摘要：针对某型车载氢燃料电池的空气供应系统需求，开展高速离心式空压机气动设计，包括一维设计与三维数值计算分析，并探讨压气机内部流场情况，该压气机设计满足车载氢燃料电池电堆压缩空气要求的压比、流量以及效率，获得了高效的空压机气动设计结果。

关键词：燃料电池;离心压气机;气动设计;数值分析

0    引言

当前，汽车工业的发展受到全球能源与环境限制，需要加快节能减排的步伐，利用氢能的新能源汽车成为目前的主要发展方向[1-2]。美国盖瑞特空压机已成功应用于日本本田的氢燃料电池车，瑞典Opcon公司的双螺杆空压机为加拿大巴拉德燃料电池厂供货，丰田自动织机为Mirai燃料电池车提供了四叶罗茨式空压机[3-4]。国内在氢燃料电池汽车方面的研究起步较晚，相关关键部件的配套还处于研究阶段，严重影响了氢燃料电池汽车产业的发展[5-6]。

目前，国内有关氢燃料电池专用空压机的研究还集中于高校。同济大学研发的用于65 kW燃料电池系统的高速电机驱动离心空压机，在国内首次实现了离心式空压机在80 000 r/min下的稳定运行[6];浙江大学开发了一款离心式空压机，压比为1.6，流量为165 g/s[7];北京科技大学研发了一种水润滑电动离心式空压机，整体效率接近70%[8]。

针对某型号车载氢燃料电池开展流量100 g/s、压比2.5的车用离心式空压机气动设计，聚焦国家氢能发展战略，对推动我国氢燃料电池汽车产业的发展具有重要意义。

1    总体设计

本文选择空压机设计转速为90 000 r/min，采用两级串联形式。……