[实用新型]一种两级增压离心式空压机、氢燃料电池及车辆

说明书

本实用新型公开了一种两级增压离心式空压机、氢燃料电池及车辆，包括壳体、支管和设于壳体内的一级压气室和二级压气室，所述一级压气室的一级出气口与二级压气室的二级进气口连接，所述支管两端开口分别与二级压气室的二级进气口和二级压气室的二级出气口连接，所述支管上连接有单向阀，所述单向阀的进气口与二级压气室的二级出气口连通，所述单向阀的出气口与二级压气室的二级进气口连通。其能够有效防止空压机发生喘振。

技术领域

本实用新型涉及汽车燃料电池领域，具体涉及两级增压离心式空压机、氢燃料电池及车辆。

背景技术

燃料电池系统的空气供给主要是通过空压机实现，为满足大流量和高压比，通常选用两级增压离心式空压机。

参见图1，两级增压离心式空压机主要工作原理为：空气流进一级压气室1，经一级叶轮压缩，压力和温度升高，经连接管道进入二级压气室2，在二级叶轮的压缩作用下，压力和温度进一步升高。随着二级压气室2内气体压力的升高，两级增压离心式空压机的进气将变得不通畅，气体压力升高超过某一限值时，两级增压离心式空压机将发生喘振，严重时将损坏空压机。

CN114151376A公开了“一种燃料电池发动机用离心式空压机防喘振装置”，第一管路上安装空压机，中冷器的出气端通过第二管路连通至增湿器的第一进气端，增湿器的第一出气端通过第三管路连通至电堆的空气进气端，混合器的干空气进气端通过第六管路连通至第二管路，第六管路上安装旁通电磁阀，所述的一种燃料电池发动机用离心式空压机防喘振装置，通过怠速或小电流工况所需空气流量及旁通流量计算(即发动机工作需要旁通放气时，通过控制器控制打开旁通电磁阀，将过量的空气旁通流向混合器)，有效避免了空压机发生喘振现象，满足了空压机怠速小负荷工作稳定性需求。

CN110416577A公开了一种“燃料电池空气回路、抽气装置控制方法及控制器”，包括燃料电池堆和设置在所述燃料电池堆的进气管路上的空压机，还包括设置于所述燃料电池堆的排气管路上的抽气装置，所述抽气装置用于抽出所述燃料电池堆内的气体。在燃料电池堆的排气管路上设置了抽气装置，从而使得在空压机出现喘振现象时，可通过开启抽气装置将燃料电池堆内未反应的气体及时排出，继而降低燃料电池堆内气体流阻和压降，从而避免空压机出现喘振现象，保证燃料电池发动机的正常运行，而且还可降低喘振现象对空压机寿命的影响。本发明实施例还公开了一种抽气装置控制方法和控制器。

上述两份专利文献公开的技术方案不失为所属技术领域的一种有益的尝试。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种两级增压离心式空压机、氢燃料电池及车辆，其能够有效防止空压机发生喘振。

本实用新型所述的两级增压离心式空压机，包括壳体、支管和设于壳体内的一级压气室和二级压气室，所述一级压气室的一级出气口与二级压气室的二级进气口连接，所述支管两端开口分别与二级压气室的二级进气口和二级压气室的二级出气口连接，所述支管上连接有单向阀，所述单向阀的进气口与二级压气室的二级出气口连通，所述单向阀的出气口与二级压气室的二级进气口连通。

进一步，所述单向阀包括阀体、阀芯和伸缩组件，所述阀体具有阀腔，单向阀的进气口和出气口均与阀腔连通，所述阀芯通过伸缩组件滑动连接于阀腔内，阀腔中靠近单向阀的进气口一侧形成有密封口，所述单向阀处于关闭状态时，所述阀芯在所述伸缩组件的作用下封堵所述密封口，使所述单向阀的进气口与所述单向阀的出气口不相通；

所述单向阀切换到开启状态时，所述阀芯在外力作用下往压缩所述伸缩组件的方向移动并离开所述密封口，使所述单向阀的进气口与所述单向阀的出气口相通。

进一步，所述伸缩组件为弹簧，该弹簧一端与阀腔内壁固定连接，另一端与阀芯固定连接，所述弹簧处于未压缩状态时，阀芯与阀腔的密封口抵紧，单向阀处于密闭状态；弹簧处于压缩状态时，阀芯与阀腔的密封口分离，单向阀处于导通状态。