[发明专利]一种电动离心空压机的空气冷却系统

说明书

本发明公开了一种电动离心空压机的空气冷却系统，包括混流器、一级压缩机、阀门A、二级压缩机、中冷器、第二空滤器、阀门B、三通阀、电机、压缩空气管一、压缩空气管二、压缩空气管三、冷却气管一、冷却气管二、冷却排气管、排气管一、回气管和排气总管；从一级压缩机出来的压缩空气进入压缩空气管一，在分支点处分一部分压缩空气进入冷却气管一，冷却气管一里的压缩空气经阀门A进入电机进行冷却；从二级压缩机出来的压缩空气进入压缩空气管二，进入中冷器，从中冷器的一个出口出来进入冷却气管二，经第二空滤器过滤，进入电机，对电机进行冷却。本发明应用在电动离心空压机上，能够实现更好的冷却效果，以及更好的综合效率。

技术领域

本发明涉及电动空压机领域，尤其涉及一种电动离心空压机的空气冷却系统。

背景技术

氢燃料电池是一种高效清洁的动力装置。氢燃料电池的核心系统就是其电池堆，除此之外还有4个主要的辅助系统以保证电堆正常高效的工作，包括：供氢系统，供气系统，水管理系统和热管理系统。一般选用永磁同步电机带动的离心空压机来提供压缩空气。目前，电动离心空压机的电机内部散热的主流方法是使用冷空气为介质进入电机壳内部进行流动，带走由于电机和轴承的高速运行所产生的热量。

现有的内部冷却空气方式，可以分为两大类，即引入外部高压空气冷却，和在电机内部设置冷却风扇吸收环境的新鲜空气进入电机壳内部冷却。

引入外部高压空气冷却电机内部的设计，经过两级压缩后的空气，温度会升高，于是通过中冷器降温后的一部分气体，经过空滤器后引导回电机壳内部进行冷却，最后排气汇和到燃料电池堆总的排气出口。其主要缺点：是外部冷却空气的温度和压力，是一旦流道的几何尺寸固定后则无法调节，这容易造成难以同时兼顾高速时候冷却气量的需求和低速时候冷却气量的需求。

另一种冷却方式是在电机内部设置冷却风扇，通过冷却风扇的转动，吸收电机周围的冷空气进入电机内部进行强制冷却，其缺点也很明显，需要增加的额外的冷却风扇会增加整个电机转轴的长度，使得转子系统临界转速降低，导致相同设计的电机其最高允许工作的转速会显著减少，使得空压机的压比和流量下降。另外结构复杂之后，还需要安装单独的进气滤清等保证被吸入的空气的干净程度，安装难度变大，额外的叶轮和内部流道也使得整机的体积和成本都显著上升。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种电动离心空压机的空气冷却系统，可以实现不同的工作状态下最佳的冷却效果。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是电动离心空压机的电机内部的有效的冷却问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种电动离心空压机的空气冷却系统，包括混流器、一级压缩机、阀门A、二级压缩机、中冷器、第二空滤器、阀门B、三通阀、电机、压缩空气管一、压缩空气管二、压缩空气管三、冷却气管一、冷却气管二、冷却排气管、排气管一、回气管和排气总管；从所述一级压缩机出来的压缩空气进入所述压缩空气管一，在分支点处分一部分压缩空气进入所述冷却气管一，所述冷却气管一里的压缩空气经所述阀门A进入所述电机进行冷却；从所述二级压缩机出来的压缩空气进入所述压缩空气管二，进入所述中冷器，从所述中冷器的一个出口出来进入所述冷却气管二，经所述第二空滤器过滤，进入所述电机，对所述电机进行冷却。

进一步地，所述压缩空气管一的一端连接所述一级压缩机的出气口，另一端连接所述二级压缩机的进气口；所述冷却气管一是所述压缩空气管一的分支管；所述冷却气管一上安装有所述阀门A。

进一步地，所述阀门A采用单向开启低通阀门。

进一步地，所述压缩空气管二的一端连接所述二级压缩机的出气口，另一端连接所述中冷器；所述中冷器有两个出口，分别与所述压缩空气管三和所述冷却气管二连接，所述冷却气管二的另一端与所述第二空滤器连接。

进一步地，所述阀门B采用单向开启高通阀门。