IV型储氢瓶
在储氢瓶的技术及研发方面,我国与世界相比仍然存在一定的差距,随着我国对氢能源的重视,差距正在逐渐缩小。国内四型瓶70MPa塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶研发滞后。
国外乘用车已经开始使用质量更轻、成本更低、质量储氢密度更高的的IV型瓶,而我国的IV型还处于研发阶段,成熟产品只有35MPa和70MPa三型瓶,三型瓶是我国发展的重点,其中35MP
高压氢系统公司
IV型储氢瓶
在储氢瓶的技术及研发方面,我国与世界相比仍然存在一定的差距,随着我国对氢能源的重视,差距正在逐渐缩小。国内四型瓶70MPa塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶研发滞后。
国外乘用车已经开始使用质量更轻、成本更低、质量储氢密度更高的的IV型瓶,而我国的IV型还处于研发阶段,成熟产品只有35MPa和70MPa三型瓶,三型瓶是我国发展的重点,其中35MPa储氢瓶已被广泛应用于氢燃料电池车,70MPa刚开始推广。国外技术较为成熟,车用储氢瓶以IV型瓶为主。
储氢瓶关键零件瓶阀
瓶阀:一般集成(TPRD)、手动截止阀、电磁阀、过流阀、压力传感器、温度传感器等功能部件。
热熔栓(TPRD):设置在高压氢瓶内,可防止周边着火导致氢瓶发生危险。一旦温度传感器检测到储氢瓶周边温度过高,则氢瓶内的热熔栓将熔化,使氢气低流速释放,如果周边有火源,只出现氢气缓慢燃烧而避免危险发生。
磁阀:气瓶电磁阀为12V直流电源驱动,无电源时处于常闭状态,主要起开关气瓶的作用,与氢气泄漏报警系统联动。当系统正常通电工作时,电池阀处于开启状态,一旦泄漏氢气浓度达到保护值则自动关闭,从而达到切断氢源的目的。
手动截止阀:通常处于常开状态,当气瓶电磁阀失效时可以手动切断氢源。电磁阀和手动截止阀联合作用,可有效地避免了氢气泄漏。气瓶安全阀:当储氢瓶氢气压力超过设定值后能自动泄压。例如在瓶体温度由于某种原因突然升高造成瓶内气体压力升高,当压力超过安全阀设定值时,安全阀自动泄压,保证气瓶在安全的工作压力范围之内。
压力传感器:用于判断气瓶中剩余氢气量,保证车辆的正常行驶。当压力某值时可以提示驾驶员加注氢气。
温度传感器:通过气体温度的变化判断外界是否有异常情况发生。如果气体温度突然急剧上升时,若非温度传感器故障,则在气瓶周围可能有火警发生,可通过氢系统控制器立即报警。
高压氢气的储存与供给
1,储氢瓶应使用符合相关标准标定的车用储氢压力容器,没有则可参照相关
2,储氢系统内应设有温度传感器,反映瓶内气体温度
3、过压保护,不允许发生诸如下游压力升高的现象
4、低压保护,当储氢瓶内压力要求的压力时,应能及时切断燃料的输出
5、当检测到氢气发生泄漏时,应能及时关闭氢气总开关
6、氢系统管路安装位置及走向避开热源以及电器、蓄电池等可能电弧的地方,至少应有200mm的距离。尤其是管路接头不能位于密闭的空间内。高压管路及部件可能产生静电的地方要可靠接地
7、储氢容器安装固定后,在上、上、前、后、左、右六个方向上应能承受8g的冲击力,保证储氢容器与固定座不损坏,相对位移不超过13mm
8、刚性管路应布置合理,排列整齐,不得与相邻部件碰撞和摩擦;管路弯曲时,其中心线曲率半径应不小于管路外径的5倍。两端固定的管路在其中间应有适当的弯曲,支撑点间隔应不大于1m.
9、储氢容器及附件的安装位置,应距车辆的边缘至少有100mm的距离。否则应增加保护措施。
10、气密性,在1.05~1.1倍额定工作压力下,储氢容器、压力容器、焊接点、法兰、垫片、阀门及连接处用中性发泡液检漏,3min内所有检测点不能产生可见气泡或者泡沫。
11、泄漏量,在1.05倍~1.1倍额定工作压力下,供氢系统在稳态下每小时氢气泄漏量应小于0.5%。
燃料电池汽车是一个复杂的汽车系统,控制上也存在很多需要优化的问题。
1)燃料电池本身控制
质子交换膜燃料电池是一个多输入、多输出的非线性时变系统,其系统比较复杂,难以建模,会受到进气压力、温度、湿度、电流密度等多种因素的影响。因此,为了提高系统的工作性能,保持良好的运行状态,恰当的控制策略依然是未来很长一段时间内的研究课题。
2)冷启动控制
当环境温度较低时,启动燃料电池会出现结冰现象,破坏电堆结构,影响电堆寿命。一般通过关机时吹扫和开机时加热两种方法辅助进行冷启动。如何在保护电堆的前提下缩短冷启动时间,也是对燃料电池汽车发展过程中不得不优化的问题。
3)整车控制
燃料电池从本质上讲是一台发电机,不能储存电能,一般与电池一起作为车辆的能量源,所以燃料电池汽车等价于一台增程式电动汽车,只是用燃料电池代替了发动机。由于燃料电池效率随负载变化、功率响应较慢等等原因,导致在整车动力性、经济性优化控制上依然存在较大提升空间。
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