元件必要时可以被间接冷却。因此，引导通道例如可以避开电马达的定子和转子。
由此，在根据本发明的流体泵中，可以不向冷却流体中释放离子，并且使得向冷却流体中的离子发射得到控制。相应地，可以确保燃料电池系统的功能并且可以增加燃料电池系统的使用寿命。冷却流体适宜地是介电性的或不能导电的。冷却流体主要是液体。冷却流体可以是例如含水混合物，例如水-乙二醇混合物。
在流体泵的改进方案中，马达可以具有能被加载电流的组件，该能被加载电流的组件具有抗相对转动地与轴连接的转子和容纳转子的定子。马达可以具有马达壳体，并且能被加载电流的组件可以容纳在马达壳体中。引导通道的马达路径可以构造在马达壳体之内并且可以通过马达壳体本身来与能被加载电流的组件流体分隔。为此，马达壳体例如可以至少部分地双壁式成形。由此，使得能被加载电流的组件的引起高离子发射的表面不会被冷却流体环绕流过并且由此可以排除向冷却流体中的离子发射或者说向冷却流体中释放离子。引导通道的马达路径可以在马达壳体中以如下方式引导，即，使得能被加载电流的组件间接地且仍足够有效地被冷却流体冷却。如上所述，为此，马达壳体可以至少部分地双壁式成形。
有利地，电马达可以具有马达壳体并且引导通道可以至少部分地由在马达壳体中成形出的冷却流体套体来呈现。在这里，马达的能被加载电流的组件也可以间接地被冷却流体冷却。如上文已经阐述地那样，能被加载电流的组件可以具有抗相对转动地与轴连接的转子和定子。
电马达可以具有马达壳体并且叶轮单元可以具有叶轮壳体。流体泵还可以具有滑环密封件，该滑环密封件被密封地卡夹在马达壳体与叶轮壳体之间。滑环密封件可以使流体泵或引导通道向外密闭。滑环密封件可以由SiC成形。由此，滑环密封件没有磨损，并因此不具有向冷却流体中进行离子发射的情况。
流体泵可以具有用于旋转的轴的至少一个轴承(优选两个轴承)，并且至少一个轴承可以通过上述的滑环密封件来与引导通道流体分隔。通过滑环密封件可以避免引导通道中的冷却流体与至少一个轴承接触，并且由此增加了各自的轴承的使用寿命。至少一个轴承可以是防水的。由此，轴承特别是可以承受滑环密封件的轻微泄漏。特别地，轴承可以专门针对防护等级IP67来设计。对于防护等级IP67而言，当流体泵浸入水中时，轴承必须保持密封。
流体泵可以有利地具有用于电马达的逆变器。逆变器在此可以布置在马达的与叶轮单元相对置的纵向端部处。引导通道的马达路径在此可以至少部分地邻近逆变器地引导，从而使得逆变器能被借助叶轮单元输送的冷却流体来冷却。逆变器在此可以通过马达壳体来与引导通道的马达路径或与引导通道的马达路径中的冷却流体流体分隔，从而使得逆变器的电部件能间接地被冷却流体冷却。例如，逆变器可以具有带有多个功率半导体(例如IGBT)的控制电路板，然后能以冷却流体冷却这些功率半导体。引导通道的马达路径可以在逆变器处蜿蜒曲折式或迷宫式地引导，以便改善对逆变器的冷却。
流体泵可以有利地具有用于电马达的逆变器并且电马达可以具有马达壳体。在此，逆变器在马达的与叶轮单元相对置的纵向端部处可以靠外且传热地布置在马达壳体的底部上。引导通道的马达路径可以背离逆变器地至少部分地布置在马达壳体的底部上，从而使得逆变器能被借助叶轮单元输送的冷却流体来冷却。底部在此可以横向于旋转轴线取向并且将逆变器的电部件与引导通道的马达路径或与引导通道中的冷却流体流体分隔。逆变器的电部件(例如具有多个功率半导体的控制电路板)于是能间接地被冷却流体冷却。引导通道的马达路径在此可以蜿蜒曲折式或迷宫式在底部上引导。
为了将马达壳体的底部上的引导通道与马达的能被加载电流的组件流体分隔，可以背离逆变器地在底部上设置盖。在底部与盖之间可以适宜地布置有盖密封件，其使引导通道的马达路径向外密闭。如上所述，马达的能被加载电流的组件可以包括随轴旋转的转子和定子。
如上所述，流体泵被设置成用于燃料电池系统。燃料电池系统特别是可以被设计或设置成用于载重车辆。流体泵可以有利地具有在4,000W与6,000W之间、优选是4,500W的最大电功率，和/或在400l/min与700l/min之间的最大输送量，和/或在3巴与4巴之间的、优选是3.5巴的最大压力，和/或在5,000/分钟与6,000/分钟之间、优选是5,400/分钟的最大转数，和/或在6.0Nm与8.0Nm之间的最大转矩。在此指定的最大参数涉及流体泵的满载运行。电马达可以有利地能以由逆变器转换的在400V与860V之间的直流电压来运行。电马达尤其可以是永磁同步马达。叶轮可以有利地具有在60％与70％之间、优选是65％的最大效率。
本发明还涉及一种用于载重车辆的燃料电池系统，其具有至少一个由多个燃料电池构成的燃料电池组。燃料电池系统在此具有上述的流体泵。优选地，燃料电池系统具有唯一的如上所述的流体泵。特别地，燃料电池系统不具有被设置成用于将冷却流体输送到至少一个燃料电池组的其他流体泵。换而言之，流体泵被设计成能以唯一的流体泵来输送用于整个燃料电池系统的冷却流体。在此，燃料电池系统可以具有多个(特别是两个)燃料电池组。用于多个燃料电池组的冷却流体在此可以利用唯一的流体泵输送。为此，流体泵可以具有上述的特性。为了避免重复，此处引用上述说明。
本发明的另外的重要特征和优点由从属权利要求、附图和根据附图的所属的附图描述得出。
应理解，之前提到的且接下来仍将阐述的特征不仅能以分别说明的组合方式使用，而且也能以其它的组合方式或单独地使用，而不脱离本发明的范围。
附图说明
本发明的优选实施例在附图中示出并且在下面的描述中更详细地阐述，其中，相同的附图标记表示相同或相似或功能上相同的部件。
其中分别示意性地：
图1示出根据本发明的流体泵的分解视图；
图2示出根据本发明的流体泵的剖视图；
图3至8示出根据本发明的流体泵的不同视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的流体泵1的分解视图。流体泵1被设置或设计成用于燃料电池系统，燃料电池系统具有至少一个由多个燃料电池构成的燃料电池组。燃料电池系统特别是可以被设计或设置成用于载重车辆。流体泵1具体带有叶轮壳体3和叶轮4的叶轮单元2。叶轮4一件式成形并且优选地由聚苯硫醚形成。叶轮单元2还具有带有流体入口5a的入口侧2a(或低压侧)以及带有流体出口5b的出口侧2b(高压侧)。入口侧2a和出口侧2b通过叶轮4彼此分隔或彼此流体连接。流体入口5a和流体出口5b成形在叶轮壳体3中。
此外，流体泵1具有电马达6。电马达6特别可以是永磁同步马达。马达6在此包括绕旋转轴线RA旋转的轴8和能被加载电流的组件7，该能被加载电流的组件具有与轴8固定连接的转子9和容纳转子9的定子10。轴8与叶轮4驱动连接。旋转轴线RA在此相当于流体泵1的纵向中心轴线并且马达6具有两个相对于旋转轴线RA彼此对置的纵向端部6a和6b。叶轮单元2布置在马达6的纵向端部6a处。
此外，马达6具有马达壳体11，马达壳体具有罐形的壳体主体11a和横向于旋转轴线RA取向的底部11b。此外，马达壳体11具有壳体密封件12，其布置或密封地卡夹在壳体主体11a与底部11b之间并且使相应的连接部位向外密闭。壳体主体11a和底部11b借助多个壳体螺丝13彼此拧接。此外，马达壳体11具有在定子侧或转子侧封闭底部11b的盖11c。在底部11b与盖11c之间布置或密封地卡夹有盖密封件14，其使相应的连接部位向外密闭。底部11b与盖11c借助多个盖螺丝15彼此拧接。
定子10抗相对旋转地容纳在马达壳体11中，并且轴8连同转子9旋转式容纳在马达壳体11中。为此，流体泵1具有两个轴承16a和16b，它们在马达6的各自的纵向端部6a和6b处容纳轴8。在纵向端部6a处，还有叶轮密封件27布置在轴8上。
流体泵1还具有滑环密封件28。滑环密封件28布置或密封地卡夹在马达壳体11与叶轮壳体3之间并且使相应的连接部位向外密闭。滑环密封件28优选地由SiC成形。此外，流体泵1具有U形密封件21，其以相同方式布置或密封地卡夹在马达壳体11与叶轮壳体3之间。
流体泵1还具有逆变器17。逆变器17可以被设计成用于转换在400V与860V之间的直流电压来驱动马达6。逆变器17在此背离马达6的纵向端部6b或叶轮单元2地布置。逆变器17在此包括控制电路板18和逆变器盖19，其中，控制电路板18布置在马达壳体11的底部11b与逆变器盖19之间。逆变器17还包括逆变器密封件20，该逆变器密封件布置或密封地卡夹在底部11b与逆变器盖19之间并且使相应的连接部位向外密闭。底部11b和逆变器盖19借助多个逆变器螺丝22彼此拧接。
流体泵1被设计成用于输送冷却流体，优选是液体。为此，流体泵1具有带有叶轮路径23a和马达路径23b的引导通道23。叶轮路径23a从入口侧2a上的流体入口5a经过叶轮4引导向出口侧2b上的流体出口5b。冷却流体在叶轮路径23a中直接环绕叶轮4流动，并且借助叶轮4将冷却流体直接从流体入口5a向流体出口5b输送。引导通道23的马达路径23b在这里部分地由在马达壳体11中成形出的冷却流体套体24来呈现并且从叶轮4周围绕过地引导经过马达6。冷却流体在马达路径23b中不直接环绕叶轮4流动，而是由于在流体出口5b与流体入口5a之间的压差而引起穿流马达路径23b。
冷却流体套体24在此包括壳体主体11a中的多个(在此为七个)前行通道25a和返回通道25b以及在底部11b与盖11c之间的蜿蜒曲折式或迷宫式的连接通道26。前行通道25a在此从出口侧2b引导穿过壳体11a并且过渡成蜿蜒曲折式或迷宫式的连接通道26。连接通道26通入返回通道25b中，该返回通道穿过壳体主体11a引导向入口侧2a。在流体泵1中，将冷却流体从入口侧2a上的流体入口5a向出口侧2b上的流体出口5b输送。从出口侧2b，冷却流体的一部分经由流体出口5b从流体泵1中流出，并且冷却流体的一部分流入冷却流体套体24中。冷却流体从冷却流体套体24流向入口侧2a并且通过叶轮4与经由流体入口5a流入流体泵中的冷却流体一起重新输送到出口侧2b上。
在流体泵1中，引导通道23之内的所有能被冷却流体直接加载的表面均不向冷却流体中释放离子。为此，至少部分地成形该表面的各个元件可以由具有经减少的离子发射的材料成形或者涂覆有经减少的离子发射的涂层。因此，各个元件例如可以由经阳极氧化处理的铝成形。此外，在流体泵1中，能被加载电流的组件7不直接被冷却流体加载或不直接被其环绕流过，并且由此避免了向冷却流体中的离子发射。冷却流体本身是介电性的。由此，流体泵1特别适用于冷却燃料电池系统。
燃料电池系统特别是可以被设置成用于载重车辆。在这种情况下，流体泵1可以被设计成使得唯一的流体泵1就足以冷却具有多个燃料电池组的燃料电池系统。流体泵可以具有在4,000W与6,000W之间、优选4,500W的最大电功率，和/或在400l/min与700l/min之间的最大输送量，和/或在3巴与4巴之间、优选3.5巴的最大压力，和/或在5,000/分钟与6,000/分钟之间、优选5400/分钟的最大转数，和/或在6.0Nm与8.0Nm之间的最大转矩。叶轮4可以具有在60％与70％之间，优选65％的最大效率。
图2示出了根据本发明的流体泵1的剖视图。在图2中，特别是能看到在马达壳体11的底部11b与盖11c之间的冷却流体套体24的蜿蜒曲折式或迷宫式的连接通道26。图3至图8示出了流体泵1的不同视图。在图3至图8中示出了处于已组装状态中的流体泵1。

Claims (11)

1.用于燃料电池系统的流体泵(1)，所述燃料电池系统具有至少一个由多个燃料电池构成的燃料电池组，
-其中，所述流体泵(1)具有叶轮单元(2)，所述叶轮单元具有用于输送冷却流体的叶轮(4)，
-其中，所述叶轮单元(2)具有带有流体入口(5a)的入口侧(2a)和带有流体出口(5b)的出口侧(2b)，
-其中，所述入口侧(2a)和所述出口侧(2b)通过所述叶轮(4)彼此分隔，
-其中，所述流体泵(1)具有电马达(6)，所述电马达具有绕旋转轴线(RA)旋转的轴(8)，
-其中，所述电马达(6)的轴(8)与所述叶轮单元(2)的叶轮(4)驱动连接，
-其中，所述流体泵(1)具有用于冷却流体的引导通道(23)，所述引导通道具有叶轮路径(23a)和马达路径(23b)，
-其中，所述引导通道(23)的叶轮路径(23a)经由所述叶轮(4)使所述入口侧(2a)与所述出口侧(2b)流体连接，并且所述引导通道(23)的马达路径(23b)经由所述马达(6)使所述入口侧(2a)与所述出口侧(2b)流体连接，
其特征在于，
所述流体泵(1)被设计成使得在所述引导通道(23)之内的所有能被冷却流体直接加载的表面不向冷却流体中释放离子。
2.根据权利要求1所述的流体泵，
其特征在于，
-所述能被冷却流体直接加载的表面至少部分地以氧化铝来钝化，和/或，
-所述叶轮(4)是一件式的并且优选由聚苯硫醚成形。
3.根据权利要求1或2所述的流体泵，
其特征在于，
-所述马达(6)具有能被加载电流的组件(7)，所述能被加载电流的组件具有抗相对转动地与所述轴(8)连接的转子(9)和定子(10)，
-所述马达(6)具有马达壳体(11)，并且所述能被加载电流的组件(7)容纳在所述马达壳体(11)中，并且
-所述引导通道(23)的马达路径(23b)构造在所述马达壳体(11)之内并且通过所述马达壳体(11)来与所述能被加载电流的组件(7)流体分隔。
4.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵，
其特征在于，
所述电马达(6)具有马达壳体(11)并且所述引导通道(23)的马达路径(23b)至少部分地由在所述马达壳体(11)中成形出的冷却流体套体(24)来呈现。
5.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵，
其特征在于，
-所述电马达(6)具有马达壳体(11)并且所述叶轮单元(2)具有叶轮壳体(3)，并且
-所述流体泵(1)具有滑环密封件(28)，所述滑环密封件被密封地卡夹在所述马达壳体(11)与所述叶轮壳体(3)之间。
6.根据权利要求5所述的流体泵，
其特征在于，
所述滑环密封件(28)由SiC成形。
7.根据权利要求5或6所述的流体泵，
其特征在于，
-所述流体泵(1)具有用于旋转的轴(8)的至少一个轴承(16a、16b)，并且所述至少一个轴承(16a、16b)通过所述滑环密封件(28)与所述引导通道(23)的叶轮路径(23a)流体分隔，和/或
-所述流体泵(1)具有用于旋转的轴(8)的至少一个轴承(16a、16b)，并且所述至少一个轴承(16a、16b)是防水的。
8.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵，
其特征在于，
-所述流体泵(1)具有用于所述电马达(6)的逆变器(17)，其中，所述逆变器(17)布置在所述马达(6)的与所述叶轮单元(2)相对置的纵向端部(6b)上，并且
-所述引导通道(23)的马达路径(23b)优选蜿蜒曲折式或迷宫式地至少部分地邻近所述逆变器(17)引导，从而使得所述逆变器(17)能被借助所述叶轮单元(2)输送的冷却流体冷却。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的流体泵，
其特征在于，
-所述流体泵(1)具有用于所述电马达(6)的逆变器(17)并且所述电马达(6)具有马达壳体(11)，并且
-所述逆变器(17)在所述马达(6)的与所述叶轮单元(2)相对置的纵向端部(6b)上靠外且传热地布置在所述马达壳体(11)的横向于所述旋转轴线(RA)取向的底部(11b)上，并且
-所述引导通道(23)的马达路径(23b)背离所述逆变器地，优选蜿蜒曲折式或迷宫式至少部分地布置在所述马达壳体(11)的底部(11b)上，从而使得所述逆变器(17)能被借助所述叶轮单元(2)输送的冷却流体冷却。
10.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵，
其特征在于，
-所述流体泵(1)具有在4,000W与6,000W之间、优选是4,500W的最大电功率，和/或在400l/min与700l/min之间的最大输送量，和/或在3巴与4巴之间、优选是3.5巴的最大压力，和/或在5,000/分钟与6,000/分钟之间、优选是5400/分钟的最大转数，和/或在6.0Nm与8.0Nm之间的最大转矩，和/或
-所述电马达(6)能以由逆变器(17)转换的在400V与860V之间的直流电压来运行，和/或所述电马达(6)是永磁同步马达，和/或
-所述叶轮(4)具有在60％与70％之间、优选是65％的最大效率。
11.用于载重车辆的燃料电池系统，所述燃料电池系统具有至少一个由多个燃料电池构成的燃料电池组，其中，所述燃料电池系统具有根据前述权利要求中任一项所述的流体泵(1)。
CN202310728671.9A 2022-06-20 2023-06-19 流体泵 Pending CN117267140A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022206140.3 2022-06-20
DE102022206140.3A DE102022206140A1 (de) 2022-06-20 2022-06-20 Fluidpumpe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117267140A true CN117267140A (zh) 2023-12-22

Family

ID=88974947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310728671.9A Pending CN117267140A (zh) 2022-06-20 2023-06-19 流体泵

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230412036A1 (zh)
JP (1) JP2024000511A (zh)
KR (1) KR20230174185A (zh)
CN (1) CN117267140A (zh)
DE (1) DE102022206140A1 (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE597527C (de) 1927-01-09 1934-05-26 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Wasserdicht gekapselte elektrische Maschine, insbesondere fuer Leckpumpenaggregate
FR2588323B1 (fr) 1985-10-09 1990-02-23 Ngk Insulators Ltd Pompe centrifuge a entrainement magnetique
DE102010005642A1 (de) 2009-12-16 2011-06-22 Continental Automotive GmbH, 30165 Kraftstoffpumpe
DE102017217714A1 (de) 2017-10-05 2019-04-11 Audi Ag Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem Brennstoffzellenaggregat
DE102017219736A1 (de) 2017-11-07 2019-05-09 Audi Ag Ladesäule für ein Elektrofahrzeug und Elektrofahrzeug
US11375642B2 (en) 2019-12-23 2022-06-28 GM Global Technology Operations LLC Electronic power module assemblies and control logic with direct-cooling vapor chamber systems
DE102020205172A1 (de) 2020-04-23 2021-10-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strömungsmaschine, Verfahren zum Betreiben einer Strömungsmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022206140A1 (de) 2023-12-21
US20230412036A1 (en) 2023-12-21
JP2024000511A (ja) 2024-01-05
KR20230174185A (ko) 2023-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190273420A1 (en) Rotary electric machine
US9587647B2 (en) Electronic water pump with cooling unit for vehicles
US6830842B2 (en) Hydrogen purged motor for anode re-circulation blower
US20170363109A1 (en) Oil controller for high temperature pump applications
US11767858B2 (en) Pump, in particular for a fluid circuit in a vehicle
US10954961B2 (en) Blower device and blower system equipped with blower device
WO2019012994A1 (ja) 回転電機
US11708843B2 (en) Electric coolant pump having a coolant flow path around a stator, a rotor and a control circuit
CN117267140A (zh) 流体泵
JPS63176686A (ja) ブラシレスモ−タ駆動式燃料ポンプ
CN112262262A (zh) 电动冷却剂泵
EP1117169B1 (de) Elektronikkühlung durch Spaltrohrdeckel
EP3223405B1 (en) Ac generator for vehicles
CN112955660A (zh) 包括环形电容器的填料函泵
CN108702058B (zh) 用于内燃机的鼓风机
CN117267138A (zh) 流体泵
CN113374714A (zh) 一种燃料电池系统用阳极气体循环风机
JP2022148740A (ja) 電動流体ポンプ
US20240229825A1 (en) Fluid pump
CN219549116U (zh) 电动油泵装置
CN118327985A (zh) 流体泵
US20240072278A1 (en) Conveying apparatus for media
JP2024000513A (ja) 流体ポンプ
US20220006355A1 (en) Inverter integrated gas supply device
US20210285443A1 (en) Pump Insert And Pump Array Comprising Such a Pump Insert

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination