氢燃料电池系统新型循环泵

技术领域

本发明涉及一种采用高速电机的氢燃料电池系统氢气循环泵，属于新能源汽车零部件技术领域。

背景技术

氢燃料电池是将氢气和氧气输送到电堆中发生电能，将化学能直接转换成电能。在这过程中，氢气和氧气并不会反应完全，还有一部分氢气遗留在反应后的废气中。如果直接排出到空气中，将造成能量浪费和反应电堆的效率降低，所以需要对其进行氢气回收利用。这个过程是通过氢气循环泵来把废气抽回电堆进气口进行再次反应利用。由于氢气是一种易燃易爆的危险气体，并且对许多金属有氢脆效应，所以需要特殊结构的氢气循环泵来保证在氢气回收的过程中可靠运行并且不发生泄露。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能在氢气环境中安全运行、泵叶轮与电机定子相互隔离的泵结构。

本发明的技术方案是:

一种氢燃料电池系统新型循环泵，包括叶轮轴、叶轮、风罩、定子部分、转子部分，风罩内设置叶轮轴，叶轮轴上设置有叶轮支架，叶轮套设在叶轮支架上，叶轮支架上还设置有转子部分，定子部分设置在转子部分的一侧，转子部分和定子部分之间通过电机前端盖隔离，电机前端盖和风罩连接。

转子部分包括套设在叶轮支架上的转子磁片，转子磁片上设有磁片外罩。

定子部分包括定子铁芯、设在定子铁芯上的定子骨架，定子骨架上设置有定子绕组。

定子部分外圈上设置有机壳。

定子部分的另一侧设置有电机驱动组件。

电机驱动组件包括电机驱动板，电机驱动板上分别连接引线连接器组件和定子绕组。

叶轮轴和叶轮支架之间通过滚动轴承连接。

定子部分的外圈设置有机壳。

定子部分和电机驱动组件之间设置有后端盖。

本发明所取得的技术进步如下。

本发明的氢燃料电池系统新型循环泵电机通过隔离罩将电机定子部分和转子部分隔离，只有转子部分在氢气环境内运行，阻断隔离了可能泄露的氢气进入定子部分，阻止了氢气和水汽对定子铁芯和定子线圈的腐蚀破坏。另外，叶轮、叶轮轴及转子部分采用抗氢脆材料，转子磁片通过叶轮支架与磁片外罩的配合面的胶水密封，可以阻止氢气和水汽对叶轮轴、滚动轴承和转子磁片等的腐蚀，从而保证氢气循环泵长时间可靠运行。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的爆炸图。

图中： 1—风罩、2—叶轮轴、3—叶轮衬圈、4—固定螺钉、5—叶轮、6—叶轮支架、7—滚动轴承、8—轴承垫圈、9—转子磁片、10—磁片外罩、11—O型密封圈、12—固定螺母、13—电机前端盖、14—电机定子铁芯、15—定子骨架、16—定子绕组、17—螺钉、18—O型密封圈、19—机壳、20—后端盖、21—螺杆、22—支架、23—后罩密封圈、24—固定螺钉、25—电机驱动板、26—后罩、27—螺钉、28—防水接头、29—引线连接器组件。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实例对本发明进行进一步详细说明。

一种氢燃料电池系统新型循环泵，包括叶轮轴2、叶轮5、风罩1、定子部分、转子部分，风罩1内设置叶轮轴2，叶轮轴2上设置有叶轮支架6，叶轮5套设在叶轮支架6上，叶轮支架6上还设置有转子部分，定子部分设置在转子部分的一侧，转子部分和定子部分之间通过电机前端盖13隔离，电机前端盖13和风罩1连接。

转子部分包括套设在叶轮支架6上的转子磁片9，转子磁片9上设有磁片外罩10。

定子部分包括定子铁芯14、设在定子铁芯14上的定子骨架15，定子骨架15上设置有定子绕组16。

定子部分外圈上设置有机壳19。

定子部分的另一侧设置有电机驱动组件。

电机驱动组件包括电机驱动板25，电机驱动板25上分别连接引线连接器组件29和定子绕组16。

叶轮轴2和叶轮支架6之间通过滚动轴承7连接。

定子部分的外圈设置有机壳19。

定子部分和电机驱动组件之间设置有后端盖20。

安装的时候，转子磁片9用胶水均布粘在叶轮支架6上，然后用磁片外罩10盖上，并在磁片外罩10内外圈涂上胶水密封，保证转子磁片9在密封环境内，电机运行过程中不被腐蚀。 叶轮轴2固定在风罩1上，叶轮5通过固定螺钉4固定在叶轮支架6上，叶轮支架6内装有2个滚动轴承7，中间用轴承垫圈8隔开，然后装有两个滚动轴承7的叶轮支架6压入叶轮轴2，并用固定螺母12锁紧滚动轴承7，保证叶轮在运行过程中不发生轴向窜动。把定子骨架15装到定子铁芯14上，将漆包线绕在定子骨架15上，并接出3根引线，形成定子绕组16。定子绕组组件压入机壳19内，用导热灌封胶把定子绕组塑封在机壳19内，可以保护绕组和增强定子绕组16运行中的散热效果。在电机前端盖13和后端盖20止口套入O型密封圈18，对准机壳内圈装入，用螺杆21将电机前端盖13、后端盖20和机壳19拧紧在一起，形成电机本体。用固定螺钉24把支架22固定在后端盖20上，然后将后罩密封圈23套在支架22上。将定子绕组引出的3根引线用焊锡与电机驱动板25连接，把引线连接器组件29也用焊锡焊在电机驱动板25后，装入后罩26内，用螺钉27将后罩26与支架22锁紧连接。通过后罩引线孔把导热灌封胶注入到后罩26腔体内，可以将电机驱动板在运行中的热量更快地导出来，然后把防水接头28对准后罩26引线孔拧紧螺纹，完成电机定子驱动板组件装配。在风罩1密封圈槽内放入O型密封圈11，将电机定子驱动板组件中的电机前端盖13轴孔与风罩1上的叶轮轴2和两者的螺纹孔一起对准装入，最后用螺钉17拧紧完成整个氢气循环泵的装配。

氢气循环泵通过前端盖13将电机定子部分和转子部分隔离，只有叶轮轴2、叶轮衬圈3、固定螺钉4、叶轮5、叶轮支架6、滚动轴承7、轴承垫圈8、转子磁片9、磁片外罩10在氢气环境内运行。叶轮轴2、叶轮衬圈3、固定螺钉4、叶轮5、叶轮支架6、滚动轴承7、轴承垫圈8、转子磁片9、磁片外罩10用的是抗氢脆材料，能在氢气和高湿度的混合气体的环境下长时间运行而抗拉和抗压强度不发生衰退，而且不生锈。转子磁片9通过叶轮支架6与磁片外罩10的配合面的胶水密封，可以阻止与氢气和水汽的接触，防止生锈和腐蚀，避免长时间运行后电机性能下降。前端盖13用高强度高耐温的塑料，可以长时间在高温高湿的环境下工作，而不产生形变。电机定子铁芯14、定子骨架15、定子绕组16通过前端盖13与氢气隔离，并且用导热灌封胶将它们塑封在机壳19内，并用密封圈18在机壳4与前端盖13、后端盖20配合面密封，保证定子达到IP67的防尘防水等级。电机驱动板25装在后罩27与支架22、后罩密封圈23形成的密闭腔体内，并且用导热硅胶灌封，这样既可以导热也能防震。通过以上结构设计，循环泵能够在氢燃料电池系统中可靠运行，并且达到IP67的防尘防水等级。