一种高压屏蔽风机及其应用的燃料电池系统的制作方法

：本发明涉及一种高压屏蔽风机及其应用的燃料电池系统。

背景技术

0、
背景技术：

1、燃料电池是一种通过氢气和氧气电化学反应产生电能的能量转换装置,具有能量转换效率高，结构简单、低噪音、无污染等优点。燃料电池反应过程中除了产生电能和水以外，还会释放大量的热量。所释放的热量需要通过燃料电池中的冷却系统来进行对外散热，以保证燃料电池的正常运行，其中散热风机是冷却系统中的一个主要零部件。

2、目前燃料电池的冷却系统中大都使用的低压的散热风机，因为需要单独的低压供电，所以燃料电池系统中必须提供一个高压转低压的dc-dc变换器，才能保证低压风机的供电需求。单独为这个低压风机而单独设置的dc-dc变换器既增加了系统的零部件数量，也增加了成本，所以很多公司开始研发高压散热风机，就可以直接使用燃料电池产生的高压电能直接驱动，即可减少一个dc-dc变换器的使用,减少成本。但是高压风机的难点是使用燃料电池输出的500-800v高压电来驱动电机，如果电机内部绝缘没有做好，造成漏电，将会烧毁电机或者其它电器设备，甚至危及人的生命安全。

3、现有风机中的转动电机大部分都是采用动密封，比如在转轴与前端盖之间安装油封密封，但是电机转轴与密封件一直存在动摩擦，时间久了转轴与密封件的配合会变得松动，密封效果将越来越差；另外时间久了密封件也会被磨损或者老化，造成密封失效水和杂物进入到电机内部，会造成电机定子线圈短路，烧毁电机或者其它电器设备，甚至危及人的生命安全。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的是提供一种高压屏蔽风机及其应用的燃料电池系统，能解决现有技术中散热风机的电机的转轴与前端盖之间安装油封密封，属于动密封，时间久了转轴与油封会磨损，或者油封老化，将造成密封失效，水和杂物进入到电机内部，会造成电机定子线圈短路，烧毁电机或者其它电器设备，甚至危及人的生命安全的技术问题。

2、本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

3、本发明的目的是提供一种高压屏蔽风机，包括高压电机、风轮和风机罩壳；

4、其中：高压电机包括电控组件、前端盖、壳体、定子组件、转子组件和转轴，壳体包括底板和从底板的边缘轴向延伸出的套筒外壳，底板与套筒外壳之间围成一空腔，定子组件套装在套筒外壳的内壁，转子组件安装在转轴上，转子组件套在定子组件内，套筒外壳一端设有开口，前端盖安装在套筒外壳的开口处，电控组件位于空腔外且安装在底板一侧，前端盖和底板上均设有轴承室，轴承室内均安装有轴承，转轴支撑在轴承上，前端盖的中间开设有轴伸孔，转轴的一端从前端盖的轴伸孔伸出形成轴伸端，风轮安装在轴伸端上，风机罩壳套装在风轮外围，转轴与前端盖的轴伸孔之间安装有骨架油封；

5、其特征在于：高压电机还包括屏蔽套，屏蔽套设置在定子组件和转子组件之间，屏蔽套的一端抵在前端盖，另一端抵在底板，屏蔽套将定子组件和转子组件分隔开。

6、上述所述的屏蔽套包括屏蔽套筒和从屏蔽套筒的顶部往外径向延伸出的环形凸部，环形凸部上设有若干第一安装孔，前端盖上设有若干第二安装孔，通过螺钉穿过第二安装孔与第一安装孔锁紧连接，使屏蔽套固定在前端盖上，底板上设有环形凸台，屏蔽套筒的底部套装在环形凸台外。

7、上述所述的环形凸部的端面与前端盖之间设有第一密封圈，环形凸部的端面上设有第一密封槽，第一密封圈安装在第一密封槽内；环形凸台的外侧壁与屏蔽套筒之间设有第二密封圈，环形凸台的外侧壁上设有第二密封槽，第二密封圈安装在第二密封槽内。

8、上述所述的屏蔽套由绝缘非导磁材料制造而成。

9、上述所述的前端盖上设有台阶止口，台阶止口的外侧壁上设有第三密封槽，第三密封槽里安装有第三密封圈，套筒外壳套装在台阶止口上且压紧第三密封圈以达到密封效果。

10、上述所述的套筒外壳里面开设有冷却水道并且在套筒外壳上设置有与冷却水道连通的进水口和出水口。

11、上述所述的风机罩壳上设有若干第一安装凸脚，套筒外壳上设有若干第二安装凸脚，第一安装凸脚和第二安装凸脚是对应的，第一安装凸脚安装在第二安装凸脚上，使风机罩壳安装在高压电机上。

12、上述所述的电控组件包括电控壳体和安装在电控壳体内的线路板，电控壳体安装在底板上，电控壳体与底板之间设有第四密封圈。

13、一种燃料电池系统，包括燃料电池系统控制器、燃料电池电堆模块、供氢系统、空气供应系统和冷却系统，燃料电池系统控制器控制燃料电池电堆模块、供氢系统、空气供应系统和冷却系统工作，供氢系统的输出端连接电堆模块的氢气入口，空气供应系统的输出端连接电堆模块的空气入口，冷却系统与电堆模块的冷却液入口和冷却液出口连接，冷却系统包括水泵和散热器组件，散热器组件包括若干高压屏蔽风机、散热器本体和连接管路，若干高压屏蔽风机安装在散热器本体上，高压屏蔽风机通过连接管路与散热器本体连接，水泵的输出端与燃料电池电堆模块的冷却液入水口相连，燃料电池电堆模块的冷却液出水口与散热器本体的输入端相连，散热器本体的输出端与水泵的输入端相连，形成循环水路，高压屏蔽风机对流经的冷却液进行降温，其特征在于：所述的高压屏蔽风机为上述权利要求1至权利要求8中任意一项所述的高压屏蔽风机，燃料电池电堆模块输出的高压电直接为高压屏蔽风机供电。

14、上述所述的高压电机的套筒外壳里面开设有冷却水道并且在机壳上设置有与冷却水道连通的进水口和出水口，进水口和出水口分别通过该连接管路分别与散热器本体的输出端和输入端相连，将散热器本体中的冷却液引入到套筒外壳内为高压电机散热。

15、上述所述的燃料电池电堆模块输出500-800v高压电为高压屏蔽风机供电。

16、本发明与现有技术相比，具有如下效果：

17、1)本发明包括高压电机、风轮和风机罩壳；其中：高压电机包括电控组件、前端盖、壳体、定子组件、转子组件和转轴，壳体包括底板和从底板的边缘轴向延伸出的套筒外壳，前端盖和底板上均设有轴承室，轴承室内均安装有轴承，转轴支撑在轴承上，前端盖的中间开设有轴伸孔，转轴的一端从前端盖的轴伸孔伸出形成轴伸端，风轮安装在轴伸端上，风机罩壳套装在风轮外围，转轴与前端盖的轴伸孔之间安装有骨架油封；高压电机还包括屏蔽套，屏蔽套设置在定子组件和转子组件之间，屏蔽套的一端抵在前端盖，另一端抵在底板，屏蔽套将定子组件和转子组件分隔开，起到绝缘作用，结构简单有效，即使骨架油封磨损失效，有水进入到高压电机中，也不会影响到定子组件的绝缘，保证高压供电的安全性。

18、2)本发明的其它优点在实施例部分展开详细描述。

技术特征：

1.一种高压屏蔽风机，包括高压电机(1)、风轮(2)和风机罩壳(3)；其中：高压电机(1)包括电控组件(10)、前端盖(11)、壳体(12)、定子组件(13)、转子组件(14)和转轴(15)，壳体(12)包括底板(121)和从底板(121)的边缘轴向延伸出的套筒外壳(122)，底板(121)与套筒外壳(122)之间围成一空腔(123)，定子组件(13)套装在套筒外壳(122)的内壁，转子组件(14)安装在转轴(15)上，转子组件(14)套在定子组件(13)内，套筒外壳(122)一端设有开口(1220)，前端盖(11)安装在套筒外壳(122)的开口(1220)处，电控组件(10)位于空腔(123)外且安装在底板(121)一侧，前端盖(11)和底板(121)上均设有轴承室(16)，轴承室(16)内均安装有轴承(17)，转轴(15)支撑在轴承(17)上，前端盖(11)的中间开设有轴伸孔(111)，转轴(15)的一端从前端盖(11)的轴伸孔(111)伸出形成轴伸端(151)，风轮(2)安装在轴伸端(151)上，风机罩壳(3)套装在风轮(2)外围，转轴(15)与前端盖(11)的轴伸孔(111)之间安装有骨架油封(112)；

2.根据权利要求1所述的一种高压屏蔽风机，其特征在于：屏蔽套(18)包括屏蔽套筒(181)和从屏蔽套筒(181)的顶部往外径向延伸出的环形凸部(182)，环形凸部(182)上设有若干第一安装孔(1820)，前端盖(11)上设有若干第二安装孔(113)，通过螺钉穿过第二安装孔(113)与第一安装孔(1820)锁紧连接，使屏蔽套(18)固定在前端盖(11)上，底板(121)上设有环形凸台(124)，屏蔽套筒(181)的底部套装在环形凸台(124)外。

3.根据权利要求2所述的一种高压屏蔽风机，其特征在于：环形凸部(182)的端面与前端盖(11)之间设有第一密封圈(1821)，环形凸部(182)的端面上设有第一密封槽(1822)，第一密封圈(1821)安装在第一密封槽(1822)内；环形凸台(124)的外侧壁与屏蔽套筒(181)之间设有第二密封圈(1241)，环形凸台(124)的外侧壁上设有第二密封槽(1242)，第二密封圈(1241)安装在第二密封槽(1242)内。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种高压屏蔽风机，其特征在于：屏蔽套(18)由绝缘非导磁材料制造而成。

5.根据权利要求4所述的一种高压屏蔽风机，其特征在于：前端盖(11)上设有台阶止口(114)，台阶止口(114)的外侧壁上设有第三密封槽(1141)，第三密封槽(1141)里安装有第三密封圈(1142)，套筒外壳(122)套装在台阶止口(114)上且压紧第三密封圈(1142)以达到密封效果。

6.根据权利要求5所述的一种高压屏蔽风机，其特征在于：套筒外壳(122)里面开设有冷却水道(1221)并且在套筒外壳(122)上设置有与冷却水道(1221)连通的进水口(1222)和出水口(1223)。

7.根据权利要求6所述的一种高压屏蔽风机，其特征在于：风机罩壳(3)上设有若干第一安装凸脚(31)，套筒外壳(122)上设有若干第二安装凸脚(1224)，第一安装凸脚(31)和第二安装凸脚(1224)是对应的，第一安装凸脚(31)安装在第二安装凸脚(1224)上，使风机罩壳(3)安装在高压电机(1)上。

8.根据权利要求7所述的一种高压屏蔽风机，其特征在于：电控组件(10)包括电控壳体(101)和安装在电控壳体(101)内的线路板(102)，电控壳体(101)安装在底板(121)上，电控壳体(101)与底板(121)之间设有第四密封圈(103)。

9.一种燃料电池系统，包括燃料电池系统控制器、燃料电池电堆模块、供氢系统、空气供应系统和冷却系统，燃料电池系统控制器控制燃料电池电堆模块、供氢系统、空气供应系统和冷却系统工作，供氢系统的输出端连接电堆模块的氢气入口，空气供应系统的输出端连接电堆模块的空气入口，冷却系统与电堆模块的冷却液入口和冷却液出口连接，冷却系统包括水泵和散热器组件，散热器组件(200)包括若干高压屏蔽风机(201)、散热器本体(202)和连接管路(203)，若干高压屏蔽风机(201)安装在散热器本体(202)上，高压屏蔽风机通过连接管路(203)与散热器本体(202)连接，水泵的输出端与燃料电池电堆模块的冷却液入水口相连，燃料电池电堆模块的冷却液出水口与散热器本体(202)的输入端相连，散热器本体(202)的输出端与水泵的输入端相连，形成循环水路，高压屏蔽风机(201)对流经的冷却液进行降温，其特征在于：所述的高压屏蔽风机为上述权利要求1至权利要求8中任意一项所述的高压屏蔽风机，燃料电池电堆模块输出的高压电直接为高压屏蔽风机供电。

10.根据权利要求9所述的一种燃料电池系统，其特征在于：高压电机(1)的套筒外壳(122)里面开设有冷却水道(1221)并且在机壳(1)上设置有与冷却水道(1221)连通的进水口(1222)和出水口(1223)，进水口(1222)和出水口(1223)分别通过该连接管路(203)分别与散热器本体(202)的输出端和输入端相连，将散热器本体(202)中的冷却液引入到套筒外壳(122)内为高压电机(1)散热。

11.根据权利要求10所述的一种燃料电池系统，其特征在于：燃料电池电堆模块输出500-800v高压电为高压屏蔽风机供电。

技术总结
本发明公开了一种高压屏蔽风机及其应用的燃料电池系统，包括高压电机、风轮和风机罩壳；高压电机包括电控组件、前端盖、壳体、定子组件、转子组件和转轴，壳体包括底板和从底板的边缘轴向延伸出的套筒外壳，前端盖的中间开设有轴伸孔，转轴的一端从前端盖的轴伸孔伸出形成轴伸端，转轴与前端盖的轴伸孔之间安装有骨架油封；高压电机还包括屏蔽套，屏蔽套设置在定子组件和转子组件之间，屏蔽套的一端抵在前端盖，另一端抵在底板，屏蔽套将定子组件和转子组件分隔开，起到绝缘作用，结构简单有效，即使骨架油封磨损失效，有水进入到高压电机中，也不会影响到定子组件的绝缘，保证高压供电的安全性。

技术研发人员：刘小青,邓佳,邴黎明,王云艳,黄振强
受保护的技术使用者：中山氢林能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13