我所理解的氢燃料电池(第十章：系统-空气子系统2)
根据上文对燃料电池所用空压机的特性所述，目前燃料电池系统应用的空压机主要有4种类型：
1）螺杆式压缩机
优点：零部件少、性能可靠、效率高、工作区间范围较宽、可靠性高；能够提供较大范围的压缩比，压缩比高，并且在较大的流量范围内有较高的效率；
缺点：属于机械式增压，转子特性决定了转速不能过高，同时运行过程中噪声偏大，重量偏重，且造价也较高；需要润滑因而必须保证润滑油不会渗漏到输出的空气中；由于其排气温度较高，出于降温、润滑、密封的需要，往往需要在入口喷水，减小噪声和喷水会增加系统的成本和复杂性。
2）罗茨式压缩机
优点：属容积旋转式，转子互不接触，它们之间靠严密控制的间隙实现密封，故排出的气体不受润滑油污染；输送时介质不含油，结构简单、维修方便、使用寿命长、整机振动小；运行时当压力在允许范围内变化时流量变动甚微，压力的选择范围很宽，具有强制输气的特点
缺点：由于周期性的吸、排气和瞬时等容压缩造成气流速度和压力的脉动，因而会产生较大的气体动力噪声；转子之间和转子与气缸之间的间隙会造成气体泄漏，从而使效率降低。
3）涡旋式压缩机
优点：涡旋式空压机结构简单、体积小、重量轻；运动部件受力变化小、运转平稳、振动小、噪声低；容积效率、绝热效率、机械效率高等。
缺点：结构上涡旋空压机同时存在着由外到内的多对工作腔，无法做到对工作腔实行外冷却，容易产生排气温度过高的问题，从而影响空压机的性能；涡旋空压机动、静涡旋盘的间隙精度要求非常高，加工难度很大；大排量设计比较困难，设计流量大时会导致涡旋盘直径较大，机器重量大为增加，同时惯性力的增大会引起摩擦和增加磨损，使得涡旋空压机稳定性降低，振动和噪声也大幅上升。
4）离心式压缩机
优点：离心空压机工作时气体的流过是连续的，且其流通截面大，叶轮转速高，故气流速度很高，因而能够达到很大的流量；转子的质量较小，转动惯量小，且仅做旋转运动，可以达到很高的转速；结构紧凑，维护简便。
缺点：高效率工作区比较狭窄，在定压比下等效率线靠得非常近；空压机存在喘振区间，在喘振线左侧空压机将变得不稳定，故在低流量区工作时效率较低且不稳定，影响到压缩机的寿命甚至对电堆造成破坏；离心空气压缩机需要通过提高转速来满足输出流量和压比的要求，转速有时会超过每分钟10 万转，因而轴承的润滑成为关键技术，关键是要避免润滑油进入到压缩空气中，目前较为主流的技术是采用空气轴承技术，从而规避润滑油的问题。
对各个类型空压机的特点相互对比之后，由于离心式空压机相比其它类型的压缩机具有重量轻、转速高的优势，同时压力比也能够满足燃料电池的工作压力，因此目前车用燃料电池系统的空压机主流是采用离心式空压机，如图所示(百度)。
燃料电池系统的空压机需要通过高压供电，对于燃料电池系统本身来说，空压机的功率在额定工况下一般占系统输出功率的10%-20%，严重地影响系统的工作效率。燃料电池电堆的空气出口排出的空气还有一定的内能和压力能，可以使用涡轮增压器或膨胀机回收其中的能量，从而提供系统的输出效率。
涡轮增压器回收尾气压力能的方式主要有两种：一种是将涡轮与空压机电机的轴直接连接，用来减小驱动空压机电机的电功率；另一种是对空气进行预增压，预增压后的气体再通入空压机，同样可以降低空压机的功耗，从而提高系统整体效率。
但是涡轮增压器也有缺点，在低速或发动机转速较低时，废气能量不足，涡轮增压器无法迅速启动，导致动力输出存在延迟；涡轮不工作时，会对进气系统产生一定阻力。
膨胀机也可以用来回收尾气压力能。膨胀机和空压机的耦合方式主要有共轴式、齿轮连接式等，在燃料电池的工作流量、压力范围内，共轴式耦合方式因其结构简单、机械效率高、设备尺寸小等优点，是目前主要耦合方式。
但是膨胀机同样有缺点，由于进入膨胀机的气体会膨胀，会导致气体凝结或结冰，产生“液击”现象，损伤叶片，导致膨胀剂故障或低寿命。
虽然涡轮增压器和膨胀机都可以提高燃料电池系统的效率，但是二者在原理上还是有区别的，这里需要稍微了解一下：涡轮增压器中，尾气进入涡轮中，直接驱动压缩机；膨胀机中，尾气进入后膨胀，对叶轮做工。
由空压机的工作方式可知，空压机对气体做工，导致气体内能增加，温度升高；空压机的运动部件因为高速摩擦产生热量，同样会导致温度升高。目前车用空压机一般采用水冷的冷却方式，这里需要注意的一点是空压机的冷却水一般是采用电堆冷却系统的水，这就要求了空压机冷却水的温度要不低于电堆冷却水入口的温度，否则需要独立的冷却回路，导致系统的复杂性。
