因此气瓶内胆多选用铝合金材料,这是由于其与氢气具有良好的相容性和抗腐蚀性。另外铝合金材料还拥有很好的导热性能,在遇到意外事故发生燃烧时通过热量传递到阀门的温度传感器处,在温度达到110℃后使其融化安全泄压防止***。纤维缠绕层选用碳纤维作为增强材料,高强度、高模量的碳纤维材料通过缠绕成型技术而制备的复合材料气瓶不仅重量轻,而且良好的工艺性和可设计性能在储氢瓶具备很好的应用空间。
供氢系统
公告冲击试验
车载供氢系统集成在设计过程中,由于结构设计考虑不到位,有可能需要多进行几轮的优化,直到满足标准要求。锁定车载供氢系统方案后,开始准备车载供氢系统样件进行公告试验,同时也是验证我们有限元分析结果的可靠性。
如下图所示,这是一款由奥扬科技为匹配某款物流车设计的车载供氢系统,压力等级为35MPa。完全依据模拟路况的条件进行试验,经过±X、±Y、±Z六个方向8个g的加载冲击后,检查车载供氢系统的变化,满足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》要求。同时试验后的车载供氢系统做了一轮常规的保压测试,确保了冲击后的车载供氢系统没有发生***。
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。
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