供氢系统工作流程
除了零件级别的氢安全,集成设计的氢系统,其氢安全要求同样严苛:
车载氢系统应符合GB/T 24549的规定且车载氢系统及其装置的安装应能在正常使用条件下,安全运行;
氢系统设计应减少高压管路连接点的数量,减少潜在漏点,从设计上保证管路连接点施工方便、密封性能良好、易于检查和维修;
工作流程:氢气绊集成瓶阀流入过滤器,通过减压阀减压,减压至燃料电池需求压力,减压阀出口端安装压力传感器和卸荷阀。压力异常通过集成瓶阀内部电磁阀和减压后电池阀进行保护。
氢系统安装位置,应距车辆边缘有100mm距离,如果距离不足,应设计保护措施。如防撞框架等;
车辆发生碰撞时,主关断阀应根据设计的碰撞级别,立即(自动)关闭,切断向管路的氢气供应;
在安装氢气系统的封闭或半封闭空间的上方的适当位置,至少安装一个或以上氢泄漏探测器,能实时检查氢气的泄漏量,并将信号传递给氢气泄漏警告装置。
我们在设计氢系统集成方案时,应该包括且不限于以上的氢安全要求。
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。
加氢安全、储氢安全、氢***和碰撞安全是燃料电池汽车不得不考虑的问题。
加氢:加氢过程比较复杂,为了实现氢气的安全快速加注,需要车载氢管理系统与加氢站通过红外信号实时通讯,监测加注过程中的异常情况。
储氢:氢瓶压力一般达到几十兆帕,氢管理系统需要实时监测氢瓶内的温度、压力等信息,遇到异常压力情况需要及时进行安全处理。
氢***:由于氢气的特性,对氢***也需要及时监测与处理。
碰撞:车辆出现碰撞等紧急状态,需要立即停止供氢并报警提示。
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