一种用于氢循环泵的无接触式传动系统的制作方法

1.本发明涉及氢燃料电池技术领域，尤其涉及一种用于氢循环泵的无接触式传动系统。


背景技术：

2.车载氢气供给系统是氢燃料电池车的关键分系统之一，用于储存氢气，并在车辆行驶过程中向电堆(即化学能转化为电能部件)提供满足压力、流量需求的氢气。车载氢气供给系统燃料源国外一般采用70mpa或35mpa高压气罐存储，国内由于安监法规限制采用35mpa，气体反应模块电堆则需要稳定的低压气。氢气属于易燃易爆且小分子易泄漏气体，因而在整个调压输送过程密封是很重要的环节。同时，电堆对于氢气流量的稳定输送以及快速响应流量需求变化有较高要求，而且供给系统中循环换系统的设计可以有效的改善氢燃料利用效率，因而氢气供给系统的设计对燃料电池具有重要意义。在保证氢气路出口氢气浓度足够的前提下，为了提高氢气利用率，氢气尾排经历了直排、脉冲排等阶段，最终选择设计氢气循环系统，将尾排氢气经分水器分水后打回入口循环利用，循环动力部件可选择氢气循环泵或引射泵。整个系统中还有截止阀和电磁阀控制气路的开断。由此可见氢气循环泵在整个燃料电池中是非常重要的一个部件。
3.由于氢燃料电池技术的发展，对氢循环泵的需求越来越大，但是，由于氢这种元素会对各种金属材料(铝和不锈钢等非导磁材料除外)产生氢脆的影响，市场上已经有许多这样的产品结构是用电机轴直接作为氢泵的主轴，用密封件结构来控制氢气的泄漏和进入电机腔内，一旦泄漏除了产生氢脆以外，对气体介质纯度影响较大会产生一系列的负面作用；同时也有采用类似磁力搅拌器的结构，采用两个磁性材料隔着密封件运行，达到阻断氢泄漏的目的。但是后面一种技术虽然能阻断氢气泄漏，避免对电机的影响，但是由于氢泵工作负载的变化，循环泵的扭矩无法保持稳定状态，会造成氢气回收循环泵工作不稳定，影响电堆的稳定工作。


技术实现要素：

4.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于氢循环泵的无接触式传动系统可以在阻断氢气泄漏的同时，确保电机的转速和扭矩能够准确传动至氢泵，使氢泵稳定工作。
5.技术方案：为实现上述目的，本发明的一种用于氢循环泵的无接触式传动系统，包括电机、磁齿轮变速器和氢泵；所述电机通过磁齿轮变速器传动连接于氢泵；所述磁齿轮变速器包括磁齿轮a、磁齿轮b和变矩器；所述磁齿轮a和磁齿轮b设于变矩器内，所述磁齿轮a连接于电机的电机轴，所述磁齿轮b连接于氢泵的输入轴，所述磁齿轮a和磁齿轮b之间设有氢气阻断套，所述氢气阻断套将磁齿轮b密封连接于氢泵。
6.进一步地，所述氢气阻断套边侧设有密封环台，所述密封环台设于变矩器的密封端与氢泵的驱动端之间，所述密封环台将变矩器的密封端与氢泵的驱动端密封连接；所述
氢气阻断套与氢泵的驱动端之间形成氢气密封腔，所述磁齿轮b设于氢气密封腔内部。
7.进一步地，所述磁齿轮a和磁齿轮b的转速比为1:1。
8.进一步地，所述氢气阻断套采用非氢脆材料或塑料材料。
9.有益效果：本发明的一种用于氢循环泵的无接触式传动系统可以在阻断氢气泄漏的同时，确保电机的转速和扭矩能够准确传动至氢泵，使氢泵稳定工作，包括但不限于以下技术效果：
10.1)电机驱动磁齿轮a旋转产生的电磁能通过变矩器传递给磁齿轮b，最终驱动氢泵工作，由于在传动过程中几乎不产生机械损耗，因此可以确保电机的转速和扭矩的准确传递，保证氢泵工作状态的稳定性；
11.2)通过密封环台将变矩器与氢泵之间密封连接，使氢泵的驱动端即使产生氢气泄漏也只存在于氢气密封腔内部，无法影响电机和变矩器，提高了氢泵的使用安全性；
12.3)相同的转速比可以使电机拥有接近于直驱氢泵的效果，从而可以更稳定准确地控制氢泵的转速和扭矩，解决目前氢泵工作不稳定的问题。
附图说明
13.附图1为本发明的侧视剖面结构图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
15.如附图1：一种用于氢循环泵的无接触式传动系统，包括电机1、磁齿轮变速器2和氢泵3；所述电机1通过磁齿轮变速器2传动连接于氢泵3；所述磁齿轮变速器2包括磁齿轮a21、磁齿轮b22和变矩器23；所述磁齿轮a21和磁齿轮b22设于变矩器23内，所述磁齿轮a21连接于电机1的电机轴，所述磁齿轮b22连接于氢泵3的输入轴，所述磁齿轮a21和磁齿轮b22之间设有氢气阻断套24，所述氢气阻断套24将磁齿轮b22密封连接于氢泵3；氢气阻断套24可以阻绝氢气接触到变矩器23或者磁齿轮a21，避免结构受到氢脆影响；电机1驱动磁齿轮a21通过磁感部件旋转，将电磁能通过变矩器23传递给磁齿轮b22，最终驱动氢泵3工作。在传动过程中几乎不产生机械损耗，因此可以确保电机1的转速和扭矩的准确传递，保证氢泵3工作状态的稳定性。
16.所述氢气阻断套24边侧设有密封环台241，所述密封环台241设于变矩器23的密封端与氢泵3的驱动端之间，所述密封环台241将变矩器23的密封端与氢泵3的驱动端密封连接；所述氢气阻断套24与氢泵3的驱动端之间形成氢气密封腔31，所述磁齿轮b22设于氢气密封腔31内部；通过密封环台241将变矩器23与氢泵3之间密封连接，使氢泵3的驱动端即使产生氢气泄漏也只存在于氢气密封腔31内部，无法影响电机1和变矩器23，提高了氢泵3的使用安全性。
17.所述磁齿轮a21和磁齿轮b22的转速比为1:1；相同的转速比可以使电机1拥有接近于直驱氢泵3的效果，从而可以更稳定准确地控制氢泵3的转速和扭矩，解决目前氢泵3工作不稳定的问题。
18.所述氢气阻断套24采用非氢脆材料或塑料材料。
19.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人
员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种用于氢循环泵的无接触式传动系统，其特征在于：包括电机(1)、磁齿轮变速器(2)和氢泵(3)；所述电机(1)通过磁齿轮变速器(2)传动连接于氢泵(3)；所述磁齿轮变速器(2)包括磁齿轮a(21)、磁齿轮b(22)和变矩器(23)；所述磁齿轮a(21)和磁齿轮b(22)设于变矩器(23)内，所述磁齿轮a(21)连接于电机(1)的电机轴，所述磁齿轮b(22)连接于氢泵(3)的输入轴，所述磁齿轮a(21)和磁齿轮b(22)之间设有氢气阻断套(24)，所述氢气阻断套(24)将磁齿轮b(22)密封连接于氢泵(3)。2.根据权利要求1所述的一种用于氢循环泵的无接触式传动系统，其特征在于：所述氢气阻断套(24)边侧设有密封环台(241)，所述密封环台(241)设于变矩器(23)的密封端与氢泵(3)的驱动端之间，所述密封环台(241)将变矩器(23)的密封端与氢泵(3)的驱动端密封连接；所述氢气阻断套(24)与氢泵(3)的驱动端之间形成氢气密封腔(31)，所述磁齿轮b(22)设于氢气密封腔(31)内部。3.根据权利要求1所述的一种用于氢循环泵的无接触式传动系统，其特征在于：所述磁齿轮a(21)和磁齿轮b(22)的转速比为1:1。4.根据权利要求1所述的一种用于氢循环泵的无接触式传动系统，其特征在于：所述氢气阻断套(24)采用非氢脆材料或塑料材料。

技术总结
本发明公开了一种用于氢循环泵的无接触式传动系统，包括电机、磁齿轮变速器和氢泵；所述电机通过磁齿轮变速器传动连接于氢泵；所述磁齿轮变速器包括磁齿轮A、磁齿轮B和变矩器；所述磁齿轮A和磁齿轮B设于变矩器内，所述磁齿轮A连接于电机的电机轴，所述磁齿轮B连接于氢泵的输入轴，所述磁齿轮A和磁齿轮B之间设有氢气阻断套，所述氢气阻断套将磁齿轮B密封连接于氢泵；电机驱动磁齿轮A旋转产生的电磁能通过变矩器传递给磁齿轮B，最终驱动氢泵工作，由于在传动过程中几乎不产生机械损耗，因此可以确保电机的转速和扭矩的准确传递，保证氢泵工作状态的稳定性。作状态的稳定性。作状态的稳定性。


技术研发人员：尤卫建 张俊杰 张徐
受保护的技术使用者：艾德斯汽车电机无锡有限公司
技术研发日：2021.08.30
技术公布日：2021/11/8