免费下载！
[!--downpath--]关注“燃料电瓶干货”公众号持续获取燃料电瓶干货
导读：假如燃料电瓶堆是燃料电瓶动力系统的“大肾脏”，这么空压机就是强劲的“肺”，燃料电瓶系统的高性能输出须要强悍的“心-肺功能”。可以这样形容，目前空压机是国外不仅燃料电瓶堆以外最为核心的关键零部件。燃料电瓶空压机可分为离心式、罗茨式、螺杆式、涡旋式、活塞式和滑片式等。本推送帮助读者从动图直观理解燃料电瓶用各种空压机结构。
主要燃料电瓶车辆厂商空压机类型对比
全球各大燃料电瓶车辆生产商为空气供应系统选择的空压机类型也不尽相同。诸如福特2002款FCHV和2008款FCHV-adv燃料电瓶车辆搭载了涡旋式空压机，Mirai燃料电瓶车辆搭载六叶螺旋罗茨式空压机。丰田公司燃料电瓶车辆用两级电动离心式空压机代替了螺杆式空压机。戴姆勒旗下最新GLCF-Cell燃料电瓶车辆采用离心式空压机，而在前几代中，A-class采取螺杆式空压机和膨胀机结合的方式，B-Class和F-Class采用螺杆式空压机。
各种空压机对比
尽管燃料电瓶用空压机的设计方式与传统内燃机增压器相像，但二者在使用环境、工作范围和要求上有着较大差距。燃料电瓶用空压机须要满足无油、低噪音、低成本、小型化、工作范围宽、动态响应快等特性。某种程度上，燃料电瓶用空压机代表了空气压缩机行业的最高水平，涉及到空气动热学、传热学、流体热学、机械、电子、材料、电控和NVH等诸多学科。上表为几种燃料电瓶用空压机的简单对比。可以发觉，各型空压机均有其特有的优点和缺点，离心式空压机综合评分最高。下边将从离心式空压机开始，依次从动图出发介绍各型空压机。
1.离心式空压机
离心式空压机在功率密度、效率和噪音等方面具有最好的总体疗效，被视为未来最有前途的空气压缩方法之一。主要工作原理为通过轴套对二氧化碳做功，在轴套和扩压器的流道内，借助离心升压作用和降速扩压作用，将机械能转化为二氧化碳的压力能。拒相关资料显示，从目前国外外燃料电瓶空压机的开发方向来看，离心式空压机将是今后的主流方向。目前内燃机做功传热图片，丰田公司旗下和现代公司旗下ix35燃料电瓶车辆使用的正是离心式空压机。注意，丰田公司旗下燃料电瓶车辆采用的是两级电动增压形式。
离心式空压机工作原理动态图一
离心式空压机工作原理动态图二
离心式空压机工作原理动态图三
离心式空压机轴套
丰田燃料电瓶两级电动增压
离心空压机也有一些缺点，例如不适宜二氧化碳流量太小及压比过低的场合，工作区较窄，经济性较差，效率较低等。如右图所示，传统内燃机动力系统匹配空压机常常工作在中等流量范围，工作范围较大；燃料电瓶用空压机工作范围窄且紧靠喘振边界。据相关资料显示，离心式空压机与涡轮机的搭配可能成为燃料电瓶用空压机未来发展的主要趋势，例如博格华纳()开发的FCAS涡轮增压空压机。
传统内燃机与燃料电瓶用空压机工作范围对比
博格华纳涡轮增压空压机
2.螺杆式空压机
螺杆式空压机可分为单螺杆式和双螺杆式。螺杆式空压机在气缸内装有一对相互渐开线的螺旋形阴阳定子，两定子都有几个凹形齿，二者相互反向旋转。主定子又称阳定子或凸定子，通过底盘或电动机驱动，另一定子称阴定子或凹定子，由主定子端和凹定子端的同步蜗杆驱动。驱动过程中理论上没有金属接触。通用车辆和戴姆勒旗下燃料电瓶车辆层搭载过螺杆式空压机。
单螺杆式空压机工作原理动态图
双螺杆式空压机工作原理动态图一
双螺杆式空压机工作原理动态图二
双螺杆式空压机工作原理动态图三
注意内燃机做功传热图片，戴姆勒旗下燃料电瓶车辆GLCF-CELL早已用电动增压器(离心式)代替了传统的螺杆式压缩机。
3.罗茨式空压机
罗茨式空压机属于体积回转压缩机，这些压缩机靠定子轴端的同步蜗杆使两定子保持渐开线。定子上每一凸出的曲面部份与汽缸内壁组成工作体积，在定子回转过程找那种从吸气口带走二氧化碳，当移到排气口附件与排气口相连通的瞬时间，因有较高压力的二氧化碳回流，此时工作体积中的压力忽然下降，之后将二氧化碳输送到排气通道。两定子互不接触，靠严密控制的间隙实现密封，故排出的二氧化碳不受润滑油污染。
罗茨式空压机轴套形状
罗茨式空压机工作原理动态图一
罗茨式空压机工作原理分解
罗茨式空压机工作原理动态图二
福特公司旗下Mirai燃料电瓶车辆搭载了全新开发的六叶螺旋罗茨式空压机。与传统罗茨式空压机中轴套与轴向平行不同，福特纺织开发的罗茨式空压机，轴套呈现螺旋形状。上汽集团开发的燃料电瓶车辆也层搭载过罗茨式空压机。罗茨式空压机的优势主要有：怠速较低，毋须使用结构复杂的空气轴承；高效运行区较宽；技术相对成熟。
Mirai六叶螺旋罗茨式空压机
4.涡旋式空压机
涡旋式空压机由一个固定的啮合涡旋盘和一个呈偏心回旋平动的啮合运动涡旋盘组成的可压缩体积压缩机，由两个双函数多项式型线的动、静涡盘互相咬合而成。在吸气、压缩、排气工作过程中，静盘固定在机架上，动盘由偏心轴驱动并由防自转机构阻碍，围绕静盘基圆中心，作很小半径的平面转动。二氧化碳通过空气滤芯吸入静盘的外围，随着偏心轴的旋转，二氧化碳在动静盘噬合所组成的若干个月牙形压缩腔内被逐渐压缩，之后由静盘中心部件的轴向孔连续排出。
涡旋式空压机定子
涡旋式空压机工作原理动态图一
涡旋式空压机工作原理动态图二
本田公司在2002版FCHV和2008版FCHV-adv燃料电瓶车辆上均曾搭载了涡旋式空压机。
5.往复式空压机
往复式空压机通过汽缸内活塞或隔膜的往复运动使质心体积周期变化并实现二氧化碳增压和输送，属于体积型空压机。按照往复运动的预制构件分为活塞式和隔膜式空压机。
活塞式空压机动态图一
优点：1.热效率高、单位耗电量少；2.加工便捷，对材料要求低，造价低廉；3.装置简单；4.设计、生产早，制造技术成熟；5.应用范围广。
缺点：1.运动部件多，结构复杂，检修工作量大；2.怠速受限制；3.活塞环的锈蚀、气缸的锈蚀、皮带的传动形式使效率下滑很快；4.噪声大；5.控制系统的落后，不适应连锁控制和无人值守的须要。
图文来源
本文相关的图片和信息整理自网路(如涉及版权，请联系删掉)。关注公众号持续获得燃料电瓶干货。
第二届中国氢资源与生物质能产业链技术峰会将于2019年7月10-11日在深圳举行。大会将阐述全球与中国生物质能产业链发展前景与投资机遇，加氢技术与成本剖析，中国工业副产氢资源潜力，氧气提纯与杂质脱除技术，氧气存储与运输模式，氢燃料电瓶车辆（FCV）产业基础设施建设，氧气储能系统与大规模可再生能源的整合，氧气和CO2生产高价值物理品—甲醇、烯烃和烯烃等。第二届中国氢资源与生物质能产业链技术峰会的参会代表将获得价值4500元的《中国生物质能产业链年度报告2019》（英文版）。
由群羿能源股份有限公司赞助的第二届燃料电板与关键材料技术峰会将于2019年7月11-12日在杭州举办。大会将阐述全球与中国燃料电瓶发展现况与市场展望，不同应用场景燃料电瓶系统设计思路，燃料电瓶标准与测试技术，电堆规模化生产的品质控制与智能制造，双极板、膜电极、质子交换膜、催化剂和二氧化碳扩散层性能优化与成本控制，车用燃料电瓶长周期稳定运行的关键诱因剖析等。第二届燃料电板与关键材料技术峰会的参会代表将获得价值4500元的《中国燃料电瓶产业链年度报告2019》（英文版）。
如需出席或赞助大会，或了解大会详情，请联系亚化咨询张总监（同微讯号），。