空氣壓縮機(jī)為燃料電池核心部件,成本僅次于電堆,是系統(tǒng)最大耗能部件,要求滿足小型化、高速化和無油化的苛刻要求,開發(fā)難度大,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品尚有諸多技術(shù)難題亟待解決,目前主要以國(guó)外進(jìn)口為主,成本居高不下。氫氣引射器可以有效代替氫氣循環(huán)泵,實(shí)現(xiàn)電堆系統(tǒng)附件能耗的降低。項(xiàng)目成果離心式空氣壓縮機(jī),采用高速化、輕量化、高效性設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)氫燃料汽車供給系統(tǒng)的最佳配置。其質(zhì)量體積可比同類產(chǎn)品降低10%,能耗縮減20%,氣體無油免維護(hù)。成本比國(guó)外同類產(chǎn)品降低50%以上。引射器部件可實(shí)現(xiàn)低供氫壓力、高引射比的設(shè)計(jì)目標(biāo),產(chǎn)品采用鋁合金輕量化設(shè)計(jì),配合表面陶瓷鍍層工藝,實(shí)現(xiàn)高性能和耐腐蝕,可實(shí)現(xiàn)多引射器及除水排氮系統(tǒng)的高效集成。
壓縮機(jī)技術(shù)性能指標(biāo):最高轉(zhuǎn)速100000r/min,最高效率92%,額定流量≥120g/s;壓縮比≥3,出口壓力波動(dòng)偏差≤2%;噪聲≤70dB(A);振動(dòng)最大均方根加速度≤1g,抗振等級(jí)符合ISO16750標(biāo)準(zhǔn);怠速至額定轉(zhuǎn)速響應(yīng)時(shí)間≤3s;出口空氣含油量≤0.03mg/Nm3;控制器輸入功率≤16kW;壽命≥8000h,起停次數(shù)≥10萬次;空壓機(jī)系統(tǒng)(不含控制器)重量≤15kg;引射器技術(shù)性能指標(biāo):適配電堆60~150kW;新氫壓力4~12bar;引射器壓差5~45kPa;電堆陽極壓差3~18 kPa。
技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn):
(1)多材質(zhì)高精度復(fù)合軸系設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)10萬轉(zhuǎn)/分最高轉(zhuǎn)速。
(2)分級(jí)負(fù)載的空氣箔片設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)高耐久無油潤(rùn)滑。
(3)能量回收膨脹端設(shè)計(jì),能耗縮減20%,電堆降本10%。
(4)引射器精密加工及表面涂層技術(shù),實(shí)現(xiàn)高效耐腐蝕。
高速離心機(jī)完成第一代樣機(jī)開發(fā)及驗(yàn)證,空氣軸承實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化材料及工藝驗(yàn)證,完成高速永磁體主軸設(shè)計(jì)和加工,實(shí)現(xiàn)空氣潤(rùn)滑低速起飛實(shí)驗(yàn)。完成高速電機(jī)定子設(shè)計(jì)加工,軸系轉(zhuǎn)速達(dá)到10萬轉(zhuǎn)分。引射器完成電堆性能匹配實(shí)驗(yàn)。氫氣供給模塊(雙引射器)完成樣品試制。
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