(图片来源:西南研究院)
该线性电机驱动往复式压缩机(LMRC)设计旨在压缩氢气,作为FCEV和其他氢动力汽车的燃料来源。与大多数氢压缩机不同,该LMRC具有密封性,并采用线性电机设计,提高了效率和可靠性。该项目首席研究员Eugene Broerman表示:“为了给氢动力汽车加氢,必须先将气体压缩至高压状态。因此,研究人员着手设计一种更高效、防泄漏的压缩机。”
对于氢压缩机来说,关键挑战在于氢粒子很小,气体流经设备时可能发生泄漏。Broerman表示:“在设计压缩机时,由于氢粒子很小,需要解决材料兼容性问题。这些粒子非常小,可能潜入并改变材料和设备的性能。例如,早期遇到氢粒子导致磁铁失效的问题。为了防止发生这种情况,必须对磁铁进行有效的涂层处理。”
该创新LMRC为气密压缩机,采用SwRI开发的综合解决方案进行密封。通过涂层保护,避免磁铁发生氢蚀和脆化,同时改良了阀门设计,以避免泄露。另外,还利用陶瓷活塞充分减少热膨胀,并降低其密封件上的应力。Broerman表示:“常用的压缩机具有活塞和曲柄结构,随着驱动电机旋转,每次都需要做相同的运动,而SwRI开发的LMRC是线性驱动,可以通过改变线性运动曲线来优化压缩过程。”
为了避免氢气中出现污染物,大多数氢压缩机需要采用无油机制。大多数往复式压缩机的电机因为反复进行同一运动,需要进行润滑维护。与之不同的是,该LMRC线性电机可以按用户定义的运动模式移动活塞,可安装用于垂直运动,并具有独特的动态密封设计。因此,压缩机的密封件和轴承受到的摩擦更少,不需要进行传统式润滑。
展望未来,Broerman计划从不同方面修改LMRC设计,以提高效率和速度,从而增加氢流量,并将LMRC应用于其他需要密封的压缩应用。他表示:“目前,氢燃料经济持续增长,这类项目对于推进压缩技术十分重要。”
原标题: 西南研究院开发高效氢气压缩机 可用于汽车加氢站