燃料電池汽車無油離心壓縮機特征研究

燃料電池汽車無油離心壓縮機特征研究

燃料電池汽車通過車載燃料電池中氫氣與氧氣的電化學反應釋放電能，進而驅動汽車行駛，其主要產物為水蒸氣，因而具有無污染的顯著特點。燃料電池汽車的燃料電池系統主要包含燃料電池堆、空氣處理系統、燃油處理系統和熱管理系統。其中，空氣處理系統中的空氣壓縮機是燃料電池系統的重要部件。空氣壓縮機可以將周邊空氣壓縮，之后輸送到燃料電池堆中，從而增加燃料電池系統的效率和功率密度。但是，目前使用的壓縮機體積較大，將其直接應用在燃料電池汽車上十分困難。對此，介紹了韓國現代汽車公司開發的第3代壓縮機（無油離心壓縮機），其具有高緊湊的結構和較輕的質量，同時還具有較高的穩定性。

韓國現代汽車公司開發的無油離心壓縮機主要包含氣動部件、驅動部件和殼體3個主要部分。與第1代壓縮機相比，無油離心壓縮機質量減輕71%，體積減小60%。開發時，考慮壓縮機有離心式、螺桿式和羅茨式3種不同的結構，其中，離心式結構具有較高的增壓比和更為緊湊的結構，因而將其作為壓縮機的最終結構。為了便于在燃料電池汽車上應用這種無油離心式壓縮機，將原本潤滑系統取消，采用薄膜空氣潤滑的方法，最終形成的離心壓縮機僅包含1個轉動軸、2個翼型軸承和一對止推軸承。在對無油離心壓縮機的性能進行驗證時，主要測試壓縮機的效率、耐久性、熱特性以及NVH性能。同時，還進行了離心壓縮機的啟動停止測試和基礎激勵測試，驗證軸承的耐久性。試驗結果顯示，韓國現代汽車公司所開發的無油離心壓縮機可以應用在燃料電池汽車上，且具有較高的效率和穩定性，以及緊湊的結構和更輕的質量。

Kyoung-Ku Ha et al.SAE 2016-01-1184.

編譯：李臣