燃料電池汽車無(wú)油離心壓縮機(jī)特征研究

燃料電池汽車通過(guò)車載燃料電池中氫氣與氧氣的電化學(xué)反應(yīng)釋放電能，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)汽車行駛，其主要產(chǎn)物為水蒸氣，因而具有無(wú)污染的顯著特點(diǎn)。燃料電池汽車的燃料電池系統(tǒng)主要包含燃料電池堆、空氣處理系統(tǒng)、燃油處理系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)。其中，空氣處理系統(tǒng)中的空氣壓縮機(jī)是燃料電池系統(tǒng)的重要部件?？諝鈮嚎s機(jī)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(tǒng)的效率和功率密度。但是，目前使用的壓縮機(jī)體積較大，將其直接應(yīng)用在燃料電池汽車上十分困難。對(duì)此，介紹了韓國(guó)現(xiàn)代汽車公司開(kāi)發(fā)的第3代壓縮機(jī)（無(wú)油離心壓縮機(jī)），其具有高緊湊的結(jié)構(gòu)和較輕的質(zhì)量，同時(shí)還具有較高的穩(wěn)定性。

韓國(guó)現(xiàn)代汽車公司開(kāi)發(fā)的無(wú)油離心壓縮機(jī)主要包含氣動(dòng)部件、驅(qū)動(dòng)部件和殼體3個(gè)主要部分。與第1代壓縮機(jī)相比，無(wú)油離心壓縮機(jī)質(zhì)量減輕71%，體積減小60%。開(kāi)發(fā)時(shí)，考慮壓縮機(jī)有離心式、螺桿式和羅茨式3種不同的結(jié)構(gòu)，其中，離心式結(jié)構(gòu)具有較高的增壓比和更為緊湊的結(jié)構(gòu)，因而將其作為壓縮機(jī)的最終結(jié)構(gòu)。為了便于在燃料電池汽車上應(yīng)用這種無(wú)油離心式壓縮機(jī)，將原本潤(rùn)滑系統(tǒng)取消，采用薄膜空氣潤(rùn)滑的方法，最終形成的離心壓縮機(jī)僅包含1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸、2個(gè)翼型軸承和一對(duì)止推軸承。在對(duì)無(wú)油離心壓縮機(jī)的性能進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，主要測(cè)試壓縮機(jī)的效率、耐久性、熱特性以及NVH性能。同時(shí)，還進(jìn)行了離心壓縮機(jī)的啟動(dòng)停止測(cè)試和基礎(chǔ)激勵(lì)測(cè)試，驗(yàn)證軸承的耐久性。試驗(yàn)結(jié)果顯示，韓國(guó)現(xiàn)代汽車公司所開(kāi)發(fā)的無(wú)油離心壓縮機(jī)可以應(yīng)用在燃料電池汽車上，且具有較高的效率和穩(wěn)定性，以及緊湊的結(jié)構(gòu)和更輕的質(zhì)量。

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

編譯：李臣