解决燃料电池空压机动平衡也是一个关键技术
近日全国乘联会发布的数据，2021年全年全球广义新能源乘用车销量达到937万台。其中插混、纯电动、燃料电池的狭义新能源车部分，全球销量达到623万辆，同比增长118%。
燃料电池空压机是燃料电池汽车的核心组成单元，其工作转速和效率是燃料电池发动机燃烧效率的一个决定性因素。同时，空压机噪音是发动机主要噪音来源。因此，燃料电池空压机的动平衡控制水平，很大程度上会决定其运转时能达到的最高转速和产生的振动噪音。针对燃料电池空压机不同组件的动平衡测量需要，需要提供多元化的专业动平衡设备。
由于全球性能源紧缺问题日趋突出，以及环境保护和可持续发展的迫切要求，燃料电池汽车在最近几年得到蓬勃发展。预计到2032年，全球燃料电池汽车销量将达到500万辆。
燃料电池空压机介绍
1.1 空压机种类
目前，车用氢燃料电池空气压缩机主要有离心式、螺杆式、罗茨式、涡旋式等 。
离心式空压机转速高、尺寸小、质量轻，但存在喘振现象，在变工况下，性能会变差，甚至影响到压缩机的使用和寿命安全
螺杆式属于机械增压，在工况变化的情况下，其性能几乎不变，效率高、可靠性高，但噪声较大、质量较重。
罗茨式因压力值达不到氢燃料电池工作的最佳效率点，且振动噪声大、效率低。
涡旋式受限于自身结构原因，空间占用较大; 同时，因无油涡旋空压机的密封方式为 PTFE 密封条结构，在工作运转过程中，密封条磨损大、寿命短; 在车用变工况使用的情况下，可靠性差。
1.2 基本特性
空压机在做功过程中，效率、进出压缩比是性能的重要指标，使用在燃料电池上，空压机需要具备以下特性 :
(1) 无油。润滑油膜覆盖质子交换膜和催化剂会隔绝氢氧电化学反应。
(2) 小型化及轻量化。汽车内部空间有限，要提高空压机的压缩能力，可以通过增加容积或者增加轴承转速两种方式，小型化高转速是大势所趋。
(3) 低噪声。目前国内很多车辆的噪声较大和空压机密切相关，噪声源主要来自于空气与管道之间的摩擦以及空压机高机械转动的声音及转动的声音。
(4) 动态响应快。车用动力系统会从 “氢电锂电混合”走向氢电全功率驱动，空压机需要在每个工况下都能及时提供指定压缩空气。
(5) 控制系统响应快。车辆对需要功率变化较大，空压机需要能够及时地做出响应，对空气流量进行控制。
(6) 材料要求高。为了达到压缩机低成本、低噪声、耐久性的目的，必须为压缩机的关键部件开发低成本、稳定的摩擦性能和耐磨性的涂层和材料。
根据燃料电池的空气进气压力，可分为低压 (30 kPa)、中压 (60～100 kPa) 和高压 (150～300 kPa) 燃料电池 。低压燃料电池一般用于通信电源、备用电源、无人机等领域; 中压燃料电池一般应用于客车、物流车等交通领域; 乘用车一般配置的燃料电池是高压的。
由于不同的燃料电池系统所需性能要求不尽相同，在选型上需要考虑到喘振线距离、超负荷工况余量、环境温度、供电电压、预充、通信、噪声、冷却等因素的影响。目前常用的空压机类型有离心式、罗茨式、螺杆式 3 种。
另一方面，对于氢燃料电池来说，由于质子交换膜需要保持良好的工作特性，这就要求供气系统供给燃料电池堆的压缩空气必须绝对干净，因此，对空压机技术要求十分高。
燃料电池空压机现状及趋势
离心式空压机通过旋转叶轮对气体做功，在叶轮与扩压器流道内，利用离心升压和降速扩压作用，将机械功转化为气体内能。由于具有结构紧凑、响应快、寿命长和效率高的特点，是最被看好的增压方式之一。表 1 为最近开发的燃料电池系统中用到的空压机种类。
表 1 最近开发的燃料电池系统中使用的空压机种类
随着国内氢燃料电池汽车市场的逐步扩大，围绕燃料电池的核心零部件也在加快国产化的步伐。从目前国内的氢燃料电池市场来看，螺杆式空压机所占市场份额相对较多，但现在已经有越来越多的燃料电池和系统厂商开始采用离心式空压机替换。
从目前市场情况来说，有抱负的主机厂面临最大的问题就是降成本，考虑到开发成本、市场规模和管理等综合因素，离心式空压机的成本最高，但由于其结构紧密、体积最小、物理结构的决定，在未来大批量条件下，其成本下降空间最大。值得注意的是，离心式空压机在低流量时会发生喘振现象，这会大大影响其系统性能和空压机的使用寿命。
对于有些燃料电池厂商来说，国产空压机在可靠性和使用寿命上还存在缺陷，因此对于实际装车来说，还是以进口产品为主。
目前来看，国产空压机的优势在于性价比和售后服务，在依赖进口核心部件中，空压机率先进行国产化的可能性很大，但要满足未来大批量需求，还需在可靠性和使用寿命上进行更深入地开发。
燃料电池空压机测试方法解析
燃料电池空压机一般性能试验项目包括: 随机振动、温度循环、温度冲击、盐雾、电磁兼容、耐久性等。
(1) 随机振动试验: 模拟车辆在路面行驶时，前后、上下、左右方向的颠簸状态，考核空压机的可靠性。振动试验主要由以下部分构成:
高压直流电源: 向控制器提供额定电压;
冷却系统: 向空压机及控制器提供一定压力的冷却水;
压缩空气系统: 向空压机提供无油、无水的干净的压缩空气;
振动系统: 提供一定频率、加速度的不同方向振动;
采集系统: 采集空压机进、出口空气温度、内部温度、冷却水进水温度、进、出口空气压力、进水压力、出口空气流量;
控制器及软件: 控制空压机转速及监控相关参数。
随机振动试验如图 2 所示，振动安装如图 3 所示，振动整体示意图如图 4 所示。
一般来说，如何满足高效燃料电池系统中压缩空气压力和气体流量的连续可调性，如何降低压缩过程中的功耗，保证其可靠性，如何回收燃料电池系统的残余空气压力，提高整体性能。如何降低供气系统的体积、质量和制造成本，是未来燃料电池供气系统技术研究的主要方向。
近日全国乘联会发布的数据，2021年全年全球广义新能源乘用车销量达到937万台。其中插混、纯电动、燃料电池的狭义新能源车部分，全球销量达到623万辆，同比增长118%。
燃料电池空压机是燃料电池汽车的核心组成单元，其工作转速和效率是燃料电池发动机燃烧效率的一个决定性因素。同时，空压机噪音是发动机主要噪音来源。因此，燃料电池空压机的动平衡控制水平，很大程度上会决定其运转时能达到的最高转速和产生的振动噪音。针对燃料电池空压机不同组件的动平衡测量需要，需要提供多元化的专业动平衡设备。
由于全球性能源紧缺问题日趋突出，以及环境保护和可持续发展的迫切要求，燃料电池汽车在最近几年得到蓬勃发展。预计到2032年，全球燃料电池汽车销量将达到500万辆。
燃料电池空压机介绍
1.1 空压机种类
目前，车用氢燃料电池空气压缩机主要有离心式、螺杆式、罗茨式、涡旋式等 。
离心式空压机转速高、尺寸小、质量轻，但存在喘振现象，在变工况下，性能会变差，甚至影响到压缩机的使用和寿命安全
螺杆式属于机械增压，在工况变化的情况下，其性能几乎不变，效率高、可靠性高，但噪声较大、质量较重。
罗茨式因压力值达不到氢燃料电池工作的最佳效率点，且振动噪声大、效率低。
涡旋式受限于自身结构原因，空间占用较大; 同时，因无油涡旋空压机的密封方式为 PTFE 密封条结构，在工作运转过程中，密封条磨损大、寿命短; 在车用变工况使用的情况下，可靠性差。
1.2 基本特性
空压机在做功过程中，效率、进出压缩比是性能的重要指标，使用在燃料电池上，空压机需要具备以下特性 :
(1) 无油。润滑油膜覆盖质子交换膜和催化剂会隔绝氢氧电化学反应。
(2) 小型化及轻量化。汽车内部空间有限，要提高空压机的压缩能力，可以通过增加容积或者增加轴承转速两种方式，小型化高转速是大势所趋。
(3) 低噪声。目前国内很多车辆的噪声较大和空压机密切相关，噪声源主要来自于空气与管道之间的摩擦以及空压机高机械转动的声音及转动的声音。
(4) 动态响应快。车用动力系统会从 “氢电锂电混合”走向氢电全功率驱动，空压机需要在每个工况下都能及时提供指定压缩空气。
(5) 控制系统响应快。车辆对需要功率变化较大，空压机需要能够及时地做出响应，对空气流量进行控制。
(6) 材料要求高。为了达到压缩机低成本、低噪声、耐久性的目的，必须为压缩机的关键部件开发低成本、稳定的摩擦性能和耐磨性的涂层和材料。
根据燃料电池的空气进气压力，可分为低压 (30 kPa)、中压 (60～100 kPa) 和高压 (150～300 kPa) 燃料电池 。低压燃料电池一般用于通信电源、备用电源、无人机等领域; 中压燃料电池一般应用于客车、物流车等交通领域; 乘用车一般配置的燃料电池是高压的。
由于不同的燃料电池系统所需性能要求不尽相同，在选型上需要考虑到喘振线距离、超负荷工况余量、环境温度、供电电压、预充、通信、噪声、冷却等因素的影响。目前常用的空压机类型有离心式、罗茨式、螺杆式 3 种。
另一方面，对于氢燃料电池来说，由于质子交换膜需要保持良好的工作特性，这就要求供气系统供给燃料电池堆的压缩空气必须绝对干净，因此，对空压机技术要求十分高。
燃料电池空压机现状及趋势
离心式空压机通过旋转叶轮对气体做功，在叶轮与扩压器流道内，利用离心升压和降速扩压作用，将机械功转化为气体内能。由于具有结构紧凑、响应快、寿命长和效率高的特点，是最被看好的增压方式之一。表 1 为最近开发的燃料电池系统中用到的空压机种类。
表 1 最近开发的燃料电池系统中使用的空压机种类
随着国内氢燃料电池汽车市场的逐步扩大，围绕燃料电池的核心零部件也在加快国产化的步伐。从目前国内的氢燃料电池市场来看，螺杆式空压机所占市场份额相对较多，但现在已经有越来越多的燃料电池和系统厂商开始采用离心式空压机替换。
从目前市场情况来说，有抱负的主机厂面临最大的问题就是降成本，考虑到开发成本、市场规模和管理等综合因素，离心式空压机的成本最高，但由于其结构紧密、体积最小、物理结构的决定，在未来大批量条件下，其成本下降空间最大。值得注意的是，离心式空压机在低流量时会发生喘振现象，这会大大影响其系统性能和空压机的使用寿命。
对于有些燃料电池厂商来说，国产空压机在可靠性和使用寿命上还存在缺陷，因此对于实际装车来说，还是以进口产品为主。
目前来看，国产空压机的优势在于性价比和售后服务，在依赖进口核心部件中，空压机率先进行国产化的可能性很大，但要满足未来大批量需求，还需在可靠性和使用寿命上进行更深入地开发。
燃料电池空压机测试方法解析
燃料电池空压机一般性能试验项目包括: 随机振动、温度循环、温度冲击、盐雾、电磁兼容、耐久性等。
(1) 随机振动试验: 模拟车辆在路面行驶时，前后、上下、左右方向的颠簸状态，考核空压机的可靠性。振动试验主要由以下部分构成:
高压直流电源: 向控制器提供额定电压;
冷却系统: 向空压机及控制器提供一定压力的冷却水;
压缩空气系统: 向空压机提供无油、无水的干净的压缩空气;
振动系统: 提供一定频率、加速度的不同方向振动;
采集系统: 采集空压机进、出口空气温度、内部温度、冷却水进水温度、进、出口空气压力、进水压力、出口空气流量;
控制器及软件: 控制空压机转速及监控相关参数。
随机振动试验如图 2 所示，振动安装如图 3 所示，振动整体示意图如图 4 所示。
一般来说，如何满足高效燃料电池系统中压缩空气压力和气体流量的连续可调性，如何降低压缩过程中的功耗，保证其可靠性，如何回收燃料电池系统的残余空气压力，提高整体性能。如何降低供气系统的体积、质量和制造成本，是未来燃料电池供气系统技术研究的主要方向。
#宣汉我的家# 【四川宣汉：“一村一项目”共绘乡村新画卷】庭院山水相映，袅袅炊烟升起。走进四川宣汉县君塘镇君坝村，仿佛走进画中。前不久，君坝这个此前藉藉无名的小山村，因诸多政府职能部门、驻县金融机构、企业家代表的到来，成为人们关注的焦点。四川省宣汉县委副书记、县长陈军说，他们正按照达州市第五次党代会工作部署，通过“一村一项目·党建引振兴”项目推介暨“银政企”融资对接会的形式，激发乡村发展新活力。
据了解，近年来宣汉县在实施“一村一项目”乡村振兴行动中，坚持“培育一个优质项目、壮大一村集体经济、培养一批新型农民”，成为巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接的有力举措之一。
特色引领 推动产业升级
君坝村交通便利，距县城仅20分钟车程，优越的森林资源、富饶的农副产品和高品质的民宿酒店蓄积了该地区县域经济发展“新动能”，成为其持续发展的独特优势，吸引着慕名前来的游客。
宣汉县君塘镇党委书记陈欢说，君塘镇借势借力谋发展，引来企业业主打造富有特色的民宿、因地制宜地开发采摘和垂钓等休闲项目、推出具有本地特色的菜品，让游客既可以在观赏美景中放松心情，又可以在饱尝美食的同时了解当地特色产业，通过良好的口碑提升产品知名度，从而带动当地居民就业增收，同时促进农文旅融合发展。
这些可喜的变化，同步发生在宣汉县各个乡镇的山坡田野间。在全县的339个项目中，大成镇马滩村的蜀宣花牛、普光镇大田村的蓝莓谷、樊哙镇柑子村的泰椒、东乡街道牛背村的金丝皇菊等种养殖类项目，和巴山大峡谷、洋烈水乡等旅游类项目，带动和辐射着全县农村经济的发展。
“特色产业的发展，改变了农村只能种田种稻的旧貌，不但让企业获得发展新机遇，还让家乡人民搭上共同致富的快班车，这些变化让我倍感欣慰。”在外漂泊数十年后返乡创业的企业家符映宏看到家乡的变化，道出了在家乡投资创业的缘由和心得体会，“只有做出特色，才能立于不败之地！”
选贤任能 凝聚发展合力
“承包荒山，抓特色产业，党员要走在最前头！”宣汉县君塘镇湾桥村党支部书记符纯祥说，湾桥村以党建为引领，实施“田间党建”工程，积极开展“党小组建在田间、党课上在田间、党员赛在田间、实绩亮在田间、活动放在田间、服务落在田间”六大活动，发挥党员先锋示范作用，带动村民开拓荒山发展产业。
符纯祥指着青花椒产业园说，这片土地之所以能从“荒山”变成“金山”，源于四年前的一次群众会，“利用荒山发展产业增收，是大家都赞成的主意，但前期投入多、成本回收周期长的难题浇灭了村民的热情。”于是大家商定，由党员组织成立专业合作社发展青花椒产业，经营5年后再承包给业主，解决了招商引资难题。
目前，全村发展青花椒1600余亩、蜂吻梨500余亩，2个专业合作社、1个集体组织经济产业园，2个花椒烘干房建成投用并拥有4套烘干设备，共实现年产值500余万元。
乡村振兴，关键在人。2021年，宣汉县强力推进新一轮重点乡村帮扶工作，选派了一批懂经营、有技术、乐于奉献的高素质“能人”，深入基层一线开展驻村帮扶工作。全县共计为230个帮扶村择优选派驻村帮扶干部692名，其中第一书记230名、驻村工作队队员462名，实现全覆盖选派驻村工作队。
这群“领头羊”以实干担当之姿，同当地党委政府携手并进，积极探索产业发展的多种实现形式，凝聚各方社会力量，力争画出最大同心圆。
优化环境 厚植创业沃土
科技赋能项目推介，绘就美好乡村振兴蓝图。扫一扫二维码，便可浏览每个村（社区）的特色项目规划概况，园区图片、项目简介、优惠政策、村（社区）党支部书记联系方式等信息一目了然。宣汉县运用H5线上展示平台这一推介方式，营造重商、亲商、爱商的良好氛围，厚植创业沃土，以优良营商环境吸引企业进村，全方位、多层次地发掘并释放县域经济发展潜力。
在宣汉县推介的339个特色农文旅产业项目中，包括对外招商项目197个、对外租赁项目38个、村集体自主经营项目79个、其他项目25个，涵盖种植、养殖、深加工、农旅结合、资产租赁等多个类别，让投资者可以通过“横向+纵向”对比的方式进行多样化选择，实现更正确、更明智的投资决策。
截至目前，宣汉县已有多个农文旅项目所在村（社区）的党支部与对应企业签约，开启农旅融合高质量发展新征程。此外，更有农行、邮储、农商银行等金融机构通过“一村一项目”意向授信100亿元，以金融力量助力项目平稳健康发展，全力护航企业在乡村振兴之路上越走越宽。
“新一轮西部大开发、5年脱贫攻坚过渡期、全国革命老区县、四川省扩权强县试点县和少数民族地区待遇县等国、省优惠政策齐聚宣汉，为投资者吃下‘定心丸’！”宣汉县委副书记、县长陈军在描绘发展蓝图时说，落实企业水电气价格优惠、争取扶持资金等不断优化营商环境的务实举措，充分调动起投资者的积极性并增强其信心，为全面推进乡村振兴、加快农业农村现代化、实现达州经济社会高质量发展提供了不竭动力。（王洪江 李道全 向柯容）
据了解，近年来宣汉县在实施“一村一项目”乡村振兴行动中，坚持“培育一个优质项目、壮大一村集体经济、培养一批新型农民”，成为巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接的有力举措之一。
特色引领 推动产业升级
君坝村交通便利，距县城仅20分钟车程，优越的森林资源、富饶的农副产品和高品质的民宿酒店蓄积了该地区县域经济发展“新动能”，成为其持续发展的独特优势，吸引着慕名前来的游客。
宣汉县君塘镇党委书记陈欢说，君塘镇借势借力谋发展，引来企业业主打造富有特色的民宿、因地制宜地开发采摘和垂钓等休闲项目、推出具有本地特色的菜品，让游客既可以在观赏美景中放松心情，又可以在饱尝美食的同时了解当地特色产业，通过良好的口碑提升产品知名度，从而带动当地居民就业增收，同时促进农文旅融合发展。
这些可喜的变化，同步发生在宣汉县各个乡镇的山坡田野间。在全县的339个项目中，大成镇马滩村的蜀宣花牛、普光镇大田村的蓝莓谷、樊哙镇柑子村的泰椒、东乡街道牛背村的金丝皇菊等种养殖类项目，和巴山大峡谷、洋烈水乡等旅游类项目，带动和辐射着全县农村经济的发展。
“特色产业的发展，改变了农村只能种田种稻的旧貌，不但让企业获得发展新机遇，还让家乡人民搭上共同致富的快班车，这些变化让我倍感欣慰。”在外漂泊数十年后返乡创业的企业家符映宏看到家乡的变化，道出了在家乡投资创业的缘由和心得体会，“只有做出特色，才能立于不败之地！”
选贤任能 凝聚发展合力
“承包荒山，抓特色产业，党员要走在最前头！”宣汉县君塘镇湾桥村党支部书记符纯祥说，湾桥村以党建为引领，实施“田间党建”工程，积极开展“党小组建在田间、党课上在田间、党员赛在田间、实绩亮在田间、活动放在田间、服务落在田间”六大活动，发挥党员先锋示范作用，带动村民开拓荒山发展产业。
符纯祥指着青花椒产业园说，这片土地之所以能从“荒山”变成“金山”，源于四年前的一次群众会，“利用荒山发展产业增收，是大家都赞成的主意，但前期投入多、成本回收周期长的难题浇灭了村民的热情。”于是大家商定，由党员组织成立专业合作社发展青花椒产业，经营5年后再承包给业主，解决了招商引资难题。
目前，全村发展青花椒1600余亩、蜂吻梨500余亩，2个专业合作社、1个集体组织经济产业园，2个花椒烘干房建成投用并拥有4套烘干设备，共实现年产值500余万元。
乡村振兴，关键在人。2021年，宣汉县强力推进新一轮重点乡村帮扶工作，选派了一批懂经营、有技术、乐于奉献的高素质“能人”，深入基层一线开展驻村帮扶工作。全县共计为230个帮扶村择优选派驻村帮扶干部692名，其中第一书记230名、驻村工作队队员462名，实现全覆盖选派驻村工作队。
这群“领头羊”以实干担当之姿，同当地党委政府携手并进，积极探索产业发展的多种实现形式，凝聚各方社会力量，力争画出最大同心圆。
优化环境 厚植创业沃土
科技赋能项目推介，绘就美好乡村振兴蓝图。扫一扫二维码，便可浏览每个村（社区）的特色项目规划概况，园区图片、项目简介、优惠政策、村（社区）党支部书记联系方式等信息一目了然。宣汉县运用H5线上展示平台这一推介方式，营造重商、亲商、爱商的良好氛围，厚植创业沃土，以优良营商环境吸引企业进村，全方位、多层次地发掘并释放县域经济发展潜力。
在宣汉县推介的339个特色农文旅产业项目中，包括对外招商项目197个、对外租赁项目38个、村集体自主经营项目79个、其他项目25个，涵盖种植、养殖、深加工、农旅结合、资产租赁等多个类别，让投资者可以通过“横向+纵向”对比的方式进行多样化选择，实现更正确、更明智的投资决策。
截至目前，宣汉县已有多个农文旅项目所在村（社区）的党支部与对应企业签约，开启农旅融合高质量发展新征程。此外，更有农行、邮储、农商银行等金融机构通过“一村一项目”意向授信100亿元，以金融力量助力项目平稳健康发展，全力护航企业在乡村振兴之路上越走越宽。
“新一轮西部大开发、5年脱贫攻坚过渡期、全国革命老区县、四川省扩权强县试点县和少数民族地区待遇县等国、省优惠政策齐聚宣汉，为投资者吃下‘定心丸’！”宣汉县委副书记、县长陈军在描绘发展蓝图时说，落实企业水电气价格优惠、争取扶持资金等不断优化营商环境的务实举措，充分调动起投资者的积极性并增强其信心，为全面推进乡村振兴、加快农业农村现代化、实现达州经济社会高质量发展提供了不竭动力。（王洪江 李道全 向柯容）
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