氫燃料電池系統(tǒng)主要由燃料電池堆、空氣供應(yīng)、氫氣供應(yīng)、熱管理及水管理等五個(gè)子系統(tǒng)組成。
其中，空氣供應(yīng)子系統(tǒng)總成本約占燃料電池系統(tǒng)成本的20%，能耗約占燃料電池輸出功率的20%左右，占輔助系統(tǒng)總能耗80%。
據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)車用燃料電池空壓機(jī)多數(shù)依賴進(jìn)口。
多次為燃料電池發(fā)聲的全國(guó)政協(xié)副主席、中國(guó)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)主席萬(wàn)鋼曾公開(kāi)呼吁，國(guó)內(nèi)要加大對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)力度，當(dāng)前重點(diǎn)要突破膜電極、空壓機(jī)和儲(chǔ)氫罐的產(chǎn)業(yè)化。
值得關(guān)注的是，當(dāng)前國(guó)內(nèi)已有越來(lái)越多的傳統(tǒng)空壓機(jī)供應(yīng)商開(kāi)始布局燃料電池空壓機(jī)，同時(shí)航天十一所、國(guó)電投的企業(yè)也在投入研發(fā)，預(yù)期在2~3年內(nèi)我國(guó)燃料電池空壓機(jī)能取得較大進(jìn)展。
常見(jiàn)的空壓機(jī)類型有羅茨式、渦旋式、螺桿式與離心式等。而適用于燃料電池的空壓機(jī)需滿足以下要求：無(wú)油、高效、小型化和低成本、低噪聲、特性范圍寬和良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。
空壓機(jī)種類與優(yōu)劣勢(shì)
國(guó)內(nèi)外主要廠商有哪些？
下面，能鏈為大家介紹國(guó)內(nèi)外部分空壓機(jī)生產(chǎn)廠商。
目前，國(guó)內(nèi)知名的空壓機(jī)企業(yè)主要有：嘉興德燃動(dòng)力、福建雪人股份、廣東廣順新能源、北京穩(wěn)力科技、北京勢(shì)加透博、國(guó)家電力投資集團(tuán)有限公司、濰坊富源、江蘇毅合捷、煙臺(tái)東德實(shí)業(yè)、江蘇金通靈、北京伯肯節(jié)能和上海漢鐘精機(jī)等企業(yè)。
以德燃動(dòng)力為例，嘉興德燃動(dòng)力系統(tǒng)有限公司是一家中德合資企業(yè)?？偛课挥谡憬迦A長(zhǎng)三角研究院，在上海國(guó)際汽車城設(shè)技術(shù)中心，擁有氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)及關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)基地、實(shí)驗(yàn)與試制中心。
該公司定位于燃料電池汽車、工程及特種車輛動(dòng)力系統(tǒng)，氫儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域。該公司生產(chǎn)的空壓機(jī)結(jié)構(gòu)形式為離心式、雙極。
2018年8月，德燃動(dòng)力在浙江嘉興總部首次發(fā)布了其自主研發(fā)的兩款燃料電池專用空壓機(jī)，為車用15-50kW燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)量身打造，其型號(hào)分別為FAC-40-D和FAC-50-D。此次發(fā)布的兩款產(chǎn)品已應(yīng)用到德燃動(dòng)力研發(fā)的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品中，并通過(guò)燃料電池轎車、公交車、物流車的長(zhǎng)期實(shí)車驗(yàn)證。
國(guó)外方面，知名的空壓機(jī)企業(yè)主要有：美國(guó)UQM、日本豐田自動(dòng)織機(jī)、美國(guó)蓋瑞特、德國(guó)利勃海爾、德國(guó)博世、英國(guó)Aeristech、美國(guó)Vairex、丹麥Rotrex和日本日立等企業(yè)。
以美國(guó)UQM為例，UQM是一家為商用卡車、客車、汽車、船舶和工業(yè)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)高功率、高效率電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電力電子控制器和燃料電池壓縮機(jī)的公司。生產(chǎn)的空壓機(jī)結(jié)構(gòu)形式為四葉羅茨式。
UQM的燃料電池壓縮機(jī)系統(tǒng)采用UQM永磁電機(jī)和控制器，搭配使用伊頓壓縮機(jī)。該組合形成一個(gè)高效的系統(tǒng)，為燃料電池電堆供應(yīng)空氣，為汽車、SUV、公交車和工作車等中型和大型商用車提供動(dòng)力。
UQM的燃料電池壓縮機(jī)系統(tǒng)分為R340和R410兩種型號(hào)。
在低電壓平臺(tái)上，R340和R410的電壓范圍在250-450 VDC（直流電壓）之間。
在高電壓平臺(tái)上，R340和R410的電壓范圍在400-800VDC（直流電壓）之間。
另外，壓力比在1.1左右，在空氣流量方面，R340的空氣流量在0-340m3/h之間；R410的空氣流量在0-420m3/h之間。這使得UQM能夠滿足市場(chǎng)上大多數(shù)燃料電池汽車的大部分需求。
