當今，汽車產業(yè)的進步遭受全世界新能源與自然環(huán)境限定，必須加速節(jié)能降耗的腳步，運用氫能源的新能源車是現階段的關鍵發(fā)展前景。英國蓋瑞特空壓機已完成運用于日本廣州本田的氫電池車，德國Opcon企業(yè)的單螺桿空壓機為澳大利亞巴拉德氫燃料電池廠供應，豐田汽車全自動紡織機為Mirai燃料電池車給予了四葉羅次式空壓機。中國在氫能源車輛層面的探究發(fā)展比較晚，有關核心部件的配套設施還處在科學研究環(huán)節(jié)，比較嚴重影響到了氫電池汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢。

現階段，中國相關氫電池專用型空壓機的分析還集中化于高等院校。上海同濟大學產品研發(fā)的用以65 kW氫燃料電池系統(tǒng)軟件的穩(wěn)定電機驅動器離心式空壓機，在中國初次完成了離心式風機空壓機在80 000 r/min下的平穩(wěn)運作；浙大開發(fā)設計了一款離心式風機空壓機，壓比為1.6，總流量為165 g/s；北科大產品研發(fā)了一種水潤化電動式離心式風機空壓機，總體高能效率貼近70%。

對于某型號規(guī)格車截氫電池進行100 g/s、壓比2.5的車配離心式風機空壓機氣動設計，對焦我國氫能源戰(zhàn)略定位，對達成在我國氫電池汽車工業(yè)的進步有著核心實際意義。

整體設計

文中挑選空壓機設計轉速比為90 000 r/min，選用二級串連方式。選用二級壓氣機串連增加的方式，可減少單極壓氣機的增壓比，提升空壓機高能效率。二級壓氣機離心葉輪背對背布局在電動機兩邊，可使二級離心式離心葉輪造成的軸向力互相相抵，大幅度減少軸向力?？諌簷C整體布局計劃方案如圖所示1所顯示，正中間為快速永磁直流電機，兩邊為二級壓氣機。

一維氣動設計

依據壓氣機整體方案設計明確的主要參數，對二級壓氣機進行協同設計，經基本設計測算，獲得二級壓氣機的設計結果。

圖2所顯示為不一樣轉速比下空壓機的氣動特性曲線圖，包含總流量—壓比、總流量—高能效率曲線圖。根據總流量—壓比關聯曲線圖可以見到，伴隨著壓氣機轉速比的上升，壓氣機的壓比增長幅度增大，高速旋轉下壓氣機總流量范疇寬于低轉速比工作狀況下總流量范疇；根據總流量—高能效率曲線圖可以見到，伴隨著轉數的提升，壓氣機高能效率曲線圖向總流量擴大的方位移動，且至大高能效率點慢慢擴大?？諌簷C在設計點的壓比為2.55，總流量為100 g/s，輸出功率為11.5 kW，氣動高能效 率為80.5%。

三維數值計算方法

依據一維氣動設計結果進行二級壓氣機的三維數值計算方法，因壓氣機徑向對稱性，開展三維數值計算方法時挑選單流道，降低運算量，提升處理速度，圖3所顯示為低電壓級壓氣機的測算實體模型。

圖4所顯示為髙壓級壓氣機內部流線遍布狀況，在離心葉輪的工作壓力表面流線遍布勻稱，在吸附力表面遭受葉輪著道內從工作壓力面偏向吸附力面的滲透壓力的危害程度比較小的軸向偏位。在渦殼內，流線遍布勻稱，表明液體流動性狀況優(yōu)良。

圖5所顯示為髙壓級壓氣機離心葉輪50%葉高橫截面的空氣流速遍布天氣圖，在離心葉輪進口徑向段，液體工作壓力基本上不會改變，進到軸向段后，工作壓力沿流線方位勻稱上升，說明葉輪著道內增加狀況優(yōu)良。

文中對于某型車截氫電池用空壓機進行了氣動設計，獲得一維氣動設計結果，并對于二級壓氣機進行了三維數值計算方法。

（1）空壓機選用二級離心式串連增加的方式，對排布局在快速永磁直流電機兩邊，相抵一部分徑向推動力，提升總體構造的抗壓強度。

（2）空壓機設計轉速比90 000 r/min，在設計點，空壓機總流量做到100 g/s，壓比為2.55，氣動高能效率做到80.5%，達到設計規(guī)定。

（3）壓氣機內部流線遍布勻稱，流動性狀況優(yōu)良，工作壓力沿流線方位勻稱提升，增加狀況優(yōu)良，壓氣機氣動設計符合要求。