2019年车载氢系统关键技术研究与实践.pdf

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1、瀚氢动力 Shanghai Hanqing Power S&T Co.,Ltd 车载氢系统关键技术研究与实践 车载氢系统关键技术研究与实践（一）产业化背景下的车载氢系统基本要求：可靠性要求：必须确保全天候温度交变环境、全路况动力学环境条件下，密封可靠，结构可靠，参数稳定。安全性要求：必须在车辆遭遇碰撞、侧翻、火灾等常见交通事故过程中，不出现爆炸次生灾害，最大限度确保人员生命及财产安全。维修性要求：主要零部件应容易更换，维修周期短，维护费用低。产业化背景下产业化背景下的的 成本已经成为制约氢能产业发展的最大障碍成本已经成为制约氢能产业发展的最大障碍 低成本要求：必须采用新的技术手段，大幅简化系统

2、结构，才能适应未来大规模、高效率生产的模式，成本才能大幅降低。（二）储供氢关键技术：高压复合材料气瓶技术：短期内，高压储氢仍将是成熟度最高的主流路线。其中低成本高性能的C纤维技术、低成本高效率的内衬成型工艺及工艺装备技术、高结构效率的变张力缠绕及高效固化技术等等，均是需要攻克的关键技术。高可靠高集成度阀门技术：依靠高度集成化的组合式阀门或阀岛，简化系统结构，简化装配工艺，提高可靠性，提高生产效率，降低产品成本。高可靠低成本工艺性好的高压导管连接技术：目前普遍采用的卡套式高压管件、钢管端末翻边O型圈平面密封等形式，这两种形式基本依赖进口产品，成本较高；卡套式结构对安装人员要求高，曾出现过拉脱现象

3、，不太适应车载恶劣工况下的动力学环境、温度交变环境要求，可重复装拆次数有限；端末翻遍结构需要昂贵的设备，对管件设计要求严格；必须针对储供氢领域的特殊要求，研制新型的导管连接技术，建立新的技术标准，才能适应未来大规模生产的模式和低成本的要求，以及高可靠密封要求。高效能低成本的氢气循环技术：降低功耗，提高效能，提高可靠性，是氢循环泵研制需要解决的主要问题，需要采用新的技术路线。（三）车载氢系统技术国内现状：但是：现有的车载氢系统技术与成本严重制约了氢能产业发展 车载氢系统是各种氢燃料电池汽车的关键分系统之一车载氢系统是各种氢燃料电池汽车的关键分系统之一 这未必是未来大规模生产需要的技术这未必是未来

4、大规模生产需要的技术 基于普通工业领域应用的离散零部件拼凑的氢系统 1】对各类不同用途车辆供氢系统全寿命周期的使用环境、故障模式、维修性、可靠性进行了深度的分析研究，针对各类用途车型形成了不同的供氢系统逻辑结构设计准则，并在此基础上，建立供氢系统核心零部件主要技术指标体系；2】针对未来商业化、大规模生产、应用需求，提出了集成式供氢系统技术路线，将供氢系统按照功能及装车的区域，划分为加氢、储氢、调压三个集成模块。采用阀岛模式对各模块进行了集成化设计，大幅简化了系统管路结构，减少了管道及接头数量，缩短了供氢系统装配时间，提高了系统密封可靠性，降低了系统成本。加氢加氢模块模块 调压调压模块模块 储氢

5、储氢模块模块 打造极简的供氢系统打造极简的供氢系统 （一）集成式供氢系统总体技术（一）集成式供氢系统总体技术 1】针对物流车、大巴等氢系统普遍在加氢模块并联高压压力表，提出了集成式加氢模块的设计方案，将加氢口、压力表插装在模块本体上，整个模块只需一个外部导管接口。2】为了满足加氢模块集成化的要求，研制了既满足插装要求，也满足导管直连要求的加氢口。3】模块内部可以很方便的集成冗余单向阀、手动高压截止阀等功能部件。4】相比导管连接方式，模块化集成方案，更适合未来大批量自动化生产。插装式结构（二）加氢口及集成式加氢模块（二）加氢口及集成式加氢模块 1】高集成度设计：内部集成TPRD、手动截止阀、高压

6、电磁阀、过滤器、过流阀（选配）、压力传感器（选配）、温度传感器等功能部件。2】可扩展性设计：针对叉车、电源等单瓶应用背景的供氢系统，还可在电磁阀出口集成2级减压阀，使其具备直接向电堆供应低压氢气的能力，出口压力可根据用户需求调整。3】周到的维修性设计：用户可在无需排空气瓶压力的条件下更换压力传感器、电磁阀、进出口接头等零部件。4】贴心的操作性设计：高压手动截止阀采用公司专利的卸荷式结构方案，大幅减小操控力矩。5】低功耗设计：采用公司独创的PWM电路设计，可确保电磁阀在1836V电压波动范围可靠工作，并减小线圈发热量，电磁阀降低能耗80%。无减压功能的瓶阀无减压功能的瓶阀 有减压功能的瓶阀有减压