1.本技术涉及燃料电池技术领域，具体的，涉及一种氢气循环泵。
背景技术：
2.氢循环系统是质子交换膜燃料电池中最重要的子系统之一。氢瓶中的氢气经过减压阀之后进入电堆阳极，并与阴极中的氧气反应生成水，同时产生电能。然而进入阳极中的氢气并不能完全反应，未完全反应的氢气经过分水器后，通过氢循环泵（以下简称氢泵）提高压力，再次进入电堆中发生反应。氢循环系统不但能提高氢气的利用率，同时还能改善电堆内的水平衡，避免发生水淹，提高电堆工作效率和寿命。
3.常见的氢气循环泵是罗茨泵，永磁电机转子通过齿轮传动带动主副转子以特定的方向旋转，转子会与壳体之间形成输气容积。转子不断旋转将输气容积内的气体从进气入口输送至排气出口，以达到压缩氢气的目的。因此，电机转子必须以设计的转向进行旋转，否则无法实现目标流量和压升，甚至引起油封和转子损坏。
4.实际应用过程中氢泵转子反转却屡屡发生，比如设计环节氢泵与控制器对于电机旋向与相序定义不同，生产制造环节电机绕线接线错误，控制器生产过程中三相接线错误，三相线束制造错误，控制器软件相序设置错误等等。反转发生时往往难以判断，常见的方法是比较测量性能与设计map差异，需要氢泵运行一段时间并采集测试数据。或者去探测氢泵进口和出口的气流流向，但这个在转速低时不明显，需要较高转速才能判断，同样会影响氢泵寿命。
5.中国专利cn112012914b公开了一种电机防反转的检测方法，其利用电磁感应效应，在电机的转子上连接线圈，通过检测线圈上的电流方向和电流大小推测电机的旋转方向。然而，该技术方案由于线圈设置在电机转子上，为了保证不影响电机转动，需要额外设置电刷，结构相对复杂，可靠性差。
技术实现要素：
6.为了解决上述技术问题，本技术提供一种氢气循环泵，通过在氢气循环泵的定子和转子之间设置闭合线圈，利用电流检测装置检测闭合线圈上的电流，能够准确检测电机的正反转情况，闭合线圈设置在电子和转子之间，线圈的闭合不受转子转动的影响，结构简单，结构可靠性高。
7.本技术通过以下方案实现：本技术提供一种氢气循环泵，包括电机和电流检测装置，所述电机具有永磁电机转子和设置于所述永磁电机转子外侧的定子，所述定子上或所述永磁电机转子与所述定子之间设置有闭合线圈，所述电流检测装置能够根据所述闭合线圈内的电流方向指示所述电机的正反转情况。本技术通过在氢气循环泵的永磁电机转子和定子之间或定子上设置闭合线圈，永磁电机转子转动过程中磁场会发生变化，闭合线圈内由于电磁感应效应会产生电流，电机的转动方向不同，闭合线圈内的电流方向不同，闭合线圈内的电流方向能够直接反应电机的转动方向，利用电流检测装置检测闭合线圈内的电流
方向即可检测电机的转动方向；同时，由于闭合线圈设置在定子上或定子和转子之间，电机的转子转动过程中并不会对闭合线圈产生影响，结构可靠性高。
8.作为优选，所述电流检测装置为发光二极管，所述发光二极管串联在所述闭合线圈上。通过在闭合线圈上设置发光二极管，电机的转动方向决定了闭合线圈内的电流方向，可以通过发光二极管的发光状态判断电机的正反转情况。例如，当电机正传时闭合线圈内的电流方向与发光二极管的导通方向相同时，发光二极管不发光时表示电机发生反转；当电机反转时闭合线圈内的电流方向与发光二极管的导通方向相同时，发光二极管发光时代表电机发生反转。
9.作为优选，所述发光二极管外露于所述氢气循环泵的外壳上。将发光二极管设置在氢气循环泵的外壳上，使用者观察发光二极管的发光情况可以直观的判断电机的正反转情况，方便使用者在电机发生反转时及时关闭电机，避免电机反转带来的不良影响。
10.作为优选，所述电流检测装置包括二极管和电流检测器，所述二极管串联在所述闭合线圈上，所述电流检测器能够根据所述闭合线圈内的电流有无指示所述电机的正反转情况。在闭合线圈上设置二极管，由于二极管具有单向导通的特性，利用电流检测器检测闭合线圈上的电流有无即可得知电机是否发生反转。例如，当电机正转时闭合线圈内的电流方向与二极管的导通方向相同时，电流检测器检测到闭合线圈内无电流意味着电机反转；当电机正转时闭合线圈内的电流方向与二极管的导通方向相反时，电流检测器检测到闭合线圈内有有电流意味着电机发生反转。
11.作为优选，所述电流检测装置包括二极管和报警器，所述报警器和所述二极管串联在所述闭合线圈上，所述报警器在所述电机发生反转时发出报警信号。在闭合线圈上设置二极管和报警器，当电机发生反转时，报警器发出报警信号，及时提醒使用者关闭氢气循环泵，避免电机反转造成的不良影响。
12.作为优选，所述报警器为声光报警器。报警器优选为声光报警器，当电机发生反转时，声光报警器发出声光信号报警，提醒用户电机发生反转，用户能够及时关断氢气循环泵，提升使用安全性。
13.作为优选，还包括控制器，所述控制器被配置为在所述氢气循环泵满足启动条件后控制所述电流检测装置检测所述电机的正反转情况。氢气循环泵还设置有控制器，当满足氢气循环泵的启动条件后，控制器控制电流检测装置根据闭合线圈内的电流情况检测电机的正反转情况，在氢气循环泵正式工作前检测电机的正反转情况，避免电机正式运转后由于电机反转导致的不良影响。
14.作为优选，所述控制器被配置为在所述氢气循环泵满足启动条件后控制所述氢气循环泵以低速转动并控制所述电流检测装置检测所述电机的正反转情况。在氢气循环泵满足启动条件后，控制器控制电机低速转动，并控制电流检测检测装置检测电机的正反转情况，由于电磁感应效应较为灵敏，电机低速转动即可在闭合线圈内产生电流，在氢气循环泵正式工作前控制电机低速转动进行自检，能够避免氢气循环泵正式工作后由于电机反转带来的不良影响。
15.作为优选，所述控制器被配置为当所述氢气循环泵发生反转时控制所述氢气循环泵关闭。控制器进一步被配置为当氢气循环泵发生反转时控制氢气循环泵关闭，控制器能够在氢气循环泵发生反转时自动控制其关闭，避免由于操作者疏忽导致的安全事故。
16.作为优选，所述电机还包括副转子，所述永磁电机转子和副转子均为“8字形”且彼此相互垂直。
17.与现有技术相比，本技术至少具有如下技术效果：本技术通过在氢气循环泵的永磁电机转子和定子之间或定子上设置闭合线圈，永磁电机转子转动过程中磁场会发生变化，闭合线圈内由于电磁感应效应会产生电流，电机的转动方向不同，闭合线圈内的电流方向不同，闭合线圈内的电流方向能够直接反应电机的转动方向，利用电流检测装置检测闭合线圈内的电流方向即可检测电机的转动方向；同时，由于闭合线圈设置在定子上或定子和转子之间，电机的转子转动过程中并不会对闭合线圈产生影响，结构可靠性高。
附图说明
18.图1是本技术实施例一的电机正转结构示意简图；
19.图2是本技术实施例一的电机正转进气方向示意图；
20.图3是本技术实施例一的电机反转结构示意简图；
21.图4是本技术实施例一的电机反转进气方向示意图；
22.图中所标注的各个部件的名称如下：1、定子；2、永磁电机转子；3、副转子；4、主动齿；5、从动齿；6、闭合线圈。
具体实施方式
23.为了更清楚的阐释本技术的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
24.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
25.另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。而对于“上游”、“下游”等位置关系，是基于流体正常流动时位置关系。
26.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以
是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
29.实施例一。
30.本实施例的氢气循环泵为罗茨泵，包括电机，电机具有壳体，壳体内设置有定子1和转子，转子包括永磁电机转子2和副转子3，定子1设置在永磁电机转子2的外侧，还设置有一对传动比为1的主动齿4和从动齿5，其中，主动齿4与永磁电机转子2连接，从动齿5与副转子3连接，永磁电机转子2和副转子3均为8字形转子，彼此之间相互垂直设置，永磁电机转子2转动过程中通过主动齿4和从动齿5之间的配合带动副转子3转动，转子会与壳体之间形成输气容积。转子不断旋转将输气容积内的气体从进气入口输送至排气出口，以达到压缩氢气的目的。
31.为了检测氢气循环泵的正反转情况，本实施例的氢气循环泵还设置有闭合线圈6和电流检测装置，其中，闭合线圈6设置在永磁电机转子2上或永磁电机转子2和定子1之间，电流检测能够根据闭合线圈6内的电流方向指示电机的正反转情况。这是由于永磁电机转子2转动的过程中会发生磁场的变化，由于电磁感应效应，磁场的变化能够在闭合线圈6内产生电流，电流的方向与永磁电机转子2的转动方向相关，永磁电机的转动方向不同闭合线圈6内的电流方向也不同，因此能够通过判断闭合线圈6内的电流方向判断永磁电机转子2的转动方向也即电机的正反转情况。另外，由于闭合线圈6设置在定子1上或定子1和永磁电机转子2之间，永磁电机转子2转动过程中并不会对闭合线圈6产生影响，结构可靠性高。
32.如图1-2所示，电机（永磁电机转子2）正转时，闭合线圈6内产生逆时针的感应电流，氢气循环泵内的气体流向为由下至上。如图3-4所示，电机（永磁电机转子2）反转时，闭合线圈6内产生顺时针的感应电流，氢气循环泵内的气体流向为由上至下。
33.在本实施例中，电流检测装置为发光二极管，发光二极管串联在闭合线圈6上，发光二极管外露于电机的外壳上。通过在闭合线圈6上设置发光二极管，电机的转动方向决定了闭合线圈6内的电流方向，可以通过发光二极管的发光状态判断电机的正反转情况。例如，当电机正传时闭合线圈6内的电流方向与发光二极管的导通方向相同时，发光二极管不发光时表示电机发生反转；当电机反转时闭合线圈6内的电流方向与发光二极管的导通方向相同时，发光二极管发光时代表电机发生反转。同时，发光二极管设置在氢气循环泵的外壳上，使用者观察发光二极管的发光情况可以直观的判断电机的正反转情况，方便使用者在电机发生反转时及时关闭电机，避免电机反转带来的不良影响。
34.实施例二。
35.本实施例提供另一种电流检测装置。
36.在本实施例中，电流检测装置为二极管和电流检测器，其中，二极管串联在闭合线圈6上，电流检测检测器能够检测闭合线圈6上的电流有无。由于二极管具有单向导通的特性，利用电流检测器检测闭合线圈6上的电流有无即可得知电机是否发生反转。例如，当电机正转时闭合线圈6内的电流方向与二极管的导通方向相同时，电流检测器检测到闭合线
圈6内无电流意味着电机反转；当电机正转时闭合线圈6内的电流方向与二极管的导通方向相反时，电流检测器检测到闭合线圈6内有有电流意味着电机发生反转。
37.本实施例的其他结构均与实施例一相同，在此不一一赘述。
38.实施例三。
39.本实施例提供另一种电流检测装置。
40.在本实施例中，电流检测装置为二极管和报警器，二极管和报警器串联在闭合线圈6上，报警器能够在电机发生反转时发出报警信号，其中，电机反转时闭合线圈6内的电流方向与二极管的导通方向一致，当电机发生反转时，闭合线圈6内形成闭合通路，报警器导通发出报警信号，能够及时提醒操作者电机发生反转，避免氢气循环泵反转导致的不良影响。
41.进一步的，在本实施例中的报警器优选为声光报警器，当电机发生反转时，声光报警器发出声光信号报警，提醒用户电机发生反转，用户能够及时关断氢气循环泵，提升使用安全性。
42.本实施例的其他结构均与实施例一相同，在此不一一赘述。
43.实施例四。
44.与实施例一～三不同的是，本实施例的氢气循环泵还设置有控制器。
45.在本实施例中，氢气循环泵还设置有控制器，控制器被配置为能够在氢气循环泵满足启动条件后控制电流检测装置检测电机的正反转情况。当满足氢气循环泵的启动条件后，控制器控制电流检测装置根据闭合线圈6内的电流情况检测电机的正反转情况，在氢气循环泵正式工作前检测电机的正反转情况，能够避免电机正式运转后由于电机反转导致的不良影响。进一步的，在氢气循环泵满足启动条件后，控制器控制氢气循环泵以低速转动并控制电流检测装置检测电机的正反转情况。在氢气循环泵满足启动条件后，控制器控制电机低速转动，并控制电流检测检测装置检测电机的正反转情况，由于电磁感应效应较为灵敏，电机低速转动即可在闭合线圈6内产生电流，在氢气循环泵正式工作前控制电机低速转动进行自检，能够避免氢气循环泵正式工作后由于电机反转带来的不良影响。
46.优选的，控制器还被配置为当氢气循环泵发生反转时控制所述氢气循环泵关闭。控制器能够在氢气循环泵发生反转时自动控制其关闭，避免由于操作者疏忽导致的安全事故。
47.本实施例的其他结构均与实施例一相同，在此不一一赘述。
48.以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围，即凡依本发明所作的均等变化与修饰，皆为本发明权利要求范围所涵盖，这里不再一一举例。