本技術(shù)涉及燃料電池空氣供給系統(tǒng)，尤其是涉及一種用于燃料電池系統(tǒng)的空壓機(jī)及燃料電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、燃料電池系統(tǒng)是一種電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換裝置，直接將反應(yīng)物中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，其具有清潔、高效、響應(yīng)迅速及運(yùn)用范圍廣等特點(diǎn)。燃料電池系統(tǒng)一般由電堆系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電器系統(tǒng)及承載集成系統(tǒng)組成。其中，空氣供給系統(tǒng)作用為提供反應(yīng)所需的空氣，并將反應(yīng)后的氣體排出系統(tǒng)外部，其具有以下關(guān)鍵零部件：空壓機(jī)：將空氣進(jìn)行壓縮，提高空氣的壓強(qiáng)和密度；中冷器：冷卻經(jīng)空氣壓縮機(jī)(簡(jiǎn)稱空壓機(jī))壓縮后的高溫空氣，以達(dá)到電堆入口空氣溫度要求。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，根據(jù)燃料電池系統(tǒng)中電堆的特性，電堆對(duì)所需的反應(yīng)空氣溫度具有一定的區(qū)間值要求，而經(jīng)過空壓機(jī)壓縮后的空氣溫度較高，無法直接供給電堆系統(tǒng)進(jìn)行反應(yīng)，因此往往需要在空壓機(jī)的后端增加中冷器，以此冷卻經(jīng)空壓機(jī)壓縮后的高溫空氣。

3、但是，中冷器的散熱等性能需要滿足一定的條件才能夠保證電堆系統(tǒng)的空氣進(jìn)氣溫度，而中冷器的散熱等性能要求越高，其價(jià)格和體積也會(huì)越高，導(dǎo)致成本高和占地面積大的技術(shù)問題。例如，要想有效降低經(jīng)過空壓機(jī)壓縮后的空氣溫度，主要通過中冷器的大流量冷卻液流動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，而此大流量冷卻液流動(dòng)的性能是大體積且因此更高價(jià)格的中冷器才具備的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于燃料電池系統(tǒng)的空壓機(jī)及燃料電池系統(tǒng)，以緩解現(xiàn)有技術(shù)中存在的燃料電池系統(tǒng)的空氣供給系統(tǒng)需要保證中冷器的性能要求，導(dǎo)致成本高占地面積大的技術(shù)問題。

2、本實(shí)用新型提供的一種用于燃料電池系統(tǒng)的空壓機(jī)，包括：空壓機(jī)主體、一級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)、冷卻機(jī)構(gòu)和二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)；

3、所述一級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)和所述二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)分別位于所述空壓機(jī)主體的兩端，且所述一級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)和所述二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)分別與所述空壓機(jī)主體連接，所述冷卻機(jī)構(gòu)位于所述空壓機(jī)主體的外側(cè)且與所述空壓機(jī)主體線接觸；

4、所述一級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)通過所述冷卻機(jī)構(gòu)與所述二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)連通，所述一級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)基于所述空壓機(jī)主體形成一級(jí)壓縮空氣，且所述一級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)通過所述冷卻機(jī)構(gòu)將一級(jí)壓縮空氣輸送至所述二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)處，所述冷卻機(jī)構(gòu)用于對(duì)一級(jí)壓縮空氣降溫冷卻，所述二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)基于所述空壓機(jī)主體將冷卻后的一級(jí)壓縮空氣形成二級(jí)壓縮空氣排出。

5、在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述冷卻機(jī)構(gòu)包括輸送管道和冷卻管道，所述輸送管道和所述冷卻管道均呈圓筒狀；

6、所述冷卻管道套設(shè)于所述輸送管道的外部，所述冷卻管道與所述輸送管道之間形成冷卻腔體，所述輸送管道的兩端分別與所述一級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)和所述二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)連通，所述冷卻腔體內(nèi)用于流動(dòng)冷卻液，所述冷卻腔體通過所述冷卻液對(duì)所述輸送管道內(nèi)流動(dòng)的一級(jí)壓縮空氣進(jìn)行冷卻。

7、在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述冷卻機(jī)構(gòu)還包括冷卻液入口和冷卻液出口；

8、所述冷卻液入口和所述冷卻液出口分別與所述冷卻管道連接，且所述冷卻液入口和所述冷卻液出口分別與所述冷卻腔體連通，所述冷卻液入口至所述冷卻液出口的冷卻液的輸送方向與所述輸送管道內(nèi)的流動(dòng)的一級(jí)壓縮空氣的輸送方向相反。

9、在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述一級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)包括一級(jí)壓氣蓋和第一連通管；

10、所述一級(jí)壓氣蓋與所述空壓機(jī)主體密封連接，且所述一級(jí)壓氣蓋與所述空壓機(jī)主體之間形成一級(jí)壓縮空間，所述第一連通管與所述一級(jí)壓氣蓋連接，且所述第一連通管與所述一級(jí)壓縮空間連通，所述第一連通管的另一端與所述輸送管道密封連接。

11、在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，還包括密封墊；

12、所述第一連通管與所述輸送管道連接的一端具有第一法蘭密封面，所述冷卻管道對(duì)應(yīng)所述第一法蘭密封面的一端具有第二法蘭密封面，所述密封墊位于所述第一法蘭密封面和所述第二法蘭密封面之間，且所述第一連通管通過所述第一法蘭密封面與所述冷卻管道的所述第二法蘭密封面對(duì)接密封連接。

13、在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)包括二級(jí)壓氣蓋和第二連通管；

14、所述二級(jí)壓氣蓋與所述空壓機(jī)主體密封連接，且所述二級(jí)壓氣蓋與所述空壓機(jī)主體之間形成二級(jí)壓縮空間，所述第二連通管與所述二級(jí)壓氣蓋連接，且所述第二連通管與所述二級(jí)壓縮空間連通，所述第二連通管的另一端與所述輸送管道密封連接。

15、在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述二級(jí)壓氣蓋、所述第二連通管和所述冷卻機(jī)構(gòu)一體成型。

16、在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述一級(jí)壓氣蓋和所述第一連通管一體成型。

17、在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述第一連通管的軸向與所述一級(jí)壓氣蓋的軸向具有夾角，所述第二連通管的軸向與所述二級(jí)壓氣蓋的軸向具有夾角，以使所述冷卻機(jī)構(gòu)位于所述空壓機(jī)主體的外側(cè)。

18、在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述空壓機(jī)設(shè)置為多個(gè)，其中一個(gè)空壓機(jī)的二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)的壓縮空氣排出口與相鄰的空壓機(jī)的一級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)的空氣進(jìn)入口連通。

19、本實(shí)用新型提供的一種燃料電池系統(tǒng)，包括所述的用于燃料電池系統(tǒng)的空壓機(jī)。

20、本實(shí)用新型提供的一種用于燃料電池系統(tǒng)的空壓機(jī)，包括：空壓機(jī)主體、一級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)、冷卻機(jī)構(gòu)和二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)。與單級(jí)的空壓機(jī)壓縮相比，本申請(qǐng)通過冷卻機(jī)構(gòu)能夠?qū)σ患?jí)壓氣機(jī)構(gòu)輸出的一級(jí)壓縮空氣進(jìn)行降溫，使得二級(jí)壓縮的進(jìn)氣溫度更低，從而可以使二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)輸出的空氣溫度也較低，能夠降低燃料電池系統(tǒng)對(duì)中冷器的性能要求，對(duì)中冷器的價(jià)格降低和體積減小有積極作用。

21、此外，作為額外的技術(shù)效果，經(jīng)二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行二級(jí)壓縮后的二級(jí)壓縮空氣出氣溫度降低，密度增大，可部分提高電堆系統(tǒng)的空氣進(jìn)氣量。

技術(shù)特征：

1.一種用于燃料電池系統(tǒng)的空壓機(jī)，其特征在于，包括：空壓機(jī)主體(100)、一級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)(200)、冷卻機(jī)構(gòu)(300)和二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)(400)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池系統(tǒng)的空壓機(jī)，其特征在于，所述冷卻機(jī)構(gòu)(300)還包括冷卻液入口(321)和冷卻液出口(322)；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池系統(tǒng)的空壓機(jī)，其特征在于，所述一級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)(200)包括一級(jí)壓氣蓋(210)和第一連通管(220)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于燃料電池系統(tǒng)的空壓機(jī)，其特征在于，還包括密封墊(500)；

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于燃料電池系統(tǒng)的空壓機(jī)，其特征在于，所述二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)(400)包括二級(jí)壓氣蓋(410)和第二連通管(420)；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于燃料電池系統(tǒng)的空壓機(jī)，其特征在于，所述二級(jí)壓氣蓋(410)、所述第二連通管(420)和所述冷卻機(jī)構(gòu)(300)一體成型；

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于燃料電池系統(tǒng)的空壓機(jī)，其特征在于，所述第一連通管(220)的軸向與所述一級(jí)壓氣蓋(210)的軸向具有夾角，所述第二連通管(420)的軸向與所述二級(jí)壓氣蓋(410)的軸向具有夾角，以使所述冷卻機(jī)構(gòu)(300)位于所述空壓機(jī)主體(100)的外側(cè)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的用于燃料電池系統(tǒng)的空壓機(jī)，其特征在于，所述空壓機(jī)設(shè)置為多個(gè)，其中一個(gè)空壓機(jī)的二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)(400)的壓縮空氣排出口與相鄰的空壓機(jī)的一級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)(200)的空氣進(jìn)入口連通。

9.一種燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的用于燃料電池系統(tǒng)的空壓機(jī)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供了一種用于燃料電池系統(tǒng)的空壓機(jī)及燃料電池系統(tǒng)，涉及燃料電池空氣供給系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，包括空壓機(jī)主體、一級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)、冷卻機(jī)構(gòu)和二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)；通過冷卻機(jī)構(gòu)能夠?qū)σ患?jí)壓氣機(jī)構(gòu)輸出的一級(jí)壓縮空氣進(jìn)行降溫，使得二級(jí)壓縮的進(jìn)氣溫度更低，經(jīng)二級(jí)壓氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行二級(jí)壓縮后的二級(jí)壓縮空氣出氣溫度降低，密度增大，可部分提高電堆系統(tǒng)的空氣進(jìn)氣量，同時(shí)能夠降低燃料電池系統(tǒng)對(duì)中冷器的性能要求，對(duì)中冷器的價(jià)格降低和體積減小有優(yōu)化作用，緩解了現(xiàn)有技術(shù)中存在的燃料電池系統(tǒng)的空氣供給系統(tǒng)需要保證中冷器的性能要求，導(dǎo)致成本高占地面積大的技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：陳偉健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：未勢(shì)能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240228
技術(shù)公布日：2024/12/19