本发明专利技术公开了一种带能量回收的燃料电池空压机及燃料电池系统，膨胀蜗壳与后端盖之间设有励磁组件和传动部件，励磁组件包括线圈端盖、励磁线圈和导磁体，导磁体与转轴的一端连接且位于励磁线圈内；传动部件包括传动轴、第二轴承、传动盘、传动端盖和回收叶轮，传动盘为金属制品，回收叶轮与传动轴的一端连接，膨胀蜗壳上设置有与第二蜗壳腔连通的第二进气口和第二排气口，传动盘连接在传动轴的另一端；通过控制励磁线圈通电状态，使传动盘与导磁体之间可连接或者断开，根据实际需求精准控制励磁线圈的通电与断电，来有效控制传动盘和导磁体之间的连接和断开，不额外消耗电机的能量，提高整个空压机的效率，节约能源。节约能源。节约能源。
【技术实现步骤摘要】
一种带能量回收的燃料电池空压机及燃料电池系统
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[0001]本专利技术涉及一种带能量回收的燃料电池空压机及燃料电池系统。
技术介绍
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[0002]燃料电池系统是一种通过氢气和氧气电化学反应产生电能的能量转换装置,具有能量转换效率高，结构简单、低噪音、无污染等优点。燃料电池系统反应后空气尾排口排出的高温气体具有一定的压力。如果此具有一定压力的尾排气体直接排到大气中将导致能量的浪费，可以通过有效手段将尾排气体的能量回收，转化为空压机的动力，来提高空压机的效率，节约能源。
[0003]目前市场上大都采用膨胀机集成安装于空压机上来实现燃料电池系统尾排气体中能量的回收，具体实施方法是将膨胀机中的回收叶轮安装于空压机电机转子的同轴上，燃料电池系统排出的高温尾排气体推动回收叶轮的转动，进而给同轴的空压机电机转子增加额外转矩，提高整个空压机的效率。但是，在燃料电池系统刚启动、低功率运行或者停机吹扫时，尾排气体压力太小，不足以推动膨胀机中的回收叶轮的转动，而回收叶轮又安装于空压机电机转子的同轴上，此时将给电机带来额外的负担。
[0004]另外，膨胀机腔体与电机腔体之间只隔着一个轴承，膨胀机的内的高温尾排气体很容易进入到电机腔体内，高温尾排气体中含有氢气和水气，会腐蚀电机内部的零部件，从而降低空压机的使用寿命。
技术实现思路
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[0005]本专利技术的目的是提供一种带能量回收的燃料电池空压机及燃料电池系统，能解决现有技术中在燃料电池系统刚启动、低功率运行或者停机吹扫时，尾排气体压力太小，不足以推动膨胀机中的回收叶轮的转动，而回收叶轮又安装于空压机电机转子的同轴上，此时将给电机带来额外的负担的技术问题。
[0006]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
[0007]本专利技术的目的是提供一种带能量回收的燃料电池空压机，包括电机、进气蜗壳、第一叶轮和膨胀蜗壳；其中电机包括前端盖、后端盖、机壳、定子组件、转子组件、转轴和第一轴承，前端盖、后端盖分别安装在机壳两端形成电机空腔，定子组件、转子组件、转轴和第一轴承安装在电机空腔里面；前端盖与进气蜗壳装配起来形成第一蜗壳腔，第一蜗壳腔里面放置第一叶轮，第一叶轮与转轴的另一端连接，进气蜗壳上设置有与第一蜗壳腔连通的第一进气口和第一排气口，膨胀蜗壳安装在后端盖上，其特征在于：
[0008]膨胀蜗壳与后端盖之间设有励磁组件和传动部件，励磁组件安装在后端盖上，传动部件安装在励磁组件上，膨胀蜗壳安装在传动部件上；
[0009]励磁组件包括线圈端盖、励磁线圈和导磁体，线圈端盖安装在后端盖上，励磁线圈安装在线圈端盖的内壁面上，导磁体与转轴的一端连接且位于励磁线圈内；
[0010]传动部件包括传动轴、第二轴承、传动盘、传动端盖和回收叶轮，传动盘为金属制
品，传动端盖安装在线圈端盖上，传动端盖中间设有用于放置第二轴承的轴承室，传动轴支承在第二轴承上，膨胀蜗壳安装在传动端盖上并形成第二蜗壳腔，第二蜗壳腔里面放置回收叶轮，回收叶轮与传动轴的一端连接，膨胀蜗壳上设置有与第二蜗壳腔连通的第二进气口和第二排气口，传动盘连接在传动轴的另一端；
[0011]通过控制励磁线圈通电状态，使传动盘与导磁体之间可连接或者断开，当励磁线圈通电时，导磁体磁化且与传动盘磁耦合连接，当励磁线圈不通电时，导磁体没有磁性且与传动盘断开连接。
[0012]上述所述的传动盘的配合面上设有若干沿周向间隔分布的凸齿，导磁体的配合面上设有若干沿周向间隔分布的齿槽，若干凸齿与若干齿槽是对应的，当传动盘与导磁体之间连接在一起时，凸齿嵌入齿槽内形成周向定位。
[0013]上述所述的回收叶轮与第二轴承之间设有弹片。
[0014]上述所述的传动端盖包括端板和从端板边缘延伸出来的套筒外壳，膨胀蜗壳安装在端板上，轴承室设置在端板中间，端板与套筒外壳围成容置腔，传动盘置于容置腔的腔口处，套筒外壳上设有若干透气通孔。
[0015]上述所述的线圈端盖为环形结构，线圈端盖一端与套筒外壳的端部连接，线圈端盖的另一端与后端盖连接。
[0016]上述所述的机壳表面设置冷却进气咀和冷却出气咀，电机空腔的两端分别连通冷却进气咀和冷却出气咀。
[0017]一种燃料电池系统，包括空气供应系统、冷却系统、供氢系统、电堆模块和燃料电池系统控制器FCU，空气供应系统包括空气过滤器、流量计、空压机、中冷器和增湿器，外部空气依次经过空气过滤器、流量计、空压机、中冷器和增湿器，然后送到电堆模块的空气入口，其特征在于：空压机为上述所述的带能量回收的燃料电池空压机，外部空气依次经过空气过滤器和流量计，再从第一进气口进入进气蜗壳内经过第一叶轮转动压缩空气后，再从第一排气口排出流经中冷器和增湿器，然后送到电堆模块的空气入口，电堆模块的空气出口将反应后的高温尾排气体再送到空压机的第二进气口进入膨胀蜗壳内，高温尾排气推动回收叶轮高速转动，同时回收叶轮带动传动盘同轴转动，当传动盘与导磁体之间连接时，传动盘与导磁体同步转动，回收叶轮回收的动能传递给电机的转子组件上。
[0018]上述所述的燃料电池系统控制器FCU控制励磁线圈通电或者断电状态。
[0019]本专利技术与现有技术相比，具有如下效果：
[0020]1)一种带能量回收的燃料电池空压机，包括电机、进气蜗壳、第一叶轮和膨胀蜗壳；其中电机包括前端盖、后端盖、机壳、定子组件、转子组件、转轴和第一轴承，前端盖、后端盖分别安装在机壳两端形成电机空腔，定子组件、转子组件、转轴和第一轴承安装在电机空腔里面；前端盖与进气蜗壳装配起来形成第一蜗壳腔，第一蜗壳腔里面放置第一叶轮，第一叶轮与转轴的另一端连接，进气蜗壳上设置有与第一蜗壳腔连通的第一进气口和第一排气口，膨胀蜗壳安装在后端盖上，膨胀蜗壳与后端盖之间设有励磁组件和传动部件，励磁组件安装在后端盖上，传动部件安装在励磁组件上，膨胀蜗壳安装在传动部件上；励磁组件包括线圈端盖、励磁线圈和导磁体，线圈端盖安装在后端盖上，励磁线圈安装在线圈端盖的内壁面上，导磁体与转轴的一端连接且位于励磁线圈内；传动部件包括传动轴、第二轴承、传动盘、传动端盖和回收叶轮，传动盘为金属制品，传动端盖安装在线圈端盖上，传动端盖中
间设有用于放置第二轴承的轴承室，传动轴支承在第二轴承上，膨胀蜗壳安装在传动端盖上并形成第二蜗壳腔，第二蜗壳腔里面放置回收叶轮，回收叶轮与传动轴的一端连接，膨胀蜗壳上设置有与第二蜗壳腔连通的第二进气口和第二排气口，传动盘连接在传动轴的另一端；通过控制励磁线圈通电状态，使传动盘与导磁体之间可连接或者断开，根据实际需求精准控制励磁线圈的通电与断电，来有效控制传动盘和导磁体之间的连接和断开，不额外消耗电机的能量，提高整个空压机的效率，节约能源。
[0021]2)本专利技术的其它优点在实施例部分展开详细描述。
附图说明：
[0022]图1是本专利技术实施例一提供的立体图；
[0023]图2是本专利技术实施例一提供的分解图；
[0024]图3是本专利技术实施例一提供的另一角度分解图；
[0025本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种带能量回收的燃料电池空压机，包括电机(1)、进气蜗壳(2)、第一叶轮(3)和膨胀蜗壳(4)；其中电机(1)包括前端盖(11)、后端盖(12)、机壳(13)、定子组件(14)、转子组件(15)、转轴(16)和第一轴承(17)，前端盖(11)、后端盖(12)分别安装在机壳(13)两端形成电机空腔(18)，定子组件(14)、转子组件(15)、转轴(16)和第一轴承(17)安装在电机空腔(18)里面；前端盖(11)与进气蜗壳(2)装配起来形成第一蜗壳腔(23)，第一蜗壳腔(23)里面放置第一叶轮(3)，第一叶轮(3)与转轴(16)的另一端连接，进气蜗壳(2)上设置有与第一蜗壳腔(23)连通的第一进气口(21)和第一排气口(22)，膨胀蜗壳(4)安装在后端盖(12)上，其特征在于：膨胀蜗壳(4)与后端盖(12)之间设有励磁组件(5)和传动部件(6)，励磁组件(5)安装在后端盖(12)上，传动部件(6)安装在励磁组件(5)上，膨胀蜗壳(4)安装在传动部件(6)上；励磁组件(5)包括线圈端盖(51)、励磁线圈(52)和导磁体(53)，线圈端盖(51)安装在后端盖(12)上，励磁线圈(52)安装在线圈端盖(51)的内壁面上，导磁体(53)与转轴(16)的一端连接且位于励磁线圈(52)内；传动部件(6)包括传动轴(61)、第二轴承(62)、传动盘(63)、传动端盖(64)和回收叶轮(65)，传动盘(63)为金属制品，传动端盖(64)安装在线圈端盖(51)上，传动端盖(64)中间设有用于放置第二轴承(62)的轴承室(640)，传动轴(61)支承在第二轴承(62)上，膨胀蜗壳(4)安装在传动端盖(64)上并形成第二蜗壳腔(41)，第二蜗壳腔(41)里面放置回收叶轮(65)，回收叶轮(65)与传动轴(61)的一端连接，膨胀蜗壳(4)上设置有与第二蜗壳腔(41)连通的第二进气口(42)和第二排气口(43)，传动盘(63)连接在传动轴(61)的另一端；通过控制励磁线圈(52)通电状态，使传动盘(63)与导磁体(53)之间可连接或者断开，当励磁线圈(52)通电时，导磁体(53)磁化且与传动盘(63) 磁耦合连接，当励磁线圈(52)不通电时，导磁体(53)没有磁性且与传动盘(63)断开连接。2.根据权利要求1所述的一种带能量回收的燃料电池空压机，其特征在于：传动盘(63)的配合面上设有若干沿周向间隔分布的凸齿(631)，导磁体(53)的配合面上设有若干沿周...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘小青，邓佳，邴黎明，
申请(专利权)人：大洋电机燃料电池科技中山有限公司，
类型：发明
国别省市：
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