III型瓶

當(dāng)前我國(guó)儲(chǔ)氫瓶已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)、推廣IV型瓶，當(dāng)前國(guó)內(nèi)以III型瓶為主，正在逐步像IV型瓶過(guò)度，IV型瓶可以達(dá)到75MPa壓力并且采用塑料內(nèi)膽重量更輕，承受壓力更大。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的三型瓶的主要原材料碳纖維，由于研發(fā)起步較晚，面臨工藝落后、碳纖維原材料性能差等原因，國(guó)產(chǎn)碳纖維還不能滿(mǎn)足車(chē)用儲(chǔ)氫瓶的要求，主要依賴(lài)進(jìn)口。

因此氣瓶?jī)?nèi)膽多選用鋁合金材料，這是由于其與氫氣具有良好的相容性和抗腐蝕性。另外鋁合金材料還擁有很好的導(dǎo)熱性能，在遇到意外事故發(fā)生燃燒時(shí)通過(guò)熱量傳遞到閥門(mén)的溫度傳感器處，在溫度達(dá)到110℃后使其融化安全泄壓防止危險(xiǎn)。纖維纏繞層選用碳纖維作為增強(qiáng)材料，高強(qiáng)度、高模量的碳纖維材料通過(guò)纏繞成型技術(shù)而制備的復(fù)合材料氣瓶不僅重量輕，而且良好的工藝性和可設(shè)計(jì)性能在儲(chǔ)氫瓶具備很好的應(yīng)用空間。

供氫系統(tǒng)工作流程

除了零件級(jí)別的氫安全，集成設(shè)計(jì)的氫系統(tǒng)，其氫安全要求同樣嚴(yán)苛：

車(chē)載氫系統(tǒng)應(yīng)符合GB/T 24549的規(guī)定且車(chē)載氫系統(tǒng)及其裝置的安裝應(yīng)能在正常使用條件下，安全運(yùn)行；

氫系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)減少高壓管路連接點(diǎn)的數(shù)量，減少潛在漏點(diǎn)，從設(shè)計(jì)上保證管路連接點(diǎn)施工方便、密封性能良好、易于檢查和維修；

工作流程：氫氣絆集成瓶閥流入過(guò)濾器，通過(guò)減壓閥減壓，減壓至燃料電池需求壓力，減壓閥出口端安裝壓力傳感器和卸荷閥。壓力異常通過(guò)集成瓶閥內(nèi)部電磁閥和減壓后電池閥進(jìn)行保護(hù)。

燃料電池汽車(chē)是一個(gè)復(fù)雜的汽車(chē)系統(tǒng)，控制上也存在很多需要優(yōu)化的問(wèn)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，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?lái)很長(zhǎng)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)，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(guò)關(guān)機(jī)時(shí)吹掃和開(kāi)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(chē)發(fā)展過(guò)程中不得不優(yōu)化的問(wèn)題。

3）整車(chē)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(chē)輛的能量源，所以燃料電池汽車(chē)等價(jià)于一臺(tái)增程式電動(dòng)汽車(chē)，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(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)化控制上依然存在較大提升空間。