免費下載！
[!--downpath--]關注“燃料電瓶干貨”公眾號持續獲取燃料電瓶干貨
導讀：假如燃料電瓶堆是燃料電瓶動力系統的“大腎臟”，這么空壓機就是強勁的“肺”，燃料電瓶系統的高性能輸出須要強悍的“心-肺功能”。可以這樣形容，目前空壓機是國外不僅燃料電瓶堆以外最為核心的關鍵零部件。燃料電瓶空壓機可分為離心式、羅茨式、螺桿式、渦旋式、活塞式和滑片式等。本推送幫助讀者從動圖直觀理解燃料電瓶用各種空壓機結構。
主要燃料電瓶車輛廠商空壓機類型對比
全球各大燃料電瓶車輛生產商為空氣供應系統選擇的空壓機類型也不盡相同。諸如福特2002款FCHV和2008款FCHV-adv燃料電瓶車輛搭載了渦旋式空壓機，Mirai燃料電瓶車輛搭載六葉螺旋羅茨式空壓機。豐田公司燃料電瓶車輛用兩級電動離心式空壓機代替了螺桿式空壓機。戴姆勒旗下最新GLCF-Cell燃料電瓶車輛采用離心式空壓機，而在前幾代中，A-class采取螺桿式空壓機和膨脹機結合的方式，B-Class和F-Class采用螺桿式空壓機。
各種空壓機對比
盡管燃料電瓶用空壓機的設計方式與傳統內燃機增壓器相像，但二者在使用環境、工作范圍和要求上有著較大差距。燃料電瓶用空壓機須要滿足無油、低噪音、低成本、小型化、工作范圍寬、動態響應快等特性。某種程度上，燃料電瓶用空壓機代表了空氣壓縮機行業的最高水平，涉及到空氣動熱學、傳熱學、流體熱學、機械、電子、材料、電控和NVH等諸多學科。上表為幾種燃料電瓶用空壓機的簡單對比?？梢园l覺，各型空壓機均有其特有的優點和缺點，離心式空壓機綜合評分最高。下邊將從離心式空壓機開始，依次從動圖出發介紹各型空壓機。
1.離心式空壓機
離心式空壓機在功率密度、效率和噪音等方面具有最好的總體療效，被視為未來最有前途的空氣壓縮方法之一。主要工作原理為通過軸套對二氧化碳做功，在軸套和擴壓器的流道內，借助離心升壓作用和降速擴壓作用，將機械能轉化為二氧化碳的壓力能。拒相關資料顯示，從目前國外外燃料電瓶空壓機的開發方向來看，離心式空壓機將是今后的主流方向。目前內燃機做功傳熱圖片，豐田公司旗下和現代公司旗下ix35燃料電瓶車輛使用的正是離心式空壓機。注意，豐田公司旗下燃料電瓶車輛采用的是兩級電動增壓形式。
離心式空壓機工作原理動態圖一
離心式空壓機工作原理動態圖二
離心式空壓機工作原理動態圖三
離心式空壓機軸套
豐田燃料電瓶兩級電動增壓
離心空壓機也有一些缺點，例如不適宜二氧化碳流量太小及壓比過低的場合，工作區較窄，經濟性較差，效率較低等。如右圖所示，傳統內燃機動力系統匹配空壓機常常工作在中等流量范圍，工作范圍較大；燃料電瓶用空壓機工作范圍窄且緊靠喘振邊界。據相關資料顯示，離心式空壓機與渦輪機的搭配可能成為燃料電瓶用空壓機未來發展的主要趨勢，例如博格華納()開發的FCAS渦輪增壓空壓機。
傳統內燃機與燃料電瓶用空壓機工作范圍對比
博格華納渦輪增壓空壓機
2.螺桿式空壓機
螺桿式空壓機可分為單螺桿式和雙螺桿式。螺桿式空壓機在氣缸內裝有一對相互漸開線的螺旋形陰陽定子，兩定子都有幾個凹形齒，二者相互反向旋轉。主定子又稱陽定子或凸定子，通過底盤或電動機驅動，另一定子稱陰定子或凹定子，由主定子端和凹定子端的同步蝸桿驅動。驅動過程中理論上沒有金屬接觸。通用車輛和戴姆勒旗下燃料電瓶車輛層搭載過螺桿式空壓機。
單螺桿式空壓機工作原理動態圖
雙螺桿式空壓機工作原理動態圖一
雙螺桿式空壓機工作原理動態圖二
雙螺桿式空壓機工作原理動態圖三
注意內燃機做功傳熱圖片，戴姆勒旗下燃料電瓶車輛GLCF-CELL早已用電動增壓器(離心式)代替了傳統的螺桿式壓縮機。
3.羅茨式空壓機
羅茨式空壓機屬于體積回轉壓縮機，這些壓縮機靠定子軸端的同步蝸桿使兩定子保持漸開線。定子上每一凸出的曲面部份與汽缸內壁組成工作體積，在定子回轉過程找那種從吸氣口帶走二氧化碳，當移到排氣口附件與排氣口相連通的瞬時間，因有較高壓力的二氧化碳回流，此時工作體積中的壓力忽然下降，之后將二氧化碳輸送到排氣通道。兩定子互不接觸，靠嚴密控制的間隙實現密封，故排出的二氧化碳不受潤滑油污染。
羅茨式空壓機軸套形狀
羅茨式空壓機工作原理動態圖一
羅茨式空壓機工作原理分解
羅茨式空壓機工作原理動態圖二
福特公司旗下Mirai燃料電瓶車輛搭載了全新開發的六葉螺旋羅茨式空壓機。與傳統羅茨式空壓機中軸套與軸向平行不同，福特紡織開發的羅茨式空壓機，軸套呈現螺旋形狀。上汽集團開發的燃料電瓶車輛也層搭載過羅茨式空壓機。羅茨式空壓機的優勢主要有：怠速較低，毋須使用結構復雜的空氣軸承；高效運行區較寬；技術相對成熟。
Mirai六葉螺旋羅茨式空壓機
4.渦旋式空壓機
渦旋式空壓機由一個固定的嚙合渦旋盤和一個呈偏心回旋平動的嚙合運動渦旋盤組成的可壓縮體積壓縮機，由兩個雙函數多項式型線的動、靜渦盤互相咬合而成。在吸氣、壓縮、排氣工作過程中，靜盤固定在機架上，動盤由偏心軸驅動并由防自轉機構阻礙，圍繞靜盤基圓中心，作很小半徑的平面轉動。二氧化碳通過空氣濾芯吸入靜盤的外圍，隨著偏心軸的旋轉，二氧化碳在動靜盤噬合所組成的若干個月牙形壓縮腔內被逐漸壓縮，之后由靜盤中心部件的軸向孔連續排出。
渦旋式空壓機定子
渦旋式空壓機工作原理動態圖一
渦旋式空壓機工作原理動態圖二
本田公司在2002版FCHV和2008版FCHV-adv燃料電瓶車輛上均曾搭載了渦旋式空壓機。
5.往復式空壓機
往復式空壓機通過汽缸內活塞或隔膜的往復運動使質心體積周期變化并實現二氧化碳增壓和輸送，屬于體積型空壓機。按照往復運動的預制構件分為活塞式和隔膜式空壓機。
活塞式空壓機動態圖一
優點：1.熱效率高、單位耗電量少；2.加工便捷，對材料要求低，造價低廉；3.裝置簡單；4.設計、生產早，制造技術成熟；5.應用范圍廣。
缺點：1.運動部件多，結構復雜，檢修工作量大；2.怠速受限制；3.活塞環的銹蝕、氣缸的銹蝕、皮帶的傳動形式使效率下滑很快；4.噪聲大；5.控制系統的落后，不適應連鎖控制和無人值守的須要。
圖文來源
本文相關的圖片和信息整理自網路(如涉及版權，請聯系刪掉)。關注公眾號持續獲得燃料電瓶干貨。
第二屆中國氫資源與生物質能產業鏈技術峰會將于2019年7月10-11日在深圳舉行。大會將闡述全球與中國生物質能產業鏈發展前景與投資機遇，加氫技術與成本剖析，中國工業副產氫資源潛力，氧氣提純與雜質脫除技術，氧氣存儲與運輸模式，氫燃料電瓶車輛（FCV）產業基礎設施建設，氧氣儲能系統與大規?？稍偕茉吹恼?，氧氣和CO2生產高價值物理品—甲醇、烯烴和烯烴等。第二屆中國氫資源與生物質能產業鏈技術峰會的參會代表將獲得價值4500元的《中國生物質能產業鏈年度報告2019》（英文版）。
由群羿能源股份有限公司贊助的第二屆燃料電板與關鍵材料技術峰會將于2019年7月11-12日在杭州舉辦。大會將闡述全球與中國燃料電瓶發展現況與市場展望，不同應用場景燃料電瓶系統設計思路，燃料電瓶標準與測試技術，電堆規?；a的品質控制與智能制造，雙極板、膜電極、質子交換膜、催化劑和二氧化碳擴散層性能優化與成本控制，車用燃料電瓶長周期穩定運行的關鍵誘因剖析等。第二屆燃料電板與關鍵材料技術峰會的參會代表將獲得價值4500元的《中國燃料電瓶產業鏈年度報告2019》（英文版）。
如需出席或贊助大會，或了解大會詳情，請聯系亞化咨詢張總監（同微訊號），。