气瓶在长期充放气条件下使用,内胆会产生疲劳裂纹,随着气瓶的使用裂纹不断扩大,导致气瓶的失效形式表现为“未爆先漏”
目前我国已经实施能够适用于35MPa和70MPa的高压储氢瓶的相关标准GB\T35544-2017<车用压缩氢气铝合金内胆碳纤维全缠绕气瓶,根据标准70MPaIII型瓶可以经过检测和试验安全后上车运行,而对于70MPaIV型瓶的标准尚未做
车用供氢总成报价
气瓶在长期充放气条件下使用,内胆会产生疲劳裂纹,随着气瓶的使用裂纹不断扩大,导致气瓶的失效形式表现为“未爆先漏”
目前我国已经实施能够适用于35MPa和70MPa的高压储氢瓶的相关标准GB\T35544-2017<车用压缩氢气铝合金内胆碳纤维全缠绕气瓶,根据标准70MPaIII型瓶可以经过检测和试验安全后上车运行,而对于70MPaIV型瓶的标准尚未做出明确规定。
车载供氢系统振动试验
振动试验
冲击试验针对的是整车非常极限的工况,比如发生碰撞。但车辆在安全行驶过程中,很少发生强烈的碰撞,更多的是来自地面的振动激励,这种振动是随机的,也就是说车辆在行驶时,我们的车载供氢系统会长期处于一个随机振动的环境中。这对于以高压气态储存氢气的车载供氢系统是非常严峻的考验。
同时也意味着每个阀件、管路、接头都要在这样复杂的环境中保持自身的功能正常及气密正常。为此,我们除了对每个零部件都单独做了振动测试外,对集成的系统也要进行振动测试。
同样作为车辆的储能装置,可以参考GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》进行系统级的振动测试。如下图所示,车载供氢系统
进行了X、Y、Z三坐标的随机振动及定频振动。
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。
供氢系统安全监控
供氢系统安全主要监控氢瓶、管路、氢气泄漏状态、整车运行状态。
氢气泄露监控 :在储氢瓶口、乘客舱、燃料电池发动机等位置安装氢气浓度传感器,实时监测车内的氢含量,当任何一个传感器检测到的氢体积分数超过氢下限(空气中的氢体积含量为4%)的10%、25%和50%时,监控器会分别发出I级、II级、11I级声光报警信号。
管路压力监控: 当检测低压压力超过或设定值时,立即关断电磁阀,并将管路超压或管路低压的报警信息发送给整车管理系统请求结束正常工作,同时声光报警提示司机采取必要措施。
加注安全监控 :当检测到氢瓶内压力超过设定的加注压力或设定的低压值时,立即向整车管路系统和加氢机发送停止加氢及氢瓶压力过高或过低的报警信息。 加氢口内安装了温度传感器及压力传感器,同时还具有过电压保护、环境温度补偿、软管拉断裂保护及优先顺序加气控制系统等功能。
氢瓶温度监控 :当检测到气瓶的温度超过或设定温度时,立即关闭电磁阀,并将氢瓶内温度过高或过低的报警信息发送给整车管路系统和加氢机请求结束正常工作,同时信息提示故障气瓶编号,通过声光报警的方式通知司机,立即采取相应措施。
电气元件短路监控 :电气元件发生短路时,立即关闭氢系统所有电磁阀并使氢系统断电,同时通过声光报警提示司机氢系统短路,采取相应的安全措施。
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