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。

目前，奥扬科技自主研发的车载供氢系统有35MPa和70MPa两种压力等级，分别为CHG3-35S/A与CHG3-70T/A两种系列。从零件级别到系统级别都做高度集成设计，可以灵活匹配各种车型，包括乘用车、公交客车、轻型卡车、重型卡车、叉车等。储氢瓶可以根据整车需求选用不同容积产品，目前已有66L,140L，170L，190L，210L等不同容积储氢瓶。通过增减储氢瓶数量进行匹配。下图为奥扬科技部分燃料电池车载储氢系统产品。

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。