本田燃料电池空压机开发

传统Lysholm空压机通过转子的旋转实现对空气增压，噪声与出口压力成正比例关系。因此，通常需要采用降噪的辅助设备(如消音器)来降低噪音，但该举也消耗掉一部分空压机的出口压力(消音器产生沿程压力损失和局部压力损失)。相比于传统Lysholm空压机，涡轮增压空压机因无需内部压缩过程，噪音较小。所以，即使电堆的工作压力提高，采用涡轮增压空压机可以降低降噪辅助设备数目和燃料电池系统体积。

除此之外，提高进堆压力(即空压机出口压力)会提高氧气分压。当燃料电池工作在高负荷区间，也会提高电池单体单压。下图表示空压机的压比(出口和进口压力比值)和燃料电池系统效率的变化关系，不难发现，压比提高有利于燃料电池系统效率攀升。因此，工作压力的提高会降低燃料电池电堆中单电池的数目(功率输出相同条件下)，进一步降低燃料电池系统的体积和成本。

提高空压机出口压力不仅有利于提高输出性能，降低系统成本和体积，而且也会提高电堆的相对湿度，减少加湿量。下图表示空气的温度、压力和电堆相对湿度关系，横坐标为压比，纵坐标为工作温度，二维坐标区域的左上方为干燥状态，右下方为湿润状态。可以发现，随着压力的增加，电堆向右下方湿润区域移动。该举降低了加湿量，从而减少了加湿器的体积。即使电堆工作在高温度区间，提高工作压力也会使得电堆湿度维持在一个较为适宜的水平。这意味着，当垂直爬坡、迎风或散热器散热能力差时(三者都导致电堆温度升高)，电堆性能也会得到保障。

鉴于此，本田公司为Clarity燃料电池开发空气供应系统的目标有：1.通过提高空气压力实现电池输出性能提高，减少了燃料电池单电池数目，降低系统体积和成本;2.通过提高空气压力减少加湿量，降低加湿器体积，增加燃料电池高温工作区间;3.通过采用电动涡轮增压空压机实现降噪，取消了降噪辅助设备，降低了空气供应系统的体积;4.开发无传感器控制的逆变器，实现了无旋转变压器电机的小型化，有助于减小燃料电池系统体积。