从国际氢能及燃料电池展全面观察核心技术发展-空气压缩机篇-北极星储能网

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前言：如果说电池堆是燃料电池系统中的心脏，那么空气循环系统就是让心脏强劲跳动的肺，同样在燃料电池的供气方面扮演重要角色。高级检索分析师关婧如、刘胜在观展之后从储氢瓶、电堆、动力系统、空压机和金属双极板五个角度进行全面分析。本篇为空气压缩机方面的梳理。

离心式空压机由于体积紧凑，噪声小，被视为空压机未来发展主流技术路线。离心式空压机技术含量较高，涉及高速电机及控制器、空气悬浮轴承等技术，虽然目前离心式空压机成本高于罗茨式、螺杆式空压机，但是随着离心式空压机批量化生产制造，其成本将会快速下降。

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（一）势加透博洁净动力如皋有限公司

图42 XT-FCC气悬浮离心式空压机

势加透博成立于2011年，一直致力于高端叶轮机械的研制服务，经过8年的卓越发展，已经成为行业的领军品牌。

自2016年起，势加透博经过充分调研，立项投入燃料电池无油离心空压机的研制，这是其第一个自主研发产业化项目。

两年多时间，势加透博联合清华大学汽车系及国际著名专家团队潜心攻关，突破了高效低比转速压气机、动压气浮轴承、高速电机及高频控制等核心关键技术壁垒，成功研发了XT-FCC系列气悬浮空压机（产品系列可完美覆盖30-150kW电堆的洁净供气系统需求，见图43）。

图43 XT-FCC系列气悬浮空压机具体优势

XT-FCC300空压机为双极增压设计，最高转速11,000rpm，流量达到108g/s，压比达到2.5，其空压机特性曲线如图44所示。

图44 空压机曲线

（二）潍坊富源增压器有限公司

潍坊富源增压器有限公司创建于1972年，是国家认定的高新技术企业，公司目前拥有总资产3.5亿元，是目前国内综合实力最强的涡轮增压器供应商之一。

此次潍坊富源在展会上，展出了其最新研制的燃料电池用空气悬浮离心压缩机，并在现场演示空压机运行情况。

潍坊富源的离心空压机为单级增压压缩机，额定转速为100000rpm，最高转速160000rpm，其涡轮叶片和高速电机为自主研发，配套控制器是与英威腾合作开发的。

（三）雪人股份—OA系列空压机（OPCON AUTOROTOR）

福建雪人股份有限公司创建于2000年3月，经过十余年的发展，雪人股份已成为一家以压缩机为核心产业，集余热回收发电、新能源、工商业制冷及其成套制冷系统的研发、设计、制造、销售、工程安装、售后服务于一体的高科技企业。

OPCON公司是双螺杆形式燃料电池压缩机的开发者，其研发的燃料电池压缩机及燃料电池系统，可以适应高压和极端工况，拥有知名的AUTOROTOR品牌。

OPCON AUTOROTOR开发、制造和销售一系列可应用于燃料电池的双螺杆空气压缩机，流量范围约从5-400g/s。独具专利技术的模块化设计使得不同排气量的压缩机可以共用大部分的配件，最大化地满足顾客对不同流量和压力的性能要求。

此外，OPCON全资子公司SRM拥有全球最先进的双螺杆压缩机转子型线技术。

OA072、OA075空压机（见图45）采用先进的螺杆压缩机技术，其产品技术特征包括:

图46 OA系列空压机（左OA072，右OA075）

OA072、OA075空压机已在燃料电池系统中发挥重要作用，其技术参数具体如下（见图47、48）：

◆采用轻便的材料制成，降低燃料电池的重量和惯性

◆产品表面具有特殊的涂层，耐磨，不易脱落

◆采用永磁同步电机，高效率，体积小重量轻

◆集成VI调节接口

◆高精密轴承

◆防腐蚀设计，转子壳体均有防腐蚀涂层

◆最近6+8型线，效率大幅提升

图47 OA072技术参数

图48 OA075技术参数

此外，OA系列还拥有OA1050和OA2087燃料电池压缩机，下面附上OA系列主要产品的性能曲线图（见图49）：

图49 OA系列产品性能曲线图（A:OA072;B:OA075;C:OA1050;D:OA2087）

（四）Celeroton——压缩机

Celeroton是一家瑞士高科技公司，自2008年以来一直致力于开发，生产和销售超高速电力驱动系统。

Celeroto的超高速无油涡轮压缩机，在紧凑性，使用寿命,重量和运行效率方面提供了出色的解决方案。与常规离心式压缩机相比，体积更小，效率更高。

图50

经过与Celeroton的工作人员沟通得知，目前Celeroton配套的控制器电压等级不符合国内主流燃料电池使用的电压等级，而新产品正在研发过程中，预计2019年年底完成样机试制工作。

（五）Pankl Racing System

Pankl此次展出的离心式空压机是为整车厂定制的产品，其相关设计属于整车厂，因此仅用于样品展示而不能对外销售。

图51

Pankl的离心式空压机十分小巧，并且使用了SiC作为功率器件的高速电机控制器。由于SiC器件的开关频率非常高，更加适用于10万转以上的高速电机控制器。

图52

总结：本次展会参展的空压器厂商一共有5家，其中4家都展出了离心式空压机，仅有雪人股份展出了螺杆式空压机。

4家离心式空压机厂商中，2家为中国企业，2家国外企业。

从展会资料的完整度来看，中国企业准备充分，空压机性能和参数披露较为详尽。经过与企业工作人员沟通，目前两家中国企业的离心式空压机都可以量产，目前样机价格在10万元左右。而两家外国空压机企业现场没有展示详细的技术资料，主要是做定制化设计，并且短期内不能进行量产，样机价格在30-40万元。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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