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      新型燃料電池汽車氫系統安全防控中傳感技術應用

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      發表于 2019-4-3 15:48:20 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
      2015年氫燃料電池汽車進入商業化初期階段。豐田Mirai在美國和歐洲銷售,并有計劃引入中國。而我國燃料電池客車已經完成商業示范運營,各種性能指標已基本達到運營要求,開始向大規模產業化邁進。然而,一種新的能源系統要得到推廣和應用,其安全性是應該首先被關注的。氫氣易揮發、易燃、易爆及氫脆等特性,使得氫氣在使用過程中存在一定的安全隱患。另外,由于對氫氣使用的經驗不夠豐富,駕駛員在使用氫燃料電池汽車時,心理上也存在著較大的疑慮。

      豐田Mirai為氫儲罐裝備了氫氣傳感器進行實時監控,泄漏時可自動關閉閥門。資料圖
      下面,工采網小編為大家簡單介紹下對氫能安全及在燃料電池汽車上采取的安全措施,以及常用的傳感器應用方案,希望大家對燃料電池汽車的安全性有更深入的了解和認識。
      國內外對燃料電池汽車制定了很多標準和規范,其中65%以上的內容是針對安全性的規定。燃料電池汽車的氫安全性,主要是指燃料電池汽車運行過程中車載氫系統的安全,主要包括高壓供氫系統、燃料電池發電系統的安全性等。目前,為了保證車載氫系統的安全,各企業主要從材料選擇、氫泄露監測、靜電防護、防爆、阻燃等方面進行預防和控制。
      其中,在氫泄露監測方面,為了防止電路中產生電火花點燃氫氣而產生燃燒或爆炸事故,燃料電池汽車的電氣元件、管路、閥體均采用相應的防爆、防靜電、阻燃、防水、防鹽霧材料。例如,燃料電池汽車的氫氣傳感器均選用防爆型,而不用觸點式傳感器,因為觸點式傳感器在氫氣含量達到設定值時通過觸點的動作輸出信號,容易產生觸點火花而引發事故。
      在氫系統安全防護措施方面,主要是對高壓儲氫瓶及氫氣管路進行安全設計,安裝各種安全設施。目前,車載氫系統安全監控主要是對儲氫瓶系統、乘客艙、燃料電池發動機系統以及尾氣排放處的氫氣泄露、系統壓力、系統溫度、電氣元件及其他器件進行實時監控,確保燃料電池在加氫、用氫過程中的安全。
      氫氣安全監控系統主要包括氫系統控制器、氫氣泄漏傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器等元器件。氫系統控制器在工作過程中,氫系統控制器監控氫瓶及氫管路安全、氫氣泄漏狀態及整車運行狀態,只要出現異常,隨時主動關閉供氫系統,保證燃料電池車輛安全。
      其中,當氣體溫度突然急劇上升時,若非氫系統的溫度傳感器故障,則在氣瓶周圍可能有火警發生,可通過氫系統控制器立即報警。另外,氫系統壓力傳感器,可用于判斷氣瓶中剩余氫氣量,保證車輛的正常行駛。當壓力低于某值時,能夠提示駕駛員加注氫氣。
      在燃料電池汽車氫系統安全防控中,對于氫氣傳感器、壓力傳感器、溫濕度傳感器的選用,工采網技術工程師根據一些客戶應用案例給大家整理總結了一些產品:1.氫氣檢測-可利用日本FIGARO 可燃氣體預校準模塊 - FSM-10H-01來監控氫氣濃度情況,提高用氫安全,為氫氣泄漏示警;2.溫濕度傳感器-可以用法國Humirel 數字輸出溫濕度傳感器HTU21D來監控系統溫度來監控火警,當然還能用于監控車內環境溫濕度,一旦溫濕度過低過高,智能聯動車內空調和加濕器系統來保持車內環境舒適;3.氫系統壓力傳感器-可選用MEAS MSP340,來對時刻掌握氫氣情況,確保汽車正常使用。


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