车载供氢系统
车载储氢系统是燃料电池车的重要组成部分,包括高压储氢瓶、集成瓶阀、加注口、单向阀、过滤器、减压阀、高压与低压压力传感器、氢气管路等零部件(如图)其主要功能是为燃料电池系统提供具有稳定压力和流量的氢气。燃料电池系统在运行时,需要稳定压力和流量的氢气不断地供应。
组成:车载智能氢系统主要由储氢系统、供氢系统、安全系统、控制系统四个部分组成;
功能:车载智能氢系统实现加氢口—储氢系统—燃料电池之间的氢气的充装、储存、减压、切断功能,通过对高低压力、温度、
氢泄漏浓度的监控保障系统安全运行;
储氢量:通过丌同数量和觃格组合,提供3.3Kg-37Kg (1-10 瓶组)储氢量产品。
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
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。
高压储氢容器内衬的基本要求是抗氢渗能力强,且具备良好的延展性。一般金属的密度较大,考虑到成本、降低容器的自重和防止氢气渗透等多方面原因,金属内衬多采用铝合金,典型牌号如6061。根据美国DOT-CFFC标准,内衬材料主要有如下规定:必须为无缝柱体,铝合金6061制造,回火条件T6 ;可以由冷挤压或热挤压和冷拉制成,也可以由挤压管道和冲模的或者旋转的封头制成;测试前,所有的铝合金6061柱体必须进行固溶热处理和老化热处理,且必须用统一性能的材料制造内衬;内衬外表面必须防止不同的材料(铝和碳纤维)接触导致的电化学腐蚀。
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