供氫系統(tǒng)

公告沖擊試驗(yàn)

車載供氫系統(tǒng)集成在設(shè)計(jì)過程中，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮不到位，有可能需要多進(jìn)行幾輪的優(yōu)化，直到滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。鎖定車載供氫系統(tǒng)方案后，開始準(zhǔn)備車載供氫系統(tǒng)樣件進(jìn)行公告試驗(yàn)，同時(shí)也是驗(yàn)證我們有限元分析結(jié)果的可靠性。

如下圖所示，這是一款由奧揚(yáng)科技為匹配某款物流車設(shè)計(jì)的車載供氫系統(tǒng)，壓力等級(jí)為35MPa。完全依據(jù)模擬路況的條件進(jìn)行試驗(yàn)，70MPa儲(chǔ)氫瓶報(bào)價(jià)，經(jīng)過±X、±Y、±Z六個(gè)方向8個(gè)g的加載沖擊后，檢查車載供氫系統(tǒng)的變化，滿足GB/T 26990-2011《燃料電池電動(dòng)汽車車載氫系統(tǒng)技術(shù)條件》、GB/T 29126-2012《燃料電池電動(dòng)汽車 車載氫系統(tǒng)試驗(yàn)方法》要求。同時(shí)試驗(yàn)后的車載供氫系統(tǒng)做了一輪常規(guī)的保壓測(cè)試，確保了沖擊后的車載供氫系統(tǒng)沒有發(fā)生泄露。

車載供氫系統(tǒng)

車載供氫系統(tǒng)完成集成方案初步設(shè)計(jì)后，需要進(jìn)行CAE強(qiáng)度分析。

根據(jù)GB/T 26990-2011《燃料電池電動(dòng)汽車車載氫系統(tǒng)技術(shù)條件》、GB/T 29126-2012《燃料電池電動(dòng)汽車 車載氫系統(tǒng)試驗(yàn)方法》，車載供氫系統(tǒng)應(yīng)滿足在上、下、前、后、左、右六個(gè)方向上應(yīng)能承受8g的沖擊力，保證儲(chǔ)氫瓶與固定座不損壞，且相對(duì)位移不超過13mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置了合適的CAE邊界條件。如圖2所示，在車載供氫系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)前，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)，首先得滿足CAE強(qiáng)度分析的結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

燃料電池汽車是一個(gè)復(fù)雜的汽車系統(tǒng)，70MPa儲(chǔ)氫瓶?jī)r(jià)格，控制上也存在很多需要優(yōu)化的問題。

1）燃料電池本身控制

質(zhì)子交換膜燃料電池是一個(gè)多輸入、多輸出的非線性時(shí)變系統(tǒng)，其系統(tǒng)比較復(fù)雜，難以建模，70MPa儲(chǔ)氫瓶，會(huì)受到進(jìn)氣壓力、溫度、濕度、電流密度等多種因素的影響。因此，為了提高系統(tǒng)的工作性能，保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，恰當(dāng)?shù)目刂撇呗砸廊皇俏磥砗荛L一段時(shí)間內(nèi)的研究課題。

2）冷啟動(dòng)控制

當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，70MPa儲(chǔ)氫瓶廠家，啟動(dòng)燃料電池會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，破壞電堆結(jié)構(gòu)，影響電堆壽命。一般通過關(guān)機(jī)時(shí)吹掃和開機(jī)時(shí)加熱兩種方法輔助進(jìn)行冷啟動(dòng)。如何在保護(hù)電堆的前提下縮短冷啟動(dòng)時(shí)間，也是對(duì)燃料電池汽車發(fā)展過程中不得不優(yōu)化的問題。

3）整車控制

燃料電池從本質(zhì)上講是一臺(tái)發(fā)電機(jī)，不能儲(chǔ)存電能，一般與電池一起作為車輛的能量源，所以燃料電池汽車等價(jià)于一臺(tái)增程式電動(dòng)汽車，只是用燃料電池代替了發(fā)動(dòng)機(jī)。由于燃料電池效率隨負(fù)載變化、功率響應(yīng)較慢等等原因，導(dǎo)致在整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化控制上依然存在較大提升空間。

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