检测中心研发部阶段工作展播——空气供应系统核心技术点总结 相关朋友看过来

阅读:2时间:2019-11-12 00:00 作者:研发部;zjj整理

       空气供应系统是近年来科研、产业的热点之一。随着近年来国内燃料电池车压缩机研发力度的加大,市场也涌现出不少车用压缩机生产企业。本文将以清华大学深圳国际研究生院材料与器件检测技术中心研发部近期工作成果为核心内容,由小编整理,将有关空气供应系统重要技术点以简洁精准的方式呈现给读者朋友们,希望这些内容对相关从业朋友有所帮助,若能对朋友们有丝毫启发、裨益,小编将乐开怀如下面的它。
 

       具体来说,空气供应系统技术的内容相对庞大、繁复,绝不是一篇网络小文可以覆盖的。为在极尽精炼的基础上最大限度得提炼知识点,小编将以图表的形式,从目前市场上存在的主要类型空压机优缺点(SW)对比、国内主要压缩机企业、国内外厂家压缩机主要参数对比、空气供应系统技术创新团队(广东)和创新平台四个方面展播:
 
表1 主要类型空压机优缺点对比
 

压缩机种类

优势

劣势

滑片式空气压缩机

无需润滑剂

机械摩擦大,效率较低

涡旋式空气压缩机

噪声小、容积量较高,且压力与气量连续可调,在宽的工况下都能达到较高的效率

体积大、质量大;随着主轴转速的提高,压缩机的振动也会随之增大

涡轮式空气压缩机

效率高,在高速电机的支持下,小体积下可以提供相当的流量

整机可靠性,无故障运行时间、小流量供气方面还存在一些问题

螺杆空气压缩机

结构紧凑、零部件少、安装简单、无易损件、排气稳定、可靠性好、启停方便

体积大、质量重、价格高、噪声较大、需要供油润滑轴承

离心式压缩机

高效率、低价格、轻质、密封性好、响
应快、寿命长

偏离设计工况下,性能下降很严重

 
表2 国内主要压缩机企业
 

公司名称

情况

国家电力投资集团有限公司

国电投总经理江毅透露,集团在氢燃料电池开发领域获重大突破,其中就包括空压机,据其表述,该集团已经实现燃料电池全产业链完全自主化。

潍坊富源增压器有限公司

20191月,中科合创(北京)科技成果评价中心组织对潍坊富源增压器有限公司完成的燃料电池用空气悬浮离心压缩机项目进行了科技成果评价。

福建雪人股份有限公司

2015年收购了压缩机全球知名企业SRMOPCON2016年之前,OPCON供应量全球燃料电池空压机领域领先。主要设计制造了进气量5-20公斤进气量的螺杆空压机。2018年销量在20台以上,预计19年能实现超过500台。

江苏金通灵氢能机械科技有限公司

公司全资子公司江苏金通灵氢能机械科技有限公司与加速如皋经开区签订《氢能源产业投资项目合作框架性协议书》,金通灵氢能机械规划总投资4.5亿元,其中包含有在如皋经开区氢能产业园区投建燃料电池空气压缩机和氢能备用电源的研发制造

嘉兴德燃动力系统公司

公司2018年,在浙江嘉兴总部首次发布了公司自主研发的两款燃料电池专用空压机,为车用15-50kW燃料电池发动机系统量身打造,其型号分别为FAC-40-DFAC-50-D

北京伯肯节能科技股份有限公司

公司2018年展出自主研发的世界一流的高效无油空气悬浮离心空压机产品,目前正在自测,2019年有望正式供货,这一产品为一级离心增压和永磁电机直联,采用空气箔片轴承,压比超过2,稳定转速每分钟8万转(2018年数据)以上,效率可达70%以上,有明显产品性能优势。

广东广顺新能源动力科技有限公司

广顺新能源于2010年成立,成立至今,在上汽集团、新源能力、同济大学、清华大学等支持下已完成了第一、二代产品的开发,现已开始第三代产品的研发。其中,公司第二代产品曾与上汽荣威750950燃料电池车配套,产品压比≥2

毅合捷汽车科技股份有限公司

毅合捷是一家专业研发和制造涡轮增压器的国际企业,产品应用于内燃机,混合动力,燃料电池动力和通用航空发动机等。销售覆盖世界5大洲100多个国家和地区,旗下自主品牌“JRONE"畅销全球,是全球涡轮增压器领导品牌之一。

势加透博

突破了高效低比转速压气机、动压气浮轴承、高速电极控制等核心关键技术,成功研发了XT-FCC系列气悬浮空压机,覆盖了30kW~110kW燃料电池系统需求。


表3 国内外厂家压缩机主要参数对比
 

生产厂家

产品类型

空气

流量

额定功率

(kW)

转速

(rpm)

最大

压比

Honeywell(美国)

涡轮式

125g/s

25

-

3

UQM(美国)

罗茨式

100g/s

6.5

18000

-

Rotrex(丹麦)

离心式

150g/s

-

180000

2.94

OPCON(瑞典)

螺杆式(AutorotorOA1050)

-

14

-

-

日立(日本)

涡轮式(SRL-3.7MB5C)

-

3.7

-

-

广顺新能源动力

离心式

120m3/h

6.8

-

-

福建雪人

螺杆式

100g/s

-

24000

2.8

嘉兴德燃动力系统

涡轮式(FAC-40-D)

51g/s

4.6

40000

1.7

涡轮式(FAC-50-D)

65g/s

8

50000

1.9


表4.1 空气供应系统技术创新团队(广东)

技术团队

团队介绍

技术对比

 

广东

广东广顺新能源动力科技有限公司

广顺新能源于2010年成立。成立至今,在上汽集团、新源动力、同济大学、清华大学等支持下已完成了第一、二代产品的开发,现已开始第三代产品的研发。其中,公司第二代产品与上汽荣威750及950燃料电池车配套。公司高效空压机实现技术指标:响应时间≤2s,系统效率≥55%,寿命≥6000h,-30储存与启动,压力比≥2.0,过载30%的持续工作时间≥30s,电压适用范围DC250-720V。(广东广顺新能源总经理吴全,广顺新能源副总经理吴勇辉)

C/a

佛山市清极能源科技有限公司

公司的核心人员来自清华大学20多年的燃料电池研究团队,具有开发大功率电堆及系统的经验,关键组件膜电极可自主研发。叶长流,钱伟等人发明了一种燃料电池系统及使用方法。(佛山市清极能源科技有限公司技术总监叶长流)

C/c

A:国际领跑;B:国际并跑;C:国际跟跑;a:国内领跑;b:国内并跑;c:国内跟跑

表4.2 空气供应系统技术创新平台(广东)

名称

类型

级别

依托单位

广顺联合研发中心,广顺新能源电子实验室、工程实验室、综合实验室

研发

企业级

广顺新能源

佛山市清极能源科技有限公司

研发,生产

省级

佛山市新能源(燃料电池)汽车产业


       据研发部负责人张博士介绍,典型的燃料电池空气供应系统由空气过滤器、空压机、电机、中冷器、增湿器和膨胀机等组成。其中,空压机由电机和膨胀机共同驱动。空气压缩机可让气体压力提升至原来外界环境压力的2到4倍,从而提升电堆的反应速度。但空压机的寄生功耗很大,约占燃料电池辅助功耗的80%,其性能直接影响燃料电池系统的效率、紧凑性和水平衡特性。

      空气压缩机是空气供应子系统中的核心部件,较高的进气压力与空气流量可以提升燃料电池电堆的功率密度和效率。与传统空压机不同,燃料电池系统对空压机提出以下六点要求:无油、广域、高效、静音、小型、快响。常见的空压机类型有滑片式、涡旋式、涡轮式、螺杆式与离心式等。在创新方面,我国还有较长的路需要走。下表中列出了国内外典型性部分企业:

 空气压缩机国内外典型企业
 

类别

产品

公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

福建雪人股份有限公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

上海汉钟精机股份有限公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

国家电力投资集团有限公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

潍坊富源增压器有限公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

江苏金通灵氢能机械科技有限公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

嘉兴德燃动力系统有限公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

北京伯肯节能科技股份有限公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

广东广顺新能源动力科技有限公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

江苏毅合捷汽车科技股份有限公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

势加透博(北京)科技有限公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

烟台冰轮集团

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

通用汽车公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

丰田汽车公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

日立集团

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

Rotrex公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

霍尼韦尔国际(Honeywell

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

美国UQM科技公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

福建雪人股份有限公司

氢燃料电池系统

燃料电池辅助系统

气体循环系统

空压机

上海汉钟精机股份有限公司

       
       编后记:清华大学深圳国际研究生院材料与器件检测技术中心作为深圳市规模较大的高校共享实验平台,拥有完善的检测设备,设备总价值逾一亿元,并于 2013年通过中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认可,2016年通过加拿大标准协会(CSA)授权。欲获取更多检测中心详情请致电:0755-26034629并留意我们的官方网站:http://mdtc.sz.tsinghua.edu.cn/,或者点击下方图片微信关注我们。我们的工程师团队将竭诚为您服务。如您有与检测相关的行业问题需与我们讨论,欢迎在下方留言,小编将尽可能为您提供最新行业资讯。(注:文中部分图片及音乐资料来源于网络,特别鸣谢作者)
 

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