[发明专利]一种燃料电池空气管理系统

权利要求书

1.一种燃料电池空气管理系统，包括空气管路，其特征在于：所述空气管路上设有沿空气的流向依次连通的空气净化元件（1）、一级空气压缩组件、一级冷却器（5）、二级空气压缩组件、二级冷却器（9）、对空气进行增湿处理的水管理系统（17）和燃料电池堆（14）的进气口，燃料电池堆（14）的出气口通过管线依次与水管理系统（17）和涡轮膨胀器（19）的进气口连通，涡轮膨胀器（19）的出气口产生的低温气体为一级冷却器（5）提供冷源；

所述二级冷却器（9）是采用可调速变频风扇（18）抽吸低温环境大气来作为冷源；

所述一级空气压缩组件的压缩比可达2.8，二级空气压缩组件的压缩比可达2.3。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池空气管理系统，其特征在于：所述燃料电池堆（14）进气口处设有进口温度传感器（12）和压力传感器（13），燃料电池堆（14）出气口处设有出口温度传感器（16），空气净化元件（1）和一级空气压缩组件之间的管路上设有流量传感器（2），控制系统（11）根据所述传感器反馈的信号对整个系统进行相应控制。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池空气管理系统，其特征在于：所述一级空气压缩组件包括一级空气压缩机（3）和为一级空气压缩机（3）提供动力的一级高速电机（4），二级空气压缩组件包括二级空气压缩机（8）和为二级空气压缩机（8）提供动力的二级高速电机（20）。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池空气管理系统，其特征在于：所述一级高速电机（4）和二级高速电机（20）均为封闭式变频高速电机。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池空气管理系统，其特征在于：所述封闭式变频高速电机为异步交流电机、无刷直流电机或开关磁阻电机，其转速为10000r/min～500000r/min。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种燃料电池空气管理系统，其特征在于：所述一级空气压缩组件和二级空气压缩组件均采用一种以空气为润滑剂的弹性箔片式空气动压轴承。

7.根据权利要求3至5任一项所述的一种燃料电池空气管理系统，其特征在于：所述一级空气压缩机（3）、二级空气压缩机（8）和涡轮膨胀器（19）均采用可变截面喷嘴环调控技术。

8.根据权利要求3至5任一项所述的一种燃料电池空气管理系统，其特征在于：所述二级空气压缩机（8）、二级高速电机（20）和涡轮膨胀器（19）同轴相连，一级空气压缩机（3）和一级高速电机（4）同轴相连。