供氢系统工作流程
除了零件级别的氢安全,集成设计的氢系统,其氢安全要求同样严苛:
车载氢系统应符合GB/T 24549的规定且车载氢系统及其装置的安装应能在正常使用条件下,安全运行;
氢系统设计应减少高压管路连接点的数量,减少潜在漏点,从设计上保证管路连接点施工方便、密封性能良好、易于检查和维修;
工作流程:氢气绊集成瓶阀流入过滤器,通过减压阀减压,减压至燃料电池需求压力,减压阀出口端安装压力传感器和卸荷阀。压力异常通过集成瓶阀内部电磁阀和减压后电池阀进行保护。
储氢瓶瓶阀
氢系统的储氢瓶口阀应集成主关断阀、单向阀和压力释放装置(PRD)、溢流阀。主关断阀的操作应采用电动方式,并应在驾驶员易于操作的部位,当断电时应处于自动关闭状态。压力释放阀(PRD)排放氢气时,排放气体流动的方位、方向远离人、电源、火源。同时在储氢瓶进口通道上应装有手动关断阀,在加氢、排氢或维修时,可单独地隔断各个储氢容器;
供氢:气瓶——瓶阀(过流)——过滤器——减压(带电磁切断)——电堆
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***。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***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。当压力低于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。
纤维缠绕层可以选择碳纤维、芳纶纤维和玻璃纤维等。以碳纤维为例,日本东丽公司的T700碳纤维的主要技术参数为:抗拉强度σb=4900MPa,弹性模量E =240GPa,延伸率 δ =2.0%。密度d=1.78g/cm3。环氧树脂常被用作碳纤维的基体,其特点为:固化收缩率低,仅1%-3%;固化压力低,基本无挥发成分;粘接好;固化后的树脂具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性能和电绝缘性能;环氧树脂可用于制造各种纤维增强复合材料,特别适用于制造碳纤维增强复合材料。
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