[实用新型]一种燃料电池空压机

说明书

本实用新型属于涡轮机械技术领域，具体涉及一种燃料电池空压机，其包括电机、空压机本体、涡轮膨胀机和燃料电池系统；空压机本体包括压缩机蜗壳、转轴和叶轮；涡轮膨胀机包括涡轮和膨胀机蜗壳，空压机本体通过燃料电池系统与涡轮膨胀机连通；电机通过联轴器与转轴传动连接。该燃料电池空压机将空压机本体的叶轮和涡轮膨胀机的涡轮与用于驱动叶轮转动的电机分开布置，以缩短电机的转子的长度，从而有效的提升该燃料电池空压机中的转子动力学稳定性，以提高转子的弯曲模态临界转速，且涡轮膨胀机能够利用燃料电池系统排出的废气做功，在不改变电机的输出功率的情况下，提升燃料电池系统的效率。

技术领域

本实用新型属于涡轮机械技术领域，具体涉及一种燃料电池空压机。

背景技术

燃料电池是通过质子交换膜，以电化学反应方式将氢气与空气(氧气)的化学能转变为电能，再通过电机驱动车辆运行。其中，空压机作为燃料电池阴极供气系统的核心部件，其通过对进入燃料电池的空气进行增压，以增加燃料电池中的空气的进气量和压力，为电堆提供具有一定的温度、压力和流量的压缩空气，进而提高燃料电池的功率密度和效率。

对于大功率燃料电池系统(功率120kW)需要的空气的压比高且流量大，所以往往需要采用更高转速或者多级压缩的技术方案；

然而，直驱式双极离心空压机中，随着功率和转速的要求提高，系统中的转子动力学特性很难满足要求，这给直驱式多级离心压缩机带来了很大的技术瓶颈，也造成了高昂的设计和制造成本。因此，提供一种设计以及制造成本低的高效燃料电池空压机，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供一种燃料电池空压机，以解决现有技术中存在的直驱式燃料电池系统中的转子的动力学特性很难满足要求，而导致燃料电池空压机的设计成本以及制造成本高的技术问题。

本实用新型通过以下技术方案具体实现：

一种燃料电池空压机，包括电机、空压机本体、涡轮膨胀机和燃料电池系统；

所述空压机本体包括压缩机蜗壳、转轴和叶轮，所述转轴转动设置在所述压缩机蜗壳中，所述叶轮设置在所述转轴上；

所述涡轮膨胀机包括涡轮和膨胀机蜗壳，所述膨胀机蜗壳设置在所述压缩机蜗壳远离所述电机的一端，所述涡轮设置在所述膨胀机蜗壳内，且所述涡轮与所述转轴连接，所述空压机本体通过所述燃料电池系统与所述涡轮膨胀机连通；

所述电机通过联轴器与所述转轴传动连接。

为了更好的实现本实用新型，在上述结构中作进一步的优化，所述电机包括壳体、定子和转子，所述壳体与所述压缩机蜗壳连接，所述定子设置在所述壳体内，所述转子转动设置在所述定子中，所述转子与所述转轴通过所述联轴器连接。

为了更好的实现本实用新型，在上述结构中作进一步的优化，所述壳体包括外壳、前端盖和后端盖，所述前端盖和所述后端盖分别设置在所述外壳的两端，所述转子的两端分别架设在所述前端盖和所述后端盖上。

为了更好的实现本实用新型，在上述结构中作进一步的优化，所述外壳与所述定子之间设置有进气通道，所述前端盖上设置有进气孔，所述进气孔与所述进气通道连通，所述后端盖上设置有出气孔，所述进气通道通过所述出气孔与所述空压机本体连通。

为了更好的实现本实用新型，在上述结构中作进一步的优化，所述定子朝向所述进气通道的一侧设置有散热片。

为了更好的实现本实用新型，在上述结构中作进一步的优化，所述前端盖、所述后端盖、所述压缩机蜗壳和所述膨胀机蜗壳上均设置有空气箔片轴承，所述转子通过所述空气箔片轴承转动设置在所述壳体上，所述转轴的两端均通过所述空气箔片轴承分别设置在所述压缩机蜗壳和所述膨胀机蜗壳。