液氢储罐汽车应用发展缓慢
国外液氢出关已在汽车上应用,而中国还未实现。通用汽车、福特汽车、宝马汽车都已经推出使用车载液氢气瓶的概念车,而中国可以自行生产液氢,但尚未将其应用于车载供氢系统。
当前我国III型瓶已经较为成熟,因为氢气在高压下具有很强的渗透性,所以储氢罐的内衬材料要具有良好的阻隔功能,以保证大部分的气体能够存贮在容器中。
车载供氢系统
车载供氢系统完成集成方案初步设计后,需要进行CAE强度分析。
根据GB/T 26990-2011《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》、GB/T 29126-2012《燃料电池电动汽车 车载氢系统试验方法》,车载供氢系统应满足在上、下、前、后、左、右六个方向上应能承受8g的冲击力,保证储氢瓶与固定座不损坏,且相对位移不超过13mm。根据标准要求设置了合适的CAE边界条件。如图2所示,在车载供氢系统进行实际试验前,其结构强度的设计,首先得满足CAE强度分析的结果符合标准要求。
燃料加注
1,标注大加注压力
2,加注口有防尘、防液体及污染物等进入的防尘盖
3,在加注时,燃料系统具有切断燃料供给的功能,即需要设置截止阀,在加注或停机时切断燃料供给
4,加注口能够承受来自任意方向的670N的载荷,不应影响到燃料系统气密性
5,加注口应有消除汽车静电的措施
6,不应位于乘客舱、行李舱和通风不良的地方
7,加氢口距暴露的电气端子、电气开关和点火源至少应有200mm的距离
纤维缠绕方式有环向缠绕和纵向缠绕两种。第二代高压储氢容器采用了环向缠绕方式,通过在铝内胆环向缠绕复合材料可以将其车过载能力提高1倍,但储氢罐的压力一般不超过20MPa。为了提升高压复合储氢罐的承压能力和质量储氢密度,第三代高压储氢容器采用了环向缠绕和纵向缠绕相结合的方式。纤维缠绕金属内衬复合材料高压储氢容器根据各部分材料的选择、储氢量和压力要求、厚度设计方案等。确定的系统储氢密度是不同的。以70MPa常温下的25L碳纤维增强铝内衬高压储氢容器为例,其系统质量储氢密度为5.0%。
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