[实用新型]一种带涡端能量回收单元的氢燃料电池用可变截面空压机

说明书

本实用新型公开了一种带涡端能量回收单元的氢燃料电池用可变截面空压机，包括，空压机单元；能量回收单元，所述能量回收单元设置在所述空压机单元上，所述能量回收单元包括曲柄组件、VGT组件以及电控执行器，通过在涡流端增加VGT结构，可在低转速流量较小时，减小叶片开度，从而减小气体流通面积，获得较高的压比，同时可在高转速流量过大时，增加叶片开度，从而增大气体流通面积，减小排气背压，不再需要其他旁通阀结构，同时通过电控执行器等电控系统，可根据需求对VGT叶片开度实现精准控制，充使各工况性能达到最优，分利用燃料电池化学反应后产生废气中的能量，减少电能消耗，大大提高燃料电池的工作效率。

技术领域

本实用新型涉及空压机技术领域，尤其涉及一种带涡端能量回收单元的氢燃料电池用可变截面空压机。

背景技术

随着排放法规的加严，氢燃料电池技术逐渐开始普及，作为给氢燃料电池提供空气的核心零部件空压机也开始进入行业的视野，现有空压机一般是由外部电源供电带动转子轴转动，压缩空气，供燃料电池使用。

由于燃料电池经化学反应产生的能量不能全部转化为电能，部分能量会随废气直接排入大气，存在能量浪费问题，本专利旨在设计一种涡端带能量回收功能的新型空压机，用来回收燃料电池反应后废气中多余能量，减少能源浪费。

现有带能量回收功能的空压机专利，由上海空间电源研究所提出，专利中由电机进行驱动，带动电机转子轴旋转，转子轴两端分别有涡轮机和压轮机，涡轮机与压轮中，分别有涡轮和压轮，电机通过转子轴带动压轮转动，压缩空气，供燃料电池使用，燃料电池电堆内，空气与氢气经化学反应产生具有一定温度和压力的废气，废气流入涡轮机，带动涡轮旋转，从而带动转子轴旋转，减小电机的能量损耗，提高电堆的工作效率。在电堆废气出口与涡轮机废气入口之间设有旁通阀，可在涡端废气量过多时，直接打开旁通阀，旁通掉废气，减小背压，但旁通阀结构只可控制气体流量，一般是在废气流量较大时旁通部分废气，而不可控制气体流通面积，当废气流量较小是，不能通过减小气体流通面积获得较高的压比，不能充分利用废气能量。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述现有带涡端能量回收单元的氢燃料电池用空压机存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型目的是提供一种带涡端能量回收单元的氢燃料电池用可变截面空压机。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：包括，空压机单元；能量回收单元，所述能量回收单元设置在所述空压机单元上，所述能量回收单元包括曲柄组件、VGT组件以及电控执行器。

作为本实用新型所述带涡端能量回收单元的氢燃料电池用可变截面空压机的一种优选方案，其中：所述空压机单元包括转子轴、机壳以及位于所述机壳一端的涡流壳和位于所述机壳另一端的压气端。

作为本实用新型所述带涡端能量回收单元的氢燃料电池用可变截面空压机的一种优选方案，其中：所述转子轴设置在所述机壳内，并且所述转子轴两端分别对应所述涡流壳端与所述压气端设置有涡轮以及压轮。

作为本实用新型所述带涡端能量回收单元的氢燃料电池用可变截面空压机的一种优选方案，其中：所述涡流壳上设置有废气出口以及废气入口，所述压气端设置有空气出口以及空气入口，所述涡流壳上还设置有背板。

作为本实用新型所述带涡端能量回收单元的氢燃料电池用可变截面空压机的一种优选方案，其中：所述VGT组件设置在所述涡流壳与所述机壳之间，安装在所述背板上，所述VGT组件包括后盖、定距套以及安装盘，所述VGT 组件通过所述安装盘与所述背板配合设置在所述机壳上。