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。
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***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低于设定值时,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低于设定的低压值时,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低于设定温度时,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。
70MPaⅢ型车载储氢瓶上车,IV型储氢瓶处于储备期。2020年上汽大通氢燃料电池MPV、广汽传祺氢燃料电池SUV相继进行《道路机动车车辆生产企业及产品公告》,两款车型均搭载70MPaⅢ型瓶。自2020年开始,国内70MPa的储氢瓶市场及规模将逐年递增。
目前国内车载储氢瓶的生产供应商主要是奥扬、国富、天海、中集、中材等企业。2020年均已经开始IV型瓶的技术布局,同时国内IV型瓶团标通过。未来三年内,随着国内氢燃料电池汽车市场发展,IV型瓶有望对现有的Ⅲ型瓶进行部分替换。
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,当储氢瓶内压力低于要求的压力时,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%。
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