燃料电池车用空气压缩机及燃料电池汽车制造技术

本实用新型专利技术涉及一种燃料电池车用空气压缩机及燃料电池汽车，本实用新型专利技术的燃料电池车用空气压缩机包括具有一端开口的容纳腔的电机壳，收容于容纳腔内的电机，以及封堵开口的背板，且于背板上形成有供电机轴的一端穿出的透孔；还包括固设于电机轴的外伸端上、且位于背板一侧的压轮，以及构造于压轮与背板之间的密封部，且密封部被配置为对流入压轮与背板之间的气流进行阻挡。本实用新型专利技术的燃料电池车用空气压缩机通过在压轮与背板之间设置可对流入两者间的气流进行阻挡的密封部，可减少流入压轮与背板之间的气体量，从而可降低气体在压轮上产生的背压，进而可降低压轮所受到的轴向力，由此可降低对轴承承载力的要求，并提高空气压缩机的工作效率。

Air Compressor for Fuel Cell Vehicle and Fuel Cell Vehicle

【技术实现步骤摘要】
燃料电池车用空气压缩机及燃料电池汽车
本技术涉及空气压缩机
，特别涉及一种燃料电池车用空气压缩机，同时，本技术还涉及一种具有该燃料电池车用空气压缩机的燃料电池汽车。
技术介绍
随着对能源节约的日益重视，燃料电池车越来越普及，而空气压缩机具有为燃料电池的阴极反应提供高压空气的重要作用，其性能的好坏直接影响燃料电池车的使用性能。现有技术中，燃料电池压缩机主要包括螺杆式和离心式两种结构，其中，离心式压缩机以其高压比和快速响应的优点而得到广泛应用。离心式压缩机主要包括控制器、具有压轮的压气机以及电机和装设于电机轴上的轴承，在工作时，压气机吸入的气体会部分泄露到压轮的背面而在压轮上产生背压，且因背压一直大于压轮正面受到的前压，致使压缩机总的轴向力较大，而提高了对轴承承载力的要求，同时也降低了整体的工作效率。为了解决上述问题，有的采用两级增压，也即在压缩机上设置相对布置的两个压轮，以互相抵消轴向力，但此种结构使得空压机的体积较大，成本较高。而对于单级增压形式的空压机，也即仅采用一个压轮的空压机，其虽具有压轮效率高，体积小的优点，但同时也因压轮的轴向力较大，提高了对轴承承载能力的要求，并加大了轴承的设计难度，同时也导致空压机的工作效率较低。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种燃料电池车用空气压缩机，以降低压轮的轴向力，而提高工作效率。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种燃料电池车用空气压缩机，包括具有一端开口的容纳腔的电机壳，收容于所述容纳腔内的电机，以及封堵所述开口的背板，且于所述背板上形成有供电机轴的一端穿出的透孔，于所述电机轴的外伸端上固设有位于所述背板一侧的压轮，并还包括：密封部，构造于于所述压轮与所述背板之间，且所述密封部被配置为可构成对流入所述压轮与所述背板之间的气流进行阻挡。进一步的，所述密封部包括沿所述压轮的径向间隔构造的多个第一环形齿，以及与所述第一环形齿交错布置，而间隔构造于所述背板上的多个第二环形齿。进一步的，还包括：气道，贯通设于所述背板及所述电机壳上、并与所述容纳腔连通；进气孔，构造于所述背板上，以供阻挡后的气流进入所述气道；出气孔，构造于所述电机壳上，以引导所述容纳腔内的气流流出。进一步的，于所述出气孔内穿设有出气管，且所述出气管被构造为引导所述容纳腔内的气流向所述压轮远离所述背板的一端流动。进一步的，相对于所述电机轴的外伸端，于所述电机轴的另一端设有止推轴承，所述气道与所述容纳腔的连通口设置于所述止推轴承处。进一步的，于所述容纳腔内设有转动布置于所述电机轴上的滑动轴承，且于所述电机上构造有引导所述止推轴承的气流向所述滑动轴承位置流动的通道，所述出气管设置于所述滑动轴承处。进一步的，所述滑动轴承为空气轴承，并为相对布置于所述电机轴上的两个。相对于现有技术，本技术具有以下优势：(1)本技术所述的燃料电池车用空气压缩机，通过在压轮与背板之间设置可对流入两者间的气流进行阻挡的密封部，可减少流入压轮与背板之间的气体量，从而可降低气体在压轮上产生的背压，进而可降低压轮所受到的轴向力，由此可降低对轴承承载力的要求，并可提高本空气压缩机的工作效率。(2)密封部由交错布置的多个第一环形齿和多个第二环形齿构成，可在压轮与背板之间形成双向迷宫密封，从而可提高密封效果，而进一步降低流入两者之间的气体量。(3)通过在背板上设置供阻挡后的气流进入气道的进气孔，能够进一步降低气体在压轮上产生的背压，从而可降低压轮所受到的轴向力。(4)通过在出气孔内穿设可引导容纳腔内的气流向压轮远离背板的一端流动的出气管，可实现气体的循环利用，而节约资源。(5)将气道与容纳腔的连通口设置于止推轴承处，可利用气体而对止推轴承进行冷却，从而可省去对冷却气源的额外设置。(6)通过设置滑动轴承可提高压轮的转动效果，而设置通道则可利用气体对滑动轴承进行冷却，从而可提高滑动轴承的工作性能，同时也无需额外设置冷却气源。(7)滑动轴承采用空气轴承，可降低对燃料电池质子交换膜污染的风险，并可进一步提高压轮的转动效果。本技术的的另一目的在于提出一种燃料电池汽车，其包括车体，于所述车体上设置有燃料电池，于所述燃料电池上连接有如上所述的燃料电池车用空气压缩机。本技术的燃料电池汽车，通过采用上述的燃料电池车用空气压缩机，能够提高燃料电池车的工作性能，从而可提高本燃料电池汽车的使用效果。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例一所述的燃料电池车用空气压缩机的结构示意图；图2为图1中I部分的放大图；图3为本技术实施例一所述的压轮的结构示意图；图4为本技术实施例一所述的背板的结构示意图；附图标记说明：1-压轮，101-第一环形齿，2-背板，201-第二环形齿，202-进气孔，3-电机壳，4-气道，5-电机轴，6-通道，7-止推轴承，8-第一轴封，9-第一空气轴承，10-水道，11-定子，12-转子，13-第二空气轴承，14-第二轴封。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。实施例一本实施例涉及一种燃料电池车用空气压缩机，其整体上包括具有一端开口的容纳腔的电机壳，收容于容纳腔内的电机，以及封堵开口的背板，且于背板上形成有供电机轴的一端穿出的透孔。同时，所述燃料电池车用空气压缩机还进一步包括固设于电机轴的外伸端上、且位于背板一侧的压轮，以及构造于压轮与背板之间的密封部，且该密封部被配置为可构成对流入压轮与背板之间的气流进行阻挡，且经由该阻挡可降低流入压轮与背板之间的进气量，以能够降低气体在压轮上产生的背压，进而降低压轮所受到的轴向力。基于如上整体结构，本实施例的燃料电池车用空气压缩机的一种示例性结构如图1中所示，其大致结构与现有技术中的单级离心式空气压缩机类似，具体而言，基于图1所示状态下，本实施例的空气压缩机包括图中未示出的位于电机壳3左端的用于收容压轮1的压轮1壳，上述背板2设置于压轮1壳与电机壳3相接处，并与压轮1壳及电机壳3同时构成固连。本实施例的电机的结构与现有空压机所配置的电机结构类似，由图1中所示，其包括一端穿过上述透孔而外伸于容纳腔的电机轴5，收容于容纳腔内、并同轴固连于电机轴5上的转子12以及套设于转子12外的定子11。且基于电机的工作特性，于转子12与定子11之间形成有径向间隙。另外，为了提高使用效果，于电机壳3及透孔处分别设置有对电机轴5构成密封的第一轴封8和第二轴封14。除此以外，为了承载轴向力，如图1中所示，于电机轴5上设有与第一轴封8相抵接的止推轴承7。与此同时，于容纳腔内还设有转动布置于电机轴5上的滑动轴承。且为了提高使用效果，本实施例的滑动轴承具体采用空气轴承，进一步地，由图1中所示，本实施例的空气轴承为相对布置于电机轴5上的两个，并分别相邻于第二轴封14和止推轴承7布置。为了便于下文描述，本实施例中将相邻于止推轴承7布置的空气轴承称为“第一空气轴承9”，而将相邻于第二轴封14布置的空气轴承称为“第二空气轴承13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池车用空气压缩机，包括具有一端开口的容纳腔的电机壳(3)，收容于所述容纳腔内的电机，以及封堵所述开口的背板(2)，且于所述背板(2)上形成有供电机轴(5)的一端穿出的透孔，其特征在于：于所述电机轴(5)的外伸端上固设有位于所述背板(2)一侧的压轮(1)，并还包括：密封部，构造于所述压轮(1)与所述背板(2)之间，且所述密封部被配置为可构成对流入所述压轮(1)与所述背板(2)之间的气流进行阻挡。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池车用空气压缩机，包括具有一端开口的容纳腔的电机壳(3)，收容于所述容纳腔内的电机，以及封堵所述开口的背板(2)，且于所述背板(2)上形成有供电机轴(5)的一端穿出的透孔，其特征在于：于所述电机轴(5)的外伸端上固设有位于所述背板(2)一侧的压轮(1)，并还包括：密封部，构造于所述压轮(1)与所述背板(2)之间，且所述密封部被配置为可构成对流入所述压轮(1)与所述背板(2)之间的气流进行阻挡。2.根据权利要求1所述的燃料电池车用空气压缩机，其特征在于：所述密封部包括沿所述压轮(1)的径向间隔构造的多个第一环形齿(101)，以及与所述第一环形齿(101)交错布置，而间隔构造于所述背板(2)上的多个第二环形齿(201)。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池车用空气压缩机，其特征在于：还包括：气道(4)，贯通设于所述背板(2)及所述电机壳(3)上、并与所述容纳腔连通；进气孔(202)，构造于所述背板(2)上，以供阻挡后的气流进入所述气道(4)；出气孔，构造于所述电机壳(3)上，以引导...

【专利技术属性】
技术研发人员：高磊，杜洪水，任自立，王向军，张泽裕，
申请(专利权)人：长城汽车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13