1.本技术涉及一种用于循环泵的定位件、一种循环泵和一种燃料电池系统。
背景技术：2.车辆是生活中常用的代步工具。随着地球环境的日益恶化，对车辆的环保的要求日益提高。在开始时，各国通过制定逐渐严苛的排放法规来提高车辆的环保度。但传统的汽油和柴油车的排放改善程度有着其上限，所以现在越来越多地发展更环保的新能源车辆。
3.新能源车辆中的代表有基于燃料电池的车辆。与基于蓄电池的电动车辆相比，燃料电池车辆一方面能更加便捷地补充燃料，另一方面其电堆反应产物大部分为水，由此十分环保。
4.当前的燃料电池大多是氢燃料电池。在燃料电池的电堆中，通入的氢气并不能完全消耗掉，而是会有部分以废气的形式排出。为了提高效率，这部分氢气通常会通过循环泵被再次泵入到燃料电池系统的电堆中。
5.为了泵送气体，循环泵可包括叶轮。叶轮在循环泵的壳体内装于输出轴的一端。为了确保泵送气体的高效率，需要精确地控制叶轮与循坏泵的壳体的与叶轮对置的部分的距离。为此，循环泵具有定位件。
6.为了精确设定叶轮与壳体之间的距离，定位件通常由硬的不锈钢制成。而叶轮则是由较软的铝合金制成，以便能成型出复杂的形状。传统的定位件是套筒形的。套筒形的定位件与叶轮的接触面较小，在装配时，叶轮的接触应力较大并且可能会发生塑性变形。此外，定位件容易与叶轮发出相对滑动，并由此在叶轮转动时产生磨损。
技术实现要素：7.本技术的目的在于提供一种用于循环泵的定位件，使得能增大定位件与叶轮之间的接触面，从而一方面减小在装配时叶轮的接触应力并从而减小或避免叶轮的塑性变形，另一方面，基于增大的接触面增大了定位件与叶轮之间的摩擦，减少或避免了定位件与叶轮之间的相对滑动，从而降低叶轮的磨损，延长了循环泵的使用寿命。
8.根据本技术的第一方面，提供了一种用于循环泵的定位件。所述循环泵用于燃料电池系统。所述定位件包括：
9.基体；以及
10.从基体的一端径向向外延伸的外凸部分；
11.其中，所述定位件被构造成适于至少使所述外凸部分与所述循环泵的叶轮接触而限定所述叶轮的安装位置。
12.根据本技术的一个可选实施例，所述定位件被构造为一体成型的定位件。
13.根据本技术的一个可选实施例，所述基体被构造成适于与所述叶轮接触而限定所述叶轮的安装位置。
14.根据本技术的一个可选实施例，所述基体具有用于装配到所述循环泵的驱动轴上
的装配孔。
15.根据本技术的一个可选实施例，所述外凸部分的与所述叶轮接触的接触面与所述基体的与所述叶轮接触的接触面是连贯的。
16.根据本技术的一个可选实施例，所述外凸部分关于所述基体的轴线旋转对称。
17.根据本技术的一个可选实施例，所述外凸部分在所述基体的面向所述叶轮的一端设于所述基体上并形成所述基体的凸缘。
18.根据本技术的一个可选实施例，所述凸缘和所述基体之间以圆角或斜角过渡，或，所述凸缘和所述基体之间的过渡部具有去应力槽。
19.根据本技术的一个可选实施例，所述基体被构造为空心圆柱形。
20.根据本技术的一个可选实施例，所述外凸部分被构造为环形。在此，环形尤其是理解为正圆环形。
21.根据本技术的第二方面，提供了一种循环泵，所述循环泵用于将燃料电池系统的电堆中未消耗的燃料重新输入到所述电堆中，所述循环泵包括叶轮和前述的定位件。
22.根据本技术的一个可选实施例，所述循环泵是氢循环泵。
23.根据本技术的一个可选实施例，所述循环泵包括：
24.壳体；
25.输出轴，所述输出轴用于驱动所述叶轮；
26.螺母，所述螺母用于将所述叶轮锁紧在所述输出轴上；
27.轴承，所述轴承用于支承所述输出轴。
28.根据本技术的一个可选实施例，所述定位件设置于所述叶轮与所述轴承之间。
29.根据本技术的第三方面，提供了一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括前述的循环泵。
30.本技术的积极效果在于：能增大定位件与叶轮之间的接触面，从而一方面减小在装配时叶轮的接触应力并从而减小或避免叶轮的塑性变形，另一方面，基于增大的接触面增大了定位件与叶轮之间的摩擦，减少或避免了定位件与叶轮之间的相对滑动，从而降低叶轮的磨损，延长了循环泵的使用寿命。
附图说明
31.下面，通过参看附图更详细地描述本技术，可以更好地理解本技术的原理、特点和优点。附图包括：
32.图1以剖视图示意性示出了本技术的循环泵的主要组成部分的一个示例。
33.图2以立体图示意性示出了图1的循环泵的定位件。
34.图3以示意图示出了图2的定位件的剖视图，其中，省去了剖面线并且以虚线将定位件划分成基体和外凸部分。
35.图4以与图3类似的方式示出了定位件的另一个示例。
36.图5以与图3和4类似的方式示意性示出了具有去应力槽的定位件的一个示例。
37.图6示意性示出了定位件的另外三种实施方式的俯视图。
具体实施方式
38.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，而不是用于限定本技术的保护范围。
39.图1以剖视图示意性示出了本技术的循环泵的主要组成部分的一个示例。该循环泵属于燃料电池系统。燃料电池系统还包括用于发生电化学反应的电堆。在电堆中，燃料、尤其是氢气(或与氢气不同的其他燃料、尤其是气体燃料)与空气中的氧气发生电化学反应并产生电能。但通入电堆的燃料并不能完全反应，而是会部分地以废气形式排出电堆。为了提高效率，使用循环泵将电堆中未消耗的燃料重新输入到所述电堆中。循环泵例如是阳极循环泵、尤其是氢循环泵。除了电堆和循环泵之外，燃料电池系统例如还可包括燃料电池控制单元、传感器、空压机、增湿器、高压储气瓶等。
40.参见图1，所述循环泵包括叶轮2，所述叶轮2用于泵送燃料、尤其是氢气。所述循环泵还可包括壳体3，所述循环泵的其他构件、例如叶轮2 布置在所述壳体3中。在此仅以直线示意性示出了壳体3的面向叶轮2的一部分。为了确保循环泵的高效工作，必须精确地设定所述叶轮2和所述循环泵的壳体3的与所述叶轮2对置的部分之间的间隙的宽度。为此设有定位件1。
41.在本技术中，如图1所示，所述定位件1包括：
42.基体11；以及
43.从基体11的一端径向向外延伸的外凸部分12；
44.其中，所述定位件被构造成适于至少使所述外凸部分12与所述循环泵的叶轮2接触而限定所述叶轮2的安装位置。
45.由于叶轮2通常是铝合金制成的，而定位件1是不锈钢制成的，所以叶轮2在装配和运行中在与定位件1的接触区域可能会发生塑性变形和磨损。与现有技术相比，在本技术中，通过外凸部分12，使得能提供以下可能性：定位件1以更大的接触面接触叶轮2，从而一方面降低定位件1和叶轮2之间的接触应力并防止或者说降低叶轮2的塑性变形，而另一方面使得增大定位件1与叶轮2之间的摩擦，并减少定位件1和叶轮2之间的相对滑动，由此降低运行中的磨损并提高循环泵的使用寿命。此外，通过外凸部分12，还可使得并不构造很粗的套筒形的定位件1，从而节省了材料。
46.如图1所示，所述循环泵还可包括：
47.输出轴4，所述输出轴4用于驱动所述叶轮2；
48.螺母5，所述螺母5用于将所述叶轮2锁紧在所述输出轴4上；
49.轴承6，所述轴承6用于支承所述输出轴4。
50.在所述输出轴4上例如还可设有从动齿轮。所述从动齿轮例如由驱动马达的马达轴上的驱动齿轮驱动。可设想，所述驱动马达集成于所述循环泵或是独立于所述循环泵的外部驱动马达。其他的驱动方式也是可能的。例如可设想所述输出轴4直接构造为转子轴，而循环泵还包括包围转子轴的定子。本领域技术人员可设想适宜的用于驱动所述输出轴4的任意其他方式，在此不一一列举。
51.根据本技术的一种示例性实施例，如图1所示，所述定位件1设置于所述叶轮2与所述轴承6之间。但也可设想，定位件1设置于叶轮2和与轴承6不同的其他构件之间。
52.图2以立体图示意性示出了图1的循环泵的定位件1。根据本技术的一种示例性实施例，如图2所示，所述定位件1被构造为一体成型的定位件1。通过定位件1的一体成型，可简化定位件1的制造和装配并良好地确保装配后的精度。但也可设想，基体11和外凸部分12相互独立制造并且之后再彼此固定。
53.图3以示意图示出了图1和2的定位件1的剖视图，其中，以虚线将定位件1划分成基体11和外凸部分12，并且为了清楚而省去了剖面线。
54.根据本技术的一种示例性实施例，如图1至3所示，所述基体11具有用于装配到所述循环泵的驱动轴4上的装配孔111。定位件1的装配孔111 可设计成，使得定位件1可例如以过渡配合或间隙配合的形式套到输出轴4 上以及从输出轴4取下，由此在定位件1的轴向长度不合适的情况下，可以将定位件1取下来加工到合适的轴向长度。在装上定位件1之后，叶轮2 例如以热装配的形式挨着定位件1装到输出轴4上并且在叶轮2冷却之后叶轮2与输出轴4过盈配合。最后用螺母5将叶轮2在轴向上锁紧。
55.根据本技术的一种示例性实施例，如图1至3所示，所述外凸部分12 的与所述叶轮2接触的接触面与所述基体11的与所述叶轮2接触的接触面是连贯的。但也可能的是，外凸部分12的接触面与基体11的接触面至少在局部相互间隔开。
56.根据本技术的一种示例性实施例，如图1至3所示，所述基体11被构造成适于与所述叶轮2接触而限定所述叶轮2的安装位置。由此，外凸部分12附加于基体11地与叶轮2接触。但也可设想基体11并不与叶轮2接触，而仅外凸部分12与叶轮2接触。由于外凸部分12处于基体11径向外部，所以仅外凸部分12就能容易地获得定位件1与叶轮2的更大的接触面。图4以与图3类似的方式示出了定位件1的另一个示例。从图4可认识到，基体11也可以并不与叶轮2接触，但外凸部分12基于处于基体11的径向外部而很容易地获得与叶轮2的更大的接触面积。
57.根据本技术的一种示例性实施例，如图1至4所示，所述外凸部分12 在所述基体11的面向所述叶轮2的一端设于所述基体11上并形成所述基体11的凸缘120。
58.根据本技术的一种示例性实施例，所述凸缘120和所述基体11之间以圆角或斜角过渡，或，所述凸缘120和所述基体11之间的过渡部具有去应力槽121。图5以与图3和4类似的方式示意性示出了具有去应力槽121 的定位件1的一个示例。
59.根据本技术的一种示例性实施例，如图1至5所示，所述基体11被构造为空心圆柱形。由此能方便地成型基体11并且基体11可装于驱动轴4 的圆柱形区段上。
60.根据本技术的一种示例性实施例，如图2所示，所述外凸部分12被构造为环形。但外凸部分12也可以不是环形。
61.根据本技术的一种示例性实施例，所述外凸部分12关于所述基体11 的轴线旋转对称。由于定位件1随着叶轮2旋转，通过将外凸部分12设置为旋转对称，可以获得更好的旋转表现。对此，除了环形之外，图6示意性示出了定位件1的另外三种实施方式的俯视图。同样以虚线划分外凸部分12和基体11。可看到，外凸部分12的外轮廓例如可构造为正方形、带倒角的长方形或椭圆形等。本领域技术人员也可设想其他适宜的变型。
62.尽管这里详细描述了本技术的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本技术的范围构成限制。在不脱离本技术精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。
63.附图标记列表
[0064]1ꢀꢀꢀꢀ
定位件
[0065]
11
ꢀꢀꢀ
基体
[0066]
111
ꢀꢀ
装配孔
[0067]
12
ꢀꢀꢀ
外凸部分
[0068]
120
ꢀꢀ
凸缘
[0069]
121
ꢀꢀ
去应力槽
[0070]2ꢀꢀꢀ
叶轮
[0071]3ꢀꢀꢀ
壳体
[0072]4ꢀꢀꢀ
输出轴
[0073]5ꢀꢀꢀ
螺母
[0074]6ꢀꢀꢀ
轴承。
技术特征：1.一种用于循环泵的定位件，所述循环泵用于燃料电池系统，其特征在于，所述定位件(1)包括：基体(11)；以及从基体(11)的一端径向向外延伸的外凸部分(12)；其中，所述定位件被构造成适于至少使所述外凸部分(12)与所述循环泵的叶轮(2)接触而限定所述叶轮(2)的安装位置。2.根据权利要求1所述的用于循环泵的定位件，其特征在于，所述定位件(1)包括以下特征中的至少一项：所述定位件(1)被构造为一体成型的定位件(1)；所述基体(11)被构造成适于与所述叶轮(2)接触而限定所述叶轮(2)的安装位置；所述基体(11)具有用于装配到所述循环泵的输出轴(4)上的装配孔(111)；所述外凸部分(12)的与所述叶轮(2)接触的接触面与所述基体(11)的与所述叶轮(2)接触的接触面是连贯的；所述外凸部分(12)关于所述基体(11)的轴线旋转对称。3.根据权利要求1或2所述的用于循环泵的定位件，其特征在于，所述外凸部分(12)在所述基体(11)的面向所述叶轮(2)的一端设于所述基体(11)上并形成所述基体(11)的凸缘(120)。4.根据权利要求3所述的用于循环泵的定位件，其特征在于，所述凸缘(120)和所述基体(11)之间以圆角或斜角过渡，或，所述凸缘(120)和所述基体(11)之间的过渡部具有去应力槽(121)。5.根据权利要求1或2所述的用于循环泵的定位件，其特征在于，所述定位件(1)包括以下特征中的至少一项：所述基体(11)被构造为空心圆柱形；所述外凸部分(12)被构造为环形。6.一种循环泵，其特征在于，所述循环泵用于将燃料电池系统的电堆中未消耗的燃料重新输入到所述电堆中，所述循环泵包括叶轮(2)和根据权利要求1至5中任一项所述的定位件(1)。7.根据权利要求6所述的循环泵，其特征在于，所述循环泵是氢循环泵。8.根据权利要求6或7所述的循环泵，其特征在于，所述循环泵包括：壳体(3)；输出轴(4)，所述输出轴(4)用于驱动所述叶轮(2)；螺母(5)，所述螺母(5)用于将所述叶轮(2)锁紧在所述输出轴(4)上；轴承(6)，所述轴承(6)用于支承所述输出轴(4)。9.根据权利要求8所述的循环泵，其特征在于，所述定位件(1)设置于所述叶轮(2)与所述轴承(6)之间。10.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括电堆和根据权利要求6至9中任一项所述的循环泵。
技术总结本申请涉及一种用于循环泵的定位件，其特征在于，所述定位件包括：基体；以及从基体的一端径向向外延伸的外凸部分；其中，所述定位件被构造成适于至少使所述外凸部分与所述循环泵的叶轮接触而限定所述叶轮的安装位置。本申请还涉及相应的循环泵和燃料电池系统。本申请的优点在于：能增大定位件与叶轮之间的接触面，从而一方面减小在装配时叶轮的接触应力并从而减小或避免叶轮的塑性变形，另一方面，基于增大的接触面增大了定位件与叶轮之间的摩擦，减少或避免了定位件与叶轮之间的相对滑动，从而降低叶轮的磨损，延长了循环泵的使用寿命。寿命。寿命。
技术研发人员：孟祥斌 谢奕 陈祎博 钱雪凌 赵猛
受保护的技术使用者：罗伯特
技术研发日：2022.08.23
技术公布日：2022/12/2
