燃料电池汽车无油离心压缩机特征研究

燃料电池汽车无油离心压缩机特征研究

燃料电池汽车通过车载燃料电池中氢气与氧气的电化学反应释放电能，进而驱动汽车行驶，其主要产物为水蒸气，因而具有无污染的显著特点。燃料电池汽车的燃料电池系统主要包含燃料电池堆、空气处理系统、燃油处理系统和热管理系统。其中，空气处理系统中的空气压缩机是燃料电池系统的重要部件。空气压缩机可以将周边空气压缩，之后输送到燃料电池堆中，从而增加燃料电池系统的效率和功率密度。但是，目前使用的压缩机体积较大，将其直接应用在燃料电池汽车上十分困难。对此，介绍了韩国现代汽车公司开发的第3代压缩机（无油离心压缩机），其具有高紧凑的结构和较轻的质量，同时还具有较高的稳定性。

韩国现代汽车公司开发的无油离心压缩机主要包含气动部件、驱动部件和壳体3个主要部分。与第1代压缩机相比，无油离心压缩机质量减轻71%，体积减小60%。开发时，考虑压缩机有离心式、螺杆式和罗茨式3种不同的结构，其中，离心式结构具有较高的增压比和更为紧凑的结构，因而将其作为压缩机的最终结构。为了便于在燃料电池汽车上应用这种无油离心式压缩机，将原本润滑系统取消，采用薄膜空气润滑的方法，最终形成的离心压缩机仅包含1个转动轴、2个翼型轴承和一对止推轴承。在对无油离心压缩机的性能进行验证时，主要测试压缩机的效率、耐久性、热特性以及NVH性能。同时，还进行了离心压缩机的启动停止测试和基础激励测试，验证轴承的耐久性。试验结果显示，韩国现代汽车公司所开发的无油离心压缩机可以应用在燃料电池汽车上，且具有较高的效率和稳定性，以及紧凑的结构和更轻的质量。

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

编译：李臣