[发明专利]一种用于燃料电池的空气压缩机

说明书

技术领域

本发明属于新能源汽车零部件的燃料电池技术领域，更具体地说，是涉及一种用于燃料电池的空气压缩机。

背景技术

燃料电池是将氢和氧的化学能通过电极反应转换成电能的装置，这种装置的最大特点是反应过程不涉及燃烧，能量转换效率不受卡诺循环的限制，其能量转换效率高达60％-80％。在燃料电池中，氢和氧分别在阳电极和阴电极发生电化学反应，从而产生电流，其中的氧可以使用纯氧或从空气中直接获得，而使用空气更方便、经济。车用燃料电池要想获得更高的功率密度和更好的性能，就必须在较高的压力下工作，尤其是对于阴极的反应物(氧或空气)而言，燃料电池中氧气压力与燃料电池系统的性能有直接关系，提高空气的供气压力(即氧气的分压力)，可以增大燃料电池系统的能量密度，提高燃料电池的供气压力，还可以减小系统尺寸，提高电池堆效率和改善水平衡。因此，空气供应系统(空气供应装置)是燃料电池一个重要组成部分，作为空气供应系统核心部件的空气压缩机，在燃料电池中起着重要作用，是燃料电池的关键部件之一。特别是对于目前应用最为广泛的质子交换膜燃料电池(PEMFC)，还要求供气系统供给燃料电池堆的压缩空气绝对干净。总而言之，燃料电池的空气压缩机必须满足无油、小型、高压、低噪、耗功少、耐久性的要求。中国专利号为CN201310351343的专利文献公开了一种燃料电池系统的空气供应及能量回收装置，然而该专利没有说明如何保证压缩空气绝对干净的问题。此外，专利所述的离心式压缩机必须在每分钟十万转以上的高速下才能保持高效运行，满足这种驱动功率和转速要求的电机的耐久性是值得考验的。综上所述，现有技术中的空气压缩机无法满足燃料电池的控制供应装置的工作需求，影响燃料电池整体性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单，成本低，有效提高用于燃料电池的空气压缩机的耐久性和可靠性，从而提高空气供应系统整体性能、降低空气压缩机振动噪音、有效减小转子之间及转子和转子壳体之间间隙，降低压缩空气机内的泄漏，提升空气压缩机的容积效率和绝热效率，同时也改善空气压缩机的NVH性能的用于燃料电池的空气压缩机。

要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明为一种用于燃料电池的空气压缩机，所述的用于燃料电池的空气压缩机包括转子壳体，所述的转子壳体内设置主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮啮合，主动齿轮与主动轴连接，从动齿轮与从动轴连接，主动轴同时与输入轴连接，主动轴上设置主动转子，从动轴上设置从动转子，转子壳体上还设置进气口，进气口靠近主动转子和从动转子位置，输入轴与电机连接，电机与控制部件连接。

所述的用于燃料电池的空气压缩机还包括前盖板，所述的输入轴通过轴承VⅠ和轴承Ⅰ与前盖板连接，主动轴与主动齿轮固定连接，主动轴一端穿过主动齿轮与输入轴连接，主动轴另一端通过轴承Ⅱ与转子壳体后端连接，从动轴一端与从动齿轮固定连接，从动轴另一端通过轴承Ⅲ与转子壳体连接。

所述的前盖板和主动齿轮、从动齿轮一侧形成油腔，主动齿轮和从动齿轮另一侧设置轴承板，轴承板与转子壳体连接，轴承板上设置轴承Ⅳ、轴承Ⅴ、油封Ⅰ、油封Ⅱ，主动轴通过轴承Ⅳ和油封Ⅰ与轴承板连接，从动轴通过轴承Ⅴ和油封Ⅱ与轴承板连接。

所述的输入轴与主动轴通过弹性联轴器连接，所述的轴承VⅠ是双列角接触球轴承，轴承Ⅰ是球轴承，轴承VⅠ和轴承Ⅰ之间的间隙部位设置油封Ⅲ。

所述的用于燃料电池的空气压缩机包括多个油封，多个油封分别是油封Ⅰ、油封Ⅱ、油封Ⅲ，每个油封包括金属内骨架、金属外骨架、防尘唇，金属内骨架和金属外骨架通过主防油唇连接，金属外骨架外侧设置油封外缘，防尘唇与金属外骨架连接，防尘唇上设置副唇口，副唇口上设置回油纹，主防油唇上设置聚四氟乙烯耐温耐油层。

所述的主动转子外层设置主动转子涂层，从动转子外层设置从动转子涂层，主动转子涂层设置为经过喷涂工艺喷涂在主动转子表面的结构，从动转子涂层设置为经过喷涂工艺喷涂在从动转子表面的结构，主动转子上设置多个扇叶，从动转子上设置多个扇叶。

喷涂在主动转子表面的主动转子涂层设置为经过加温固化在主动转子表面的结构，喷涂在从动转子表面的从动转子涂层设置为经过加温固化在从动转子表面的结构，主动转子涂层内部设置气孔，从动转子涂层内部设置气孔。涂层(主动转子涂层和从动转子涂层)是由纳米级耐磨颗粒、聚四氟乙烯(PTFE)固体润滑剂、发泡剂、聚乙烯这些脂类材料混合而成的混合物。