站用氫氣壓縮機(jī)應(yīng)用場景

加氫站三大核心設(shè)備為氫氣壓縮機(jī)、儲氫系統(tǒng)和氫氣加注機(jī)。

氫氣壓縮機(jī)的功能是將氫氣壓縮至燃料電池汽車加注所需的高壓力。

常見站用氫氣壓縮機(jī)類型

傳統(tǒng)隔膜式壓縮機(jī)

組成：電機(jī)、皮帶輪、曲軸箱、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、活塞、油側(cè)膜頭、膜片、氣側(cè)膜頭等組成；

特點：用膜片將油氣完全隔離，可保證氣體純度、密封性好、單級壓縮比大；

優(yōu)點：無污染，確保了氫氣壓縮過程的潔凈；密封性好，適合易燃易爆等危險氣體的壓縮；壓縮比大，容易實現(xiàn)低進(jìn)氣、高排氣；等溫壓縮結(jié)合一體化冷，排氣溫度低；

液驅(qū)式壓縮機(jī)

組成：電機(jī)、液壓泵、電磁換向閥、活塞缸、潤滑油系統(tǒng)、冷卻器等組成；

特點：結(jié)構(gòu)原理簡單，多級串、并聯(lián)壓縮，布局靈活；

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊；操作簡單；控制簡單；綜合成本較低；

離子式壓縮機(jī)

組成：電機(jī)、控制器、活塞缸、離子液等組成；

特點：“液體活塞”，多級串聯(lián)壓縮，離子液、控制器開發(fā)難度高，價格高，穩(wěn)定性一般；防爆等級不滿足國標(biāo)；

優(yōu)點：原理簡單；成本降低；壽命較長；相比傳統(tǒng)活塞式壓縮機(jī)能耗可降低約20%；效率高達(dá)65%；

新型液驅(qū)隔膜式壓縮機(jī)

上海羿弓氫能科技有限公司（以下簡稱“羿弓氫能”）全球首創(chuàng)“液驅(qū)+隔膜”技術(shù)方案，針對加氫站“頻繁啟停、冷態(tài)開車、帶載啟?！钡奶厥夤r，專門設(shè)計研制一款新型加氫站用氫氣壓縮機(jī)。目前已上市應(yīng)用45MPa、90MPa二個系列、多種型號產(chǎn)品。

結(jié)構(gòu)原理：采用自研高壓柱塞泵提供壓力源，通過自研高頻換向閥實現(xiàn)液壓換向，驅(qū)使膜片進(jìn)行氣體壓縮。

特點：液壓泵直驅(qū)+高頻換向閥代替?zhèn)鹘y(tǒng)的曲柄連桿+活塞、皮帶傳動，整機(jī)模塊化，適應(yīng)變工況、頻繁啟停。

優(yōu)點：無污染，確保了氫氣壓縮過程的潔凈；密封性好，適合易燃易爆等危險氣體的壓縮；壓縮比大，容易實現(xiàn)低進(jìn)氣、高排氣；等溫壓縮結(jié)合一體化冷，排氣溫度低；

氫氣充裝場景：氫氣壓縮機(jī)排氣壓力范圍20-33MPa，排量范圍為200-2000Nm3/h；其中隔膜壓縮機(jī)在國內(nèi)充裝領(lǐng)域的市場占比在98%以上。

加氫站場景：壓縮機(jī)排氣壓力主要為45MPa、90MPa，排量范圍為200-1000Nm3/h；主要采用隔膜壓縮機(jī)和液驅(qū)活塞式壓縮機(jī)，兩者的應(yīng)用比例大概為12：5。離子壓縮機(jī)目前國內(nèi)應(yīng)用案例較少。

顛覆傳統(tǒng)：液驅(qū)隔膜式壓縮機(jī)

羿弓氫能液驅(qū)隔膜式氫氣壓縮機(jī)采用單級、雙膜頭壓縮方案，掌握整機(jī)及關(guān)鍵部件的核心技術(shù)。整機(jī)關(guān)鍵部件（如柱塞泵、氣閥、膜片、換向閥、溢流閥等），均為自主設(shè)計研發(fā)，壓縮機(jī)本體部分獨(dú)立成撬，便于設(shè)備的運(yùn)輸、安裝及維護(hù)。

整機(jī)方案“為氫能而生”，液驅(qū)方案可適應(yīng)“頻繁啟停、冷態(tài)開車、帶載啟?！钡募託湔咎厥夤r，通過驅(qū)動、增壓單元多級串并聯(lián)，實現(xiàn)超大排量、超大壓比需求。由于取消了曲軸連桿傳動機(jī)構(gòu)，整機(jī)體積非常緊湊，僅為同類傳統(tǒng)隔膜式壓縮機(jī)的50%左右，應(yīng)用場景非常廣泛。

▲撬裝尺寸2700X1800X2200

液驅(qū)隔膜式壓縮機(jī)采用“液壓泵驅(qū)動、旋轉(zhuǎn)換向閥換向”方案（以下簡稱“液壓泵驅(qū)動方案”），用液壓泵驅(qū)動液壓油代替了傳統(tǒng)的活塞、曲柄連桿驅(qū)動液壓油的方式。其氣路系統(tǒng)、膜頭組件、檢漏裝置組件等的基本結(jié)構(gòu)沿用成熟設(shè)計方案，創(chuàng)新性地減少了活塞組件、曲柄連桿機(jī)構(gòu)組件、曲軸等機(jī)械傳動部件，實現(xiàn)了整機(jī)模塊化設(shè)計，布局更為靈活，拆裝、維修更加便捷。

▲系統(tǒng)原理示意圖

液驅(qū)隔膜式壓縮機(jī)獨(dú)有優(yōu)勢

高安全性

所有電氣元件均滿足氫氣環(huán)境1區(qū)防爆等級（GB 3836和GB 50058），實現(xiàn)整機(jī)防爆認(rèn)證，滿足更高級別應(yīng)用要求。

在進(jìn)氣/排氣路、液壓路設(shè)置多個安全裝置，保證設(shè)備不超壓。

在設(shè)計階段，考慮設(shè)備異常狀況應(yīng)對，設(shè)置“防呆”方案?？捎行ьA(yù)警：膜片破裂、排氣溫度過高、油溫過高、油箱液位過低、振動加劇、火點監(jiān)測等。

承壓部件的全生產(chǎn)周期質(zhì)量把控及性能測試；安全閥及壓力儀表等核心部件在裝配前會接受嚴(yán)格的第三方機(jī)構(gòu)標(biāo)定校驗。

高可靠性

全行業(yè)唯一整機(jī)5000小時壽命試驗，在沒有更換損耗件的前提下實現(xiàn)了無故障運(yùn)行，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國內(nèi)外能源行業(yè)對設(shè)備的試驗要求。開發(fā)自有知識產(chǎn)權(quán)加速壽命試驗裝置，同時兼顧氫相容性測試；自主研發(fā)生產(chǎn)的膜片、氣閥壽命均通過加速試驗，單機(jī)試驗均超過10000小時。

2021年1-3月，產(chǎn)品于黑龍江省黑河市紅河谷試車場成功組織開展了極寒條件下為車企提供加氫服務(wù)的項目。在-35℃極端低溫條件應(yīng)用驗證，壓縮機(jī)運(yùn)行直充加氫，服務(wù)于現(xiàn)場參加路試的商用燃料電池車，驗證低壓進(jìn)氣工況，頻繁啟停工況，帶載啟停工況等多種工況，歷次加氫過程順利，整個加氫服務(wù)期間未出現(xiàn)任何故障。

▲液驅(qū)隔膜式壓縮機(jī)應(yīng)用場景

高靈活性

憑借模塊化設(shè)計方案，45MPa與90MPa產(chǎn)品整機(jī)零件的通用性高達(dá)90%以上，設(shè)備后期的運(yùn)維、保養(yǎng)成本低。更具有獨(dú)創(chuàng)性的優(yōu)勢是，只需要更換一個模塊組件，1個工作日內(nèi)即可方便地將45MPa產(chǎn)品升級為90MPa產(chǎn)品，還可容易地在45MPa、90MPa產(chǎn)品間按需切換，實現(xiàn)“一機(jī)兩用”，屬業(yè)界僅有。

高保障性

羿弓氫能隔膜式壓縮機(jī)產(chǎn)品亦可選配搭載“數(shù)字孿生運(yùn)維平臺”遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)，基于壓縮機(jī)數(shù)字模型、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)的數(shù)字孿生技術(shù)，結(jié)合壓縮機(jī)故障模式進(jìn)行在線診斷和預(yù)警?？煞奖銓崿F(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控及運(yùn)維，幫助業(yè)主實現(xiàn)對各個站點壓縮機(jī)設(shè)備的統(tǒng)籌管理，大大提高壓縮機(jī)安全性。

液驅(qū)隔膜式壓縮機(jī)應(yīng)用場景

制氫：煤制氫/天然氣重整/甲醇裂解/電解水/生物質(zhì)氣化/太陽能熱化學(xué)

儲氫：壓縮儲氫/地下儲氫/金屬氫化物/液化儲氫/有機(jī)液體儲氫

輸氫：氣氫拖車/液氫罐車/氣氫管道

用氫：氫能交通/氫儲能/熱電聯(lián)供/應(yīng)急電源/軍用/化工等