[实用新型]用于大功率燃料电池的空气供应系统

说明书

本实用新型公开了一种用于大功率燃料电池的空气供应系统，包括空气滤清器（1）、第一级压缩机（2）、中冷器（6）、膜增湿器（7）及燃料电池（8），空气滤清器的输出端与第一级压缩机的输入端连接，第一级压缩机的输出端通过中冷器经膜增湿器连接到燃料电池的阴极入口；所述的用于大功率燃料电池的空气供应系统还包括第二级压缩机（4）及电机（5），第二级压缩机的输入端与第一级压缩机的输出端通过管路连接，第二级压缩机的输出端与中冷器的输入端连接，且第二级压缩机的轴与第一级压缩机的轴同轴串接在电机的输出轴上。本实用新型能为大功率燃料电池提供大流量、高压比的空气。

技术领域

本实用新型涉及一种燃料电池，尤其涉及一种用于大功率燃料电池的空气供应系统。

背景技术

燃料电池是一种利用氢气和氧气的电化学反应释放的化学能转化成电能的装置，燃料电池的输出功率和通入的空气压比、流量密切相关。空气压缩机是燃料电池空气供应系统的关键零部件。目前，空气压缩机分为活塞式压缩机、涡旋式压缩机、罗茨压缩机、叶片式压缩机、螺杆压缩机。用于燃料电池空气供应系统的叶片式压缩机只有离心式压缩机。活塞式压缩机可以在小流量下提供最大的压比，涡旋式压缩机是广泛应用于汽车空调系统的一种压缩机，相对于活塞式压缩机，涡旋式压缩机在小流量工况下能达到更高的效率，而且涡旋式压缩机是一种无油式压缩机。双螺杆压缩机的工作原理是将空气封闭到一定的体积内，通过改变出口位置来改变封闭体积的大小来升高空气压力，和活塞式压缩机相比，双螺杆压缩机的优点包括体积较小、结构紧凑不占空间、工作稳定性高、容易调节。

叶片式压缩机根据进气方向和叶片夹角的不同可以分为轴流式压缩机和离心式压缩机。离心式压缩机具有体积小、重量轻的优点，在燃料电池空气供应系统上装配简单。只要压缩机的驱动电机转速足够，离心式压缩机能达到较高的效率和压比。从结构上看，离心式压缩机是所有压缩机中结构最简单的。它在内燃机的增压上普遍应用，加工工艺非常成熟。离心式压缩机和涡轮机的匹配可以简便地回收燃料电池出口废弃能量。

随着消费者对车辆功能性要求的提高，随着汽车技术的不断发展，现有技术的离心式压缩机所能提供的空气流量和压比已经无法满足大功率燃料电池的需求，大大影响了大功率燃料电池的供能可靠性和使用寿命；为了满足大功率燃料电池所需的空气流量和压比，必须提高驱动电机的转速，对驱动电机的要求较高，提高了成本，降低了系统的可靠性、稳定性和安全性。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于大功率燃料电池的空气供应系统，能为大功率燃料电池提供大流量、高压比的空气。

本实用新型是这样实现的：

一种用于大功率燃料电池的空气供应系统，包括空气滤清器、第一级压缩机、中冷器、膜增湿器及燃料电池，空气滤清器的输出端与第一级压缩机的输入端连接，第一级压缩机的输出端通过中冷器经膜增湿器连接到燃料电池的阴极入口；

所述的用于大功率燃料电池的空气供应系统还包括第二级压缩机及电机，第二级压缩机的输入端与第一级压缩机的输出端通过管路连接，第二级压缩机的输出端与中冷器的输入端连接，且第二级压缩机的轴与第一级压缩机的轴同轴串接在电机的输出轴上。

所述的第二级压缩机的输入端与第一级压缩机的输出端之间的管路为金属铸造管道。

所述的用于大功率燃料电池的空气供应系统还包括压缩机级中间中冷器，压缩机级中间中冷器设置在第二级压缩机的输入端与第一级压缩机的输出端之间。

所述的第一级压缩机的输出端与压缩机级中间中冷器的输入端之间的管路为橡胶管，压缩机级中间中冷器的输出端与第二级压缩机之间的管路为金属铸造管道。

所述的电机的转速不超过10万转/分钟。

所述的第一级压缩机2和第二级压缩机4的轴承为水润滑轴承。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：