壓縮機作為加氫站關鍵核心裝備，市場需求隨著建站熱潮而逐漸增加。吸引了產業鏈上下游的關注目光。在加氫站設計建設過程中，制定符合需要的工藝流程方案和選取合適的工藝設備，對加快加氫站建設進度、合理控制建設成本，能起到至關重要的作用。

目前國內加氫站主要采用的工藝流程是基于高壓氣態氫的儲運方式，主要以站外長管拖車供氫為主。站外長管拖車供氫的高壓氣態儲氫加氫站工藝流程，長管拖車將20MPa的壓縮氫氣從氫氣生產單位運送進固定站，通過加氫站內壓縮機將氫氣卸載至站內高壓儲氫罐，車輛加氫時，長管拖車或儲氫罐中輸出的氫氣，通過加氫機充裝到燃料電池汽車的車載儲氫瓶中。

目前國際上應用比較廣泛的車載儲氫瓶壓力等級主要有35MPa和70MPa兩種。加氫站的最高設計壓力等級也需要與其加注車輛車載儲氫的壓力等級相匹配，除了利用長管拖車作為20MPa移動儲氫設施外，35MPa氫燃料電池車的加氫站站內最高固定儲氫壓力一般為45MPa，70MPa氫燃料電池車的加氫站站內最高固定儲氫壓力一般為90MPa。

常見氫氣壓縮機中傳統隔膜式壓縮機、液驅式活塞壓縮機、離子式壓縮機、新型液驅隔膜式壓縮機的工作原理、組成、特點及優缺點。

01、傳統隔膜式壓縮機

工作原理

隔膜壓縮機是靠隔膜在氣缸中作往復運動來壓縮和輸送氣體的往復壓縮機。隔膜沿周邊由氣側膜頭和油側膜頭夾緊，隔膜由機械或液壓驅動在氣缸內往復運動，從而實現對氣體的壓縮和輸送。

為了更好的了解隔膜壓縮機的工作原理，下圖顯示了典型的壓縮機布置，包括電機，曲軸箱，液壓系統，膜頭。

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卻，排氣溫度低；

缺點

膜頭的穹形表面為特殊型面，加工比較困難；

難適用于頻繁啟停工況；

價格高于一般活塞式壓縮機；

膜片比較容易損壞，膜片安裝過程對工人經驗要求較高；

排氣量由于受到高的壓比和氣腔容積的限制而相對較小；

02、液驅式活塞壓縮機

工作原理

液驅式活塞壓縮機通過液壓油驅動活塞作往復運動，往復運動的活塞直接作用于氫氣，實現氫氣的壓縮和輸送。液壓油一般由液壓泵提供，并通過電磁換向閥控制液壓油流動方向，實現對活塞的往復作用。這種結構可以做成多列。

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；

缺點

密封性要求高，氫氣受污染可能性較大；

密封圈易損壞和老化，更換周期短，維修費用較高；

單級壓縮比較低；

活塞結構，噪聲較大；

03、離子壓縮機

工作原理

離子壓縮機的工作原理與液驅活塞式壓縮機類似。不同之處在于使用了一種具有特殊物理化學性質的液體（離子液）充注到氣缸中，并在液壓活塞驅動下進行氣體的壓縮。離子液幾乎不可壓縮，也不溶解和污染氫氣，還具有良好的潤滑和冷卻特性。離子液充注在氫氣和液壓活塞之間，解決了液壓活塞的氫氣密封問題和氫氣污染問題。

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；

沒有活塞壓縮機的活塞環和填料等易損件；

工作頻率高，占地小；

離子液保證了氫氣無污染；

提升壓縮效率，降低能耗；

缺點

由于成本較高，制造標準與國內不同，國內應用較少；

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，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，整機布局緊湊，體積僅為同類傳統隔膜式壓縮機的50%左右，應用場景非常廣泛。

工作原理：

利用液壓泵提供高壓液壓油，并通過高頻換向閥控制液壓油流動，使其直接驅動膜片往復運動，實現氫氣的壓縮和輸送。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。

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：

創新性的技術方案，關鍵部件全自主研發；

具有隔膜壓縮機的優點，無污染，確保了氫氣壓縮機過程的潔凈；

具有液驅壓縮機的優點，結構緊湊，占地小；

能適應頻繁啟停、冷態開車、帶載啟停的加氫站工況

模塊化設計，靈活升級切換；

缺點：

液壓泵和換向閥是液驅隔膜式壓縮機的關鍵核心零部件。液壓泵的負載特點是高頻脈動負載，液壓泵既能承受高壓，又能夠適應高頻脈動的特性，對液壓泵內部零件的疲勞壽命要求高。

換向閥既要滿足膜片動作的高頻率，又要減小流阻降低能量損失。

由于上述嚴苛的技術要求，液壓泵和換向閥的開發設計難度大，需要企業有強大的自主研發能力。

以上這幾種常見壓縮機的構型都在不同的場景得以應用，液驅隔膜式壓縮機，雖然問世時間短，由于其在性能、壽命、靈活性、可靠性、安全性、經濟性等方面的優越性，已經獲得了廣泛的關注與認可。其應用場景包括加氫站、綠電制氫、氫氣充裝、制加氫一體站等。

加氫站

綠電制氫

制加氫一體站

公司簡介

上海羿弓氫能科技有限公司專注于氫氣制備、儲運、加注、回收等環節氫氣壓縮機的研發、設計、生產與銷售，是氫氣壓縮機領域的創新領跑者。

公司研發人員占比50%以上，平均具有10余年研發經驗，學科齊全、理論扎實、經驗豐富，大多擁有碩士研究生學歷，畢業于清華大學、浙江大學、上海交通大學等國內一流高校。既有來自國內重點科研院所的技術專家，也有來自航空航天、核工業、重工機械、飛機制造等行業龍頭企業的中堅骨干。核心技術團隊成員參加過國家十二五、十三五重大項目研制，獲得多項省部級榮譽稱號，具備多學科融合創新能力。

羿弓氫能致力于自主研發、突破“卡脖子”技術，全球首創“液驅+隔膜”設計方案，擁有強大的自主創新能力、定制服務能力與精密加工能力，已申請49項知識產權。公司獨創的“液驅隔膜式”氫氣壓縮機，在壓縮過程中有效保證氣體絕對潔凈，單級壓縮即可實現大于10的壓縮比，適應“頻繁啟停、冷態開車、帶載啟停”的加氫站特殊工況。可通過驅動、增壓單元多級串并聯，實現超大排量需求；可通過多級增壓，實現超大壓比需求；組件更少，維修便利性高。現已上市加氫站用45MPa、90MPa壓縮機，管束車充裝用22MPa壓縮機等多款產品，與國內外同類產品相比，在安全性、可靠性、靈活性、經濟性等方面具有顯著優勢。