氢气是一种无色透明、无臭无味且难溶于水的气体。氢气是世界上已知的密度小的气体,氢气的密度只有空气的1/14,即氢气在1标准大气压和0℃时氢气的密度为0.089g/L。因氢气的极难存储的特性,储氢瓶发展已有50多年的历史,从钢瓶到全复合材料气瓶的研制成功,实现了向产品结构合理、质量轻的巨大转变。近年来,当前市场储氢瓶主要使用三型瓶及35MPa铝内胆碳纤维全缠绕气瓶
车载供氢系统设备
氢气是一种无色透明、无臭无味且难溶于水的气体。氢气是世界上已知的密度小的气体,氢气的密度只有空气的1/14,即氢气在1标准大气压和0℃时氢气的密度为0.089g/L。因氢气的极难存储的特性,储氢瓶发展已有50多年的历史,从钢瓶到全复合材料气瓶的研制成功,实现了向产品结构合理、质量轻的巨大转变。近年来,当前市场储氢瓶主要使用三型瓶及35MPa铝内胆碳纤维全缠绕气瓶70MPa塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶已经进入使用阶段。
加氢口:在加注时与加氢机的加气口相连,加氢口集成有加氢嘴、过滤器及单向阀 等功能部件。
过滤器: 净化气体,拦截杂质使其不至于污染电堆。
单向阀:在加气口损坏时,阻止气体向外泄漏。
过流阀:是一种安全保护装置。当过流阀两端压差过大时,该阀可以起到限制气体流量的作用,主要是防止管路有泄露等意外。通常建议该阀的安装位置是紧邻储氢瓶出口。
减压阀:将氢气的压力调节到燃料电池所需要的压力。当出现异常情况,可以与针阀、安全阀联动将氢气瓶中的残余氢气安全放空。
管路电磁阀:在给氢气瓶充气时,可有效防止气体进入燃料电池。
管路:由于高压氢气这样的特殊环境,系统中使用的气体管路采用316L不锈钢,耐压等级也是符合相关标准。
70MPaⅢ型车载储氢瓶上车,IV型储氢瓶处于储备期。2020年上汽大通氢燃料电池MPV、广汽传祺氢燃料电池SUV相继进行《道路机动车车辆生产企业及产品公告》,两款车型均搭载70MPaⅢ型瓶。自2020年开始,国内70MPa的储氢瓶市场及规模将逐年递增。
目前国内车载储氢瓶的生产供应商主要是奥扬、国富、天海、中集、中材等企业。2020年均已经开始IV型瓶的技术布局,同时国内IV型瓶团标通过。未来三年内,随着国内氢燃料电池汽车市场发展,IV型瓶有望对现有的Ⅲ型瓶进行部分替换。
纤维缠绕方式有环向缠绕和纵向缠绕两种。第二代高压储氢容器采用了环向缠绕方式,通过在铝内胆环向缠绕复合材料可以将其车过载能力提高1倍,但储氢罐的压力一般不超过20MPa。为了提升高压复合储氢罐的承压能力和质量储氢密度,第三代高压储氢容器采用了环向缠绕和纵向缠绕相结合的方式。纤维缠绕金属内衬复合材料高压储氢容器根据各部分材料的选择、储氢量和压力要求、厚度设计方案等。确定的系统储氢密度是不同的。以70MPa常温下的25L碳纤维增强铝内衬高压储氢容器为例,其系统质量储氢密度为5.0%。
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