空压机用双冷却单元、空压机及氢燃料电池系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种空压机用双冷却单元、空压机及氢燃料电池系统，属于燃料电池技术领域，空压机用双冷却单元包括电机壳体，电机壳体具有相对的进气口和出气口，进气口和出气口之间连通有风冷通道；电机壳体还具有相对的进水口和出水口，进水口和出水口之间连通有水冷通道，水冷通道自进水口至出水口的流通截面面积呈增大趋势。当温度较低的冷却水自进水口至出水口流通散热时，在流通路径上能够渐渐地增大接触面积和流通量，减少冷却水在流经一段距离后温度变高无法对邻近出水口的零件进行有效散热的情况，提高水冷通道的散热均匀性和有效性；同时，风冷通道和水冷通道能够同时对内部转子、轴承等零件进行快速散热，提高散热能力。热能力。热能力。

【技术实现步骤摘要】
空压机用双冷却单元、空压机及氢燃料电池系统


[0001]本技术属于燃料电池
，更具体地说，是涉及一种空压机用双冷却单元、空压机及氢燃料电池系统。

技术介绍

[0002]氢燃料电池以氢气和空气(空气中的氧气)为燃料，发生电化学反应，将燃料的化学能直接转换成电能的装置，反应生成水，兼备无污染、适用范围广、效率高等特点。研究表明，高压、大流量的空气供应对提高氢燃料电池的发电功率具有明显的提升作用。为此，在空气进入氢燃料电池之前，需要通过空压机(全称为空气压缩机)对空气进行增压。
[0003]空压机一般采用电机直驱的方式，将电机转子和主轴做成一体化结构，在主轴上设置叶轮，将叶轮设于蜗壳内，在主轴高速旋转的作用下，叶轮带动气体高速旋转，与蜗壳相互作用产生高压、大流量的空气。由于高速旋转会导致空压机内部产生大量的热量，故为了保证空压机正常运转，需要及时地为空压机散热。
[0004]传统的空压机一般采用风冷和水冷的方式同时对内部的电机转子、轴承等零件进行散热，但传统的水冷方式在整个水冷通道内的冷却效果不够均匀。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种空压机用双冷却单元、空压机及氢燃料电池系统，旨在解决传统的水冷方式在整个水冷通道内的冷却效果不够均匀的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0007]在第一方面，本技术提供一种空压机用双冷却单元，包括电机壳体，所述电机壳体具有相对的进气口和出气口，所述进气口和所述出气口之间连通有风冷通道；所述电机壳体还具有相对的进水口和出水口，所述进水口和所述出水口之间连通有水冷通道，所述水冷通道自所述进水口至所述出水口的流通截面面积呈增大趋势。
[0008]在一种可能的实现方式中，所述水冷通道具有邻近所述进水口的进端通道，以及与所述进端通道、所述出水口连通的后端通道，所述后端通道的流通截面面积呈增大趋势，所述后端通道邻近所述进端通道一端的流通截面面积小于所述进端通道的流通截面面积。
[0009]在一种可能的实现方式中，在平行于所述电机壳体的轴线方向上，所述电机壳体具有与所述水冷通道厚度范围至少部分对应的避让部，所述避让部设有至少部分的所述风冷通道，所述水冷通道以所述避让部为分界线，呈连贯的蜿蜒曲折状。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述水冷通道以所述避让部为分界线形成有若干个曲折段，每个所述曲折段的中心线均与所述电机壳体的轴线方向垂直。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述进气口和所述出气口的中心连线、所述进水口和所述出水口的中心连线均平行于所述电机壳体的轴线方向。
[0012]本技术提供的空压机用双冷却单元至少具有以下技术效果：与传统技术相比，本技术提供的空压机用双冷却单元，在电机壳体上设有进水口、出水口和水冷通
道，水冷通道自进水口至出水口的流通截面面积呈增大趋势，当温度较低的冷却水自进水口至出水口流通散热时，在流通路径上能够渐渐地增大接触面积和流通量，减少冷却水在流经一段距离后温度变高无法对邻近出水口的零件进行有效散热的情况，提高水冷通道的散热均匀性和有效性；同时，风冷通道和水冷通道能够同时对内部转子、轴承等零件进行快速散热，提高散热能力。
[0013]在第二方面，本技术还提供一种空压机，包括：如上任一实施例所述的空压机用双冷却单元；驱动电机，设于所述电机壳体内；以及空压轮系，与所述驱动电机配合。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述驱动电机采用永磁电机，所述空压轮系至少包括设于所述永磁电机轴向两端的压端叶轮和涡端涡轮，所述水冷通道的流通截面面积自所述压端叶轮至所述涡端涡轮呈增大趋势。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述空压轮系还包括与所述电机壳体两端分别配合的压端蜗壳和涡端蜗壳，所述压端蜗壳具有相对的压端进口和压端出口，所述涡端蜗壳具有相对的涡端进口和涡端出口，所述压端进口、所述压端出口、所述涡端进口和所述涡端出口彼此独立。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述空压轮系还包括与所述压端叶轮、所述永磁电机均配合的第一安装座，以及与所述涡端涡轮、所述永磁电机均配合的第二安装座；所述风冷通道为贯穿所述电机壳体且与所述进气口连通的轴向通道，所述第一安装座具有与所述轴向通道连通的第一径向通道，所述第二安装座具有与所述轴向通道连通的第二径向通道，所述永磁电机的定子和转子以及所述电机壳体共同形成与所述第一径向通道和所述第二径向通道均连通的出风通道，所述出风通道与所述出气口连通。
[0017]本技术提供的空压机采用如上任一实施例所述的空压机用双冷却单元，二者技术效果相同，在此不再赘述。
[0018]在第三方面，本技术还提供一种氢燃料电池系统，包括如上任一实施例所述的空压机。
[0019]本技术提供的氢燃料电池系统采用如上任一实施例所述的空压机，二者技术效果相同，在此不再赘述。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本技术一实施例提供的空压机用双冷却单元的剖视示意图；
[0022]图2为图1所示空压机用双冷却单元的另一角度剖视示意图；
[0023]图3为图1所示空压机用双冷却单元的外形示意图；
[0024]图4为图3所示空压机用双冷却单元在径向上的剖视示意图；
[0025]图5为本技术一实施例中水冷通道实体化的结构示意图；
[0026]图6为图5所示水冷通道在轴线方向上的结构示意图；
[0027]图7为图5所示水冷通道在轴线方向上的另一角度结构示意图；
[0028]图8为本技术一实施例提供的空压机的剖视示意图；
[0029]图9为图8所示空压机的另一角度剖视示意图；
[0030]图10为图8所示空压机的外形示意图；
[0031]图11为本技术一实施例提供的氢燃料电池系统的示意图。
[0032]图中附图标记为：
[0033]1、空压机用双冷却单元
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100、电机壳体
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110、进气口
[0034]120、出气口
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130、风冷通道
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140、进水口
[0035]150、出水口
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160、水冷通道
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161、进端通道
[0036]162、后端通道
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163、曲折段
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170、避让部
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.空压机用双冷却单元，其特征在于，包括电机壳体，所述电机壳体具有相对的进气口和出气口，所述进气口和所述出气口之间连通有风冷通道；所述电机壳体还具有相对的进水口和出水口，所述进水口和所述出水口之间连通有水冷通道，所述水冷通道自所述进水口至所述出水口的流通截面面积呈增大趋势。2.如权利要求1所述的空压机用双冷却单元，其特征在于，所述水冷通道具有邻近所述进水口的进端通道，以及与所述进端通道、所述出水口连通的后端通道，所述后端通道的流通截面面积呈增大趋势，所述后端通道邻近所述进端通道一端的流通截面面积小于所述进端通道的流通截面面积。3.如权利要求1所述的空压机用双冷却单元，其特征在于，在平行于所述电机壳体的轴线方向上，所述电机壳体具有与所述水冷通道厚度范围至少部分对应的避让部，所述避让部设有至少部分的所述风冷通道，所述水冷通道以所述避让部为分界线，呈连贯的蜿蜒曲折状。4.如权利要求3所述的空压机用双冷却单元，其特征在于，所述水冷通道以所述避让部为分界线形成有若干个曲折段，每个所述曲折段的中心线均与所述电机壳体的轴线方向垂直。5.如权利要求1所述的空压机用双冷却单元，其特征在于，所述进气口和所述出气口的中心连线、所述进水口和所述出水口的中心连线均平行于所述电机壳体的轴线方向。6.空压机，其特征在于，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红，杨登峰，刘进龙，
申请(专利权)人：河北金士顿科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：