1.本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种用于燃料电池的双向气体压缩机系统。
背景技术：
2.一体式再生燃料电池系统主要包括燃料电池电堆模块、电解水制氢模块、空气供应系统、氢气供应系统和热管理系统等，其中，燃料电池电堆模块主要作用是通过消耗氢气产生持续的电能，电解水制氢模块主要作用是通过电解水反应产生氢气，电解水制氢模块产生的氢气可以供应于燃料电池电堆模块，从而实现利用外部电能获得氢气并用于燃料电池发电的电解水、电堆消耗氢发电双功能的一体式再生燃料电池。
3.现有的空气供应系统包括空压机，空压机用于为燃料电池电堆提供一定的流量和压力，满足燃料电池
电化学反应的需要；电解水制氢模块包括隔膜泵，隔膜泵用于将电解水制氢模块制得的氢气压缩提供给燃料电池电堆模块或者压缩输送于电解水制氢模块的储氢装置，即用于为燃料电池电堆模块提供空气的装置与用于将电解水制氢模块制得的氢气压缩输送的装置是分开的不同装置，结构较为复杂。
技术实现要素：
4.基于此，本发明实施例提供一种用于燃料电池的双向气体压缩机系统，旨在解决现有的一体式再生燃料电池系统中，空压机为燃料电池电堆模块提供空气的装置，隔膜泵为将电解水制氢模块制得的氢气压缩输送的装置，二者为分开的装置，结构较为复杂，不能采用一种装置实现二者的功效。本技术能够实现现有空气供应系统的空压机与现有电解水制氢模块的隔膜泵的功效，简化了组件，提高了效率，并且节约了成本。
5.为实现上述目的，本发明实施例提供一种用于燃料电池的双向气体压缩机系统，包括燃料电池模块、气体压缩机和电解水制氢模块，所述气体压缩机分别与所述燃料电池模块、所述电解水制氢模块连接；
6.所述气体压缩机内设置有同轴齿轮，所述同轴齿轮至少包括相邻设置的第一同轴齿轮和第二同轴齿轮；所述第一同轴齿轮分别与所述燃料电池模块、所述电解水制氢模块连接；所述第二同轴齿轮分别与所述燃料电池模块、所述电解水制氢模块连接；
7.所述第一同轴齿轮上设置有第一大齿轮和第一小齿轮，所述第二同轴齿轮上设置有第二大齿轮和第二小齿轮；所述第一大齿轮与所述第一小齿轮之间的间距小于所述第二大齿轮与所述第二小齿轮之间的间距。
8.作为优选的实施方式，所述第一大齿轮靠近所述第二小齿轮设置，所述第一小齿轮靠近所述第二大齿轮设置。
9.作为优选的实施方式，所述第一大齿轮的直径大于所述第一小齿轮的直径；所述第二大齿轮的直径大于所述第二小齿轮的直径。
10.作为优选的实施方式，当所述气体压缩机为所述燃料电池模块提供空气时，所述
气体压缩机处于低输出模式，所述第一大齿轮与所述第二大齿轮啮合连接。
11.作为优选的实施方式，当所述气体压缩机将所述电解水制氢模块的氢气输送至所述燃料电池模块时，所述气体压缩机处于高输出模式，所述第一大齿轮与所述第二小齿轮啮合连接；或者，所述第一小齿轮与所述第二大齿轮啮合连接；或者，所述第一小齿轮与所述第二小齿轮啮合连接。
12.作为优选的实施方式，所述电解水制氢模块内设置有储氢装置，所述储氢装置与第一过滤器连接，所述第一过滤器通过进气阀与所述燃料电池模块连接。
13.作为优选的实施方式，所述空气压缩机通过所述第一过滤器与所述储氢装置连接。
14.作为优选的实施方式，所述燃料电池模块通过排气阀与所述空气压缩机连接。
15.作为优选的实施方式，所述空气压缩机通过第二过滤器与空气供给系统连接。
16.作为优选的实施方式，所述空气压缩机与所述燃料电池模块的空气进口连接。
17.作为优选的实施方式，所述用于燃料电池的双向气体压缩机系统还包括热管理模块，所述热管理模块与所述燃料电池模块连接。
18.通过本技术，能够解决现有的一体式再生燃料电池系统中，空压机为燃料电池电堆模块提供空气的装置，隔膜泵为将电解水制氢模块制得的氢气压缩输送的装置，二者为分开的装置，结构较为复杂，不能采用一种装置实现二者的功效的问题。本技术能够实现现有空气供应系统的空压机与现有电解水制氢模块的隔膜泵的功效，简化了组件，提高了效率，并且节约了成本，生产效率较高，易于批量化或大规模生产。
19.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例做进一步说明。
附图说明
20.图1为本发明一实施例的用于燃料电池的双向气体压缩机系统的框架结构示意图；
21.图2为图1的用于燃料电池的双向气体压缩机系统的工作原理示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
24.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
25.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
26.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
27.现有的空气供应系统包括空压机，空压机用于为燃料电池电堆提供一定的流量和压力，满足燃料电池电化学反应的需要；电解水制氢模块包括隔膜泵，隔膜泵用于将电解水制氢模块制得的氢气压缩提供给燃料电池电堆模块或者压缩输送于电解水制氢模块的储氢装置，即用于为燃料电池电堆模块提供空气的装置与用于将电解水制氢模块制得的氢气压缩输送的装置是分开的不同装置，结构较为复杂。基于此，有必要提供一种用于燃料电池的双向气体压缩机系统以解决上述技术问题。
28.为实现上述目的，如图1至图2所示，本发明实施例提供一种用于燃料电池的双向气体压缩机系统，包括燃料电池模块10、气体压缩机20和电解水制氢模块30，所述气体压缩机20分别与所述燃料电池模块10、所述电解水制氢模块30连接；
29.所述气体压缩机20内设置有同轴齿轮21，所述同轴齿轮21至少包括相邻设置的第一同轴齿轮211和第二同轴齿轮212；所述第一同轴齿轮211分别与所述燃料电池模块10、所述电解水制氢模块30连接；所述第二同轴齿轮212分别与所述燃料电池模块10、所述电解水制氢模块30连接；
30.所述第一同轴齿轮211上设置有第一大齿轮2111和第一小齿轮2112，所述第二同轴齿轮212上设置有第二大齿轮2121和第二小齿轮2122；所述第一大齿轮2111与所述第一小齿轮2112之间的间距小于所述第二大齿轮2121与所述第二小齿轮2122之间的间距。这样，能够实现现有空气供应系统的空压机与现有电解水制氢模块的隔膜泵的功效，简化了组件，提高了效率，并且节约了成本，生产效率较高。
31.本技术的气体压缩机能够压缩空气提供于燃料电池电堆模块，也能够将电解水制氢模块制得的氢气直接压缩输送于燃料电池电堆；或者也能够将电解水制氢模块的储氢装置的氢气压缩输送于燃料电池电堆。
32.作为优选的实施方式，所述第一大齿轮2111靠近所述第二小齿轮2122设置，所述第一小齿轮2112靠近所述第二大齿轮2121设置。
33.作为优选的实施方式，所述第一大齿轮2111的直径大于所述第一小齿轮2112的直径；所述第二大齿轮2121的直径大于所述第二小齿轮2122的直径。
34.作为优选的实施方式，当所述气体压缩机20为所述燃料电池模块10提供空气时，所述气体压缩机20处于低输出模式，所述第一大齿轮2111与所述第二大齿轮2121啮合连接。这样，能够实现现有空气供应系统的空压机的功效，简化了组件，提高了效率，并且节约了成本，生产效率较高。
35.作为优选的实施方式，当所述气体压缩机20将所述电解水制氢模块30的氢气输送
至所述燃料电池模块10时，所述气体压缩机20处于高输出模式，所述第一大齿轮2111与所述第二小齿轮2122啮合连接；
36.或者，所述第一小齿轮2112与所述第二大齿轮2121啮合连接；
37.或者，所述第一小齿轮2112与所述第二小齿轮2122啮合连接。这样，能够实现现有电解水制氢模块的隔膜泵的功效，简化了组件，提高了效率，并且节约了成本，生产效率较高。
38.作为优选的实施方式，所述电解水制氢模块30内设置有储氢装置31，所述储氢装置31与第一过滤器40连接，所述第一过滤器40通过进气阀50与所述燃料电池模块10连接。
39.作为优选的实施方式，所述空气压缩机20通过所述第一过滤器40与所述储氢装置31连接。
40.作为优选的实施方式，所述燃料电池模块10通过排气阀60与所述空气压缩机20连接。
41.作为优选的实施方式，所述空气压缩机20通过第二过滤器70与空气供给系统80连接。
42.作为优选的实施方式，所述空气压缩机20与所述燃料电池模块10的空气进口连接。
43.作为优选的实施方式，所述用于燃料电池的双向气体压缩机系统还包括热管理模块90，所述热管理模块90与所述燃料电池模块10连接。
44.通过本技术，能够解决现有的一体式再生燃料电池系统中，空压机为燃料电池电堆模块提供空气的装置，隔膜泵为将电解水制氢模块制得的氢气压缩输送的装置，二者为分开的装置，结构较为复杂，不能采用一种装置实现二者的功效的问题。本技术能够实现现有空气供应系统的空压机与现有电解水制氢模块的隔膜泵的功效，简化了组件，提高了效率，并且节约了成本，生产效率较高，易于批量化或大规模生产。
45.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。技术特征：
1.一种用于燃料电池的双向气体压缩机系统，其特征在于，包括燃料电池模块、气体压缩机和电解水制氢模块，所述气体压缩机分别与所述燃料电池模块、所述电解水制氢模块连接；所述气体压缩机内设置有同轴齿轮，所述同轴齿轮至少包括相邻设置的第一同轴齿轮和第二同轴齿轮；所述第一同轴齿轮分别与所述燃料电池模块、所述电解水制氢模块连接；所述第二同轴齿轮分别与所述燃料电池模块、所述电解水制氢模块连接；所述第一同轴齿轮上设置有第一大齿轮和第一小齿轮，所述第二同轴齿轮上设置有第二大齿轮和第二小齿轮；所述第一大齿轮与所述第一小齿轮之间的间距小于所述第二大齿轮与所述第二小齿轮之间的间距。2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的双向气体压缩机系统，其特征在于，所述第一大齿轮靠近所述第二小齿轮设置，所述第一小齿轮靠近所述第二大齿轮设置。3.根据权利要求2所述的用于燃料电池的双向气体压缩机系统，其特征在于，所述第一大齿轮的直径大于所述第一小齿轮的直径；所述第二大齿轮的直径大于所述第二小齿轮的直径。4.根据权利要求1所述的用于燃料电池的双向气体压缩机系统，其特征在于，当所述气体压缩机为所述燃料电池模块提供空气时，所述气体压缩机处于低输出模式，所述第一大齿轮与所述第二大齿轮啮合连接。5.根据权利要求1所述的用于燃料电池的双向气体压缩机系统，其特征在于，当所述气体压缩机将所述电解水制氢模块的氢气输送至所述燃料电池模块时，所述气体压缩机处于高输出模式，所述第一大齿轮与所述第二小齿轮啮合连接；或者，所述第一小齿轮与所述第二大齿轮啮合连接；或者，所述第一小齿轮与所述第二小齿轮啮合连接。6.根据权利要求1所述的用于燃料电池的双向气体压缩机系统，其特征在于，所述电解水制氢模块内设置有储氢装置，所述储氢装置与第一过滤器连接，所述第一过滤器通过进气阀与所述燃料电池模块连接。7.根据权利要求6所述的用于燃料电池的双向气体压缩机系统，其特征在于，所述空气压缩机通过所述第一过滤器与所述储氢装置连接；所述燃料电池模块通过排气阀与所述空气压缩机连接。8.根据权利要求7所述的用于燃料电池的双向气体压缩机系统，其特征在于，所述空气压缩机通过第二过滤器与空气供给系统连接。9.根据权利要求8所述的用于燃料电池的双向气体压缩机系统，其特征在于，所述空气压缩机与所述燃料电池模块的空气进口连接。10.根据权利要求1所述的用于燃料电池的双向气体压缩机系统，其特征在于，所述用于燃料电池的双向气体压缩机系统还包括热管理模块，所述热管理模块与所述燃料电池模块连接。
技术总结
本申请提供一种用于燃料电池的双向气体压缩机系统，包括燃料电池模块、气体压缩机和电解水制氢模块，所述气体压缩机分别与所述燃料电池模块、所述电解水制氢模块连接；所述气体压缩机内设置有同轴齿轮，所述同轴齿轮至少包括相邻设置的第一同轴齿轮和第二同轴齿轮；所述第一同轴齿轮分别与所述燃料电池模块、所述电解水制氢模块连接；所述第二同轴齿轮分别与所述燃料电池模块、所述电解水制氢模块连接；所述第一同轴齿轮上设置有第一大齿轮和第一小齿轮，所述第二同轴齿轮上设置有第二大齿轮和第二小齿轮；所述第一大齿轮与所述第一小齿轮之间的间距小于所述第二大齿轮与所述第二小齿轮之间的间距。本申请成本低，易于批量化或大规模生产。化或大规模生产。化或大规模生产。
技术研发人员：张震 高鹏然
受保护的技术使用者：深圳市雄韬电源科技股份有限公司
技术研发日：2023.02.09
技术公布日：2023/5/26
声明：
“用于燃料电池的双向气体压缩机系统的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：深圳市雄韬电源科技股份有限公司
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2024年05月17日 ~ 19日 
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