车用燃料电池专用空压机的现状分析

周 拓，白书战，孙金辉，张林营

（1.山东大学能源与动力工程学院，山东济南 250061；2.康跃科技股份有限公司，山东潍坊 262711）

1 引言

目前我国经济快速发展，节能减排已成为当下热点。随着化石能源的不可再生性和环保压力的日益增加，且燃油发动机排放物对环境和人类健康产生了不利影响[1]，化石衍生产品的主要最终用户是当前的汽车工业[2]，尽管电动汽车的发展可能会改变未来十年的叙述，但今天的这个行业很大程度上是由化石能源驱动的[3-4]，因此人们开始逐渐将目光聚焦在新能源汽车方向。氢燃料电池凭借其零排放、续驶里程长、燃料来源广泛等优点，成为新能源汽车发展的主要方向之一。最近的十几年，大多数汽车公司和主要工业企业制造商已资助正在进行的燃料电池应用研究在车辆的应用[5]，丰田、本田和现代作为领军者，率先推出了氢燃料电池汽车。根据《2019年市场研究未来》（MRFR）报告，到2025年预计全球汽车氢和燃料电池市场将复合年增长率将达到25%[6]；到2030年美国预测在加利福尼亚州将有100万辆燃料电池汽车；中国、日本和韩国的目标是1、0.8和0.6百万辆燃料电池电动汽车[7]。预计未来车用燃料电池的市场前景广阔。

氢燃料电池主要部件包括燃料电池堆、空气供给系统、水管理系统、热管理系统和氢气供给系统组成[8]，其中空气供给系统的主要部件为空气压缩机。整体示意如图1所示。图2为某模拟燃料电池电动概念车，搭载了110 kW的燃料电池[9]。

空压机是燃料电池阴极供气系统的重要组成部分，通过增压进堆的空气，从而提高燃料电池的效率和功率密度[10]。……