站用氫氣壓縮機應用場景

加氫站三大核心設備為氫氣壓縮機、儲氫系統和氫氣加注機。

氫氣壓縮機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類型

傳統隔膜式壓縮機

組成：電機、皮帶輪、曲軸箱、曲柄連桿機構、活塞、油側膜頭、膜片、氣側膜頭等組成；

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，容易實現低進氣、高排氣；等溫壓縮結合一體化冷，排氣溫度低；

液驅式壓縮機

組成：電機、液壓泵、電磁換向閥、活塞缸、潤滑油系統、冷卻器等組成；

特點：結構原理簡單，多級串、并聯壓縮，布局靈活；

優點：結構緊湊；操作簡單；控制簡單；綜合成本較低；

離子式壓縮機

組成：電機、控制器、活塞缸、離子液等組成；

特點：“液體活塞”，多級串聯壓縮，離子液、控制器開發難度高，價格高，穩定性一般；防爆等級不滿足國標；

優點：原理簡單；成本降低；壽命較長；相比傳統活塞式壓縮機能耗可降低約20%；效率高達65%；

新型液驅隔膜式壓縮機

上海羿弓氫能科技有限公司（以下簡稱“羿弓氫能”）全球首創“液驅+隔膜”技術方案，針對加氫站“頻繁啟停、冷態開車、帶載啟停”的特殊工況，專門設計研制一款新型加氫站用氫氣壓縮機。目前已上市應用45MPa、90MPa二個系列、多種型號產品。

結構原理：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液壓換向，驅使膜片進行氣體壓縮。

特點：液壓泵直驅+高頻換向閥代替傳統的曲柄連桿+活塞、皮帶傳動，整機模塊化，適應變工況、頻繁啟停。

優點：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，容易實現低進氣、高排氣；等溫壓縮結合一體化冷，排氣溫度低；

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

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

顛覆傳統：液驅隔膜式壓縮機

羿弓氫能液驅隔膜式氫氣壓縮機采用單級、雙膜頭壓縮方案，掌握整機及關鍵部件的核心技術。整機關鍵部件（如柱塞泵、氣閥、膜片、換向閥、溢流閥等），均為自主設計研發，壓縮機本體部分獨立成撬，便于設備的運輸、安裝及維護。

整機方案“為氫能而生”，液驅方案可適應“頻繁啟停、冷態開車、帶載啟停”的加氫站特殊工況，通過驅動、增壓單元多級串并聯，實現超大排量、超大壓比需求。由于取消了曲軸連桿傳動機構，整機體積非常緊湊，僅為同類傳統隔膜式壓縮機的50%左右，應用場景非常廣泛。

▲撬裝尺寸2700X1800X2200

液驅隔膜式壓縮機采用“液壓泵驅動、旋轉換向閥換向”方案（以下簡稱“液壓泵驅動方案”），用液壓泵驅動液壓油代替了傳統的活塞、曲柄連桿驅動液壓油的方式。其氣路系統、膜頭組件、檢漏裝置組件等的基本結構沿用成熟設計方案，創新性地減少了活塞組件、曲柄連桿機構組件、曲軸等機械傳動部件，實現了整機模塊化設計，布局更為靈活，拆裝、維修更加便捷。

▲系統原理示意圖

液驅隔膜式壓縮機獨有優勢

高安全性

所有電氣元件均滿足氫氣環境1區防爆等級（GB 3836和GB 50058），實現整機防爆認證，滿足更高級別應用要求。

在進氣/排氣路、液壓路設置多個安全裝置，保證設備不超壓。

在設計階段，考慮設備異常狀況應對，設置“防呆”方案。可有效預警：膜片破裂、排氣溫度過高、油溫過高、油箱液位過低、振動加劇、火點監測等。

承壓部件的全生產周期質量把控及性能測試；安全閥及壓力儀表等核心部件在裝配前會接受嚴格的第三方機構標定校驗。

高可靠性

全行業唯一整機5000小時壽命試驗，在沒有更換損耗件的前提下實現了無故障運行，遠遠超過國內外能源行業對設備的試驗要求。開發自有知識產權加速壽命試驗裝置，同時兼顧氫相容性測試；自主研發生產的膜片、氣閥壽命均通過加速試驗，單機試驗均超過10000小時。

2021年1-3月，產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的項目。在-35℃極端低溫條件應用驗證，壓縮機運行直充加氫，服務于現場參加路試的商用燃料電池車，驗證低壓進氣工況，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，整個加氫服務期間未出現任何故障。

▲液驅隔膜式壓縮機應用場景

高靈活性

憑借模塊化設計方案，45MPa與90MPa產品整機零件的通用性高達90%以上，設備后期的運維、保養成本低。更具有獨創性的優勢是，只需要更換一個模塊組件，1個工作日內即可方便地將45MPa產品升級為90MPa產品，還可容易地在45MPa、90MPa產品間按需切換，實現“一機兩用”，屬業界僅有。

高保障性

羿弓氫能隔膜式壓縮機產品亦可選配搭載“數字孿生運維平臺”遠程運維系統，基于壓縮機數字模型、物聯網技術開發的數字孿生技術，結合壓縮機故障模式進行在線診斷和預警。可方便實現對設備的遠程狀態監控及運維，幫助業主實現對各個站點壓縮機設備的統籌管理，大大提高壓縮機安全性。

液驅隔膜式壓縮機應用場景

制氫：煤制氫/天然氣重整/甲醇裂解/電解水/生物質氣化/太陽能熱化學

儲氫：壓縮儲氫/地下儲氫/金屬氫化物/液化儲氫/有機液體儲氫

輸氫：氣氫拖車/液氫罐車/氣氫管道

用氫：氫能交通/氫儲能/熱電聯供/應急電源/軍用/化工等