
(圖片來源:西南研究院)
該線性電機驅動往復式壓縮機(LMRC)設計旨在壓縮氫氣,作為FCEV和其他氫動力汽車的燃料來源。與大多數氫壓縮機不同,該LMRC具有密封性,并采用線性電機設計,提高了效率和可靠性。該項目首席研究員Eugene Broerman表示:“為了給氫動力汽車加氫,必須先將氣體壓縮至高壓狀態。因此,研究人員著手設計一種更高效、防泄漏的壓縮機。”
對于氫壓縮機來說,關鍵挑戰在于氫粒子很小,氣體流經設備時可能發生泄漏。Broerman表示:“在設計壓縮機時,由于氫粒子很小,需要解決材料兼容性問題。這些粒子非常小,可能潛入并改變材料和設備的性能。例如,早期遇到氫粒子導致磁鐵失效的問題。為了防止發生這種情況,必須對磁鐵進行有效的涂層處理。”
該創新LMRC為氣密壓縮機,采用SwRI開發的綜合解決方案進行密封。通過涂層保護,避免磁鐵發生氫蝕和脆化,同時改良了閥門設計,以避免泄露。另外,還利用陶瓷活塞充分減少熱膨脹,并降低其密封件上的應力。Broerman表示:“常用的壓縮機具有活塞和曲柄結構,隨著驅動電機旋轉,每次都需要做相同的運動,而SwRI開發的LMRC是線性驅動,可以通過改變線性運動曲線來優化壓縮過程。”
為了避免氫氣中出現污染物,大多數氫壓縮機需要采用無油機制。大多數往復式壓縮機的電機因為反復進行同一運動,需要進行潤滑維護。與之不同的是,該LMRC線性電機可以按用戶定義的運動模式移動活塞,可安裝用于垂直運動,并具有獨特的動態密封設計。因此,壓縮機的密封件和軸承受到的摩擦更少,不需要進行傳統式潤滑。
展望未來,Broerman計劃從不同方面修改LMRC設計,以提高效率和速度,從而增加氫流量,并將LMRC應用于其他需要密封的壓縮應用。他表示:“目前,氫燃料經濟持續增長,這類項目對于推進壓縮技術十分重要。”
原標題: 西南研究院開發高效氫氣壓縮機 可用于汽車加氫站