供氢系统
氢安全要求:首先是氢安全要求。我们在储氢系统集成设计时,零部件需满足以下要求:·
与高压氢气直接接触的零部件材料应具备氢气兼容性,零部件在选择材料时,应充分考虑氢脆现象对设计寿命的影响。如高压管材料选择抗氢脆的316L不锈钢材料;零部件要根据整车实际运营工况,完成各自功能性试验和安全性试验,安全性试验包括耐久试验、压力、温度、振动循环试验、气密测试、安全范围压力等。
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。
燃料电池是一种直接把燃料所具有的化学能转换成电能的发电装置,它具有能量转化率高、无噪声污染、环境友好等特点。采用氢气作为燃料的燃料电池是实现缓解能源压力、经济发展与环境和谐的手段,由此并带动了氢能产业的大力发展。氢燃料电池汽车是氢能应用场景代表性的领域之一,汽车工程协会《节能与新能源汽车技术路线图》指出,到2030年,中国氢燃料电池汽车将超过百万辆。面对氢燃料电池汽车市场即将的喷井式增长,作为氢燃料汽车发展过程中的关键一环,车载储氢技术直接关系到燃料电池汽车的续航、成本与安全性。
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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