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液壓循環(huán)及爆破試驗室正式開放，長城氫能檢測打造氫能安全“密鑰”

2020-05-06 20:58:11·  來源：長城氫能檢測  
　
近年來，關(guān)于是否需要探尋能源新來源和減少溫室氣體排放的爭論正在持續(xù)進行中。與此同時，世界各國對其他清潔、高效的可替代燃料也在進行積極地探索，包括壓縮天
近年來，關(guān)于是否需要探尋能源新來源和減少溫室氣體排放的爭論正在持續(xù)進行中。與此同時，世界各國對其他清潔、高效的可替代燃料也在進行積極地探索，包括壓縮天然氣，液化丙烷氣體和氫氣等。目前已知的所有能源中，最為清潔的是氫能，氫氣使用過程產(chǎn)物是水，可以真正做到零排放、無污染，被看做是最具應(yīng)用前景的能源替代品之一，或?qū)⒊蔀槟茉词褂玫慕K極形式。
 
氫能源應(yīng)用方式有很多種，從氫能源非工業(yè)應(yīng)用來看，燃料電池是使用氫能源的理想方式，下游交通運輸需求漸成主流，氫燃料電池汽車將成為新能源汽車未來主要發(fā)展方向。

 
（圖片源于網(wǎng)絡(luò)）
 
氫燃料電池是指氫通過與氧的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能的裝置，氫燃料電池車的驅(qū)動力來自于車上的電動機就像純電動車一樣，因此氫燃料電池車可以理解為一輛“自帶氫燃料發(fā)電機的電動車”。
而根據(jù)車輛中儲氫系統(tǒng)的類型，可以在加氫站加注液化氫或壓縮氣態(tài)氫。目前，車輛壓縮氫氣加注是一種最常見的加注形式，在加氫過程中通過將氫氣加壓至1.25NWP給車輛加注，以對加注時絕熱壓縮過程中產(chǎn)生的瞬態(tài)加熱進行一定程度的補償。
 
儲氫系統(tǒng)的組成零部件，包括儲氫容器保持壓力所需的各種壓力控制部件。儲氫系統(tǒng)的主要功能是在加氫時接收、儲存氫氣，并在車輛需要的時候釋放給燃料電池系統(tǒng)以供汽車發(fā)電，目前最常用的儲氫方法是壓縮氣體形式。
另外，氫也可以在低溫條件下儲存為液體，即“液氫”，通過儲氫罐存儲壓縮氫氣。而根據(jù)需要存儲的氫氣量以及車輛的物理承載力，存儲系統(tǒng)可能包含多個儲氫罐，由于氫燃料單位體積的能量密度較低，為了克服這一限制，壓縮氫氣儲罐通常在高壓力下進行儲氫。在目前的車輛開發(fā)進程中(2011年之前)，氫通常以35 MPa或70 MPa的額定工作壓力（NWP）下儲存，最大的燃料加注壓力為1.25NWP(分別為43.8 MPa或87.5 MPa)，在一般的快充加注模式下，儲氫罐內(nèi)的壓力可能會比額定工作壓力上升25%，這是因為氣體絕熱壓縮會導(dǎo)致容器內(nèi)溫度上升，當容器內(nèi)的溫度冷卻后，壓力就降低了。根據(jù)定義,系統(tǒng)的設(shè)定壓力就等于環(huán)境溫度15°C下的NWP，不同的壓力(低于35MPa、高于70MPa或介于兩者之間)都有可能實現(xiàn)商業(yè)化。
 
1、儲氫罐介紹及其作用
目前，儲氫罐由復(fù)合材料組成，以滿足儲氫罐的高壓要求，其重量應(yīng)適用于此類車輛，大部分應(yīng)用于燃料電池汽車的高壓儲氫容器包含兩層材料：一層是內(nèi)襯材料，防止氫氣泄漏/滲透(通常由金屬或熱塑性聚合物（塑料）構(gòu)成)；還有一層外襯材料，實現(xiàn)氫罐結(jié)構(gòu)的完整性，通常由金屬或熱固性樹脂浸漬纖維增強復(fù)合材料纏繞在氣體密封內(nèi)襯表面。
 
2、液壓循環(huán)及爆破試驗原理、意義
車載液氫儲存系統(tǒng)車輛經(jīng)驗有限，且限制了示范車隊發(fā)展，所以其安全要求還沒有進行綜合評估，已知失效條件可行性和相關(guān)性的試驗步驟也未被廣泛使用。氣瓶設(shè)計爆破壓力BP0要求和疲勞氣瓶的爆破壓力要求不一樣，前者測試容器為新的未經(jīng)使用的氣瓶，后者測試容器為已完成一系列性能測試的氣瓶，在全生命周期內(nèi)重復(fù)進行過最壞情況駕駛和極端環(huán)境暴露。但是，因為車輛疲勞期通過駕駛和極端環(huán)境暴露積累，所以預(yù)計疲勞氣瓶的爆破壓力（爆破強度）要比新的未經(jīng)使用的氣瓶壓力低。
 
液壓循環(huán)試驗要求隨機選擇的新容器液壓壓力循環(huán)至1.25NWP，無破裂22000次循環(huán)或直到泄漏發(fā)生，泄露在一定的壓力循環(huán)內(nèi)不會發(fā)生。個別締約方?jīng)Q定循環(huán)次數(shù)為5,500 - 11,000范圍內(nèi)，也就是在循環(huán)次數(shù)不超過11000次的情況下不會發(fā)生泄漏，締約方也可設(shè)置較低的循環(huán)次數(shù)，但在15年的車輛使用壽命內(nèi)，不得低于5500次循環(huán)。
 
本規(guī)范中循環(huán)次數(shù)數(shù)值的基本原理如下：基本壓力循環(huán)壽命要求的“爆裂前泄漏”方面的理論依據(jù)液壓爆破試驗測試設(shè)計氣瓶的實際爆破壓力與理論壓力之間的比較，并且要進行驗證氣瓶在其他試驗后的剩余爆破壓力不低于1.8P。
（長城氫能檢測液壓循環(huán)及爆破設(shè)備狀態(tài)）
 
3、儲氫罐液壓循環(huán)及爆破試驗介紹
儲氫罐液壓循環(huán)及爆破試驗作為長城氫能檢測重點試驗室之一，包含液壓爆破試驗系統(tǒng)一套，儲氫瓶液壓循環(huán)測試試驗箱、靜壓試驗箱及儲氫系統(tǒng)零部件疲勞爆破測試試驗箱3組，經(jīng)過多次調(diào)試與測試，設(shè)備運行穩(wěn)定、工作狀態(tài)良好，已具備相關(guān)試驗測試能力，能夠滿足國際、歐標、美標等儲氫瓶液壓試驗要求，可開展35Mpa儲氫瓶常溫液壓循環(huán)試驗、35Mpa儲氫瓶極端溫度液壓循環(huán)試驗、35Map儲氫瓶液壓爆破試驗、70Mpa儲氫瓶常溫液壓循環(huán)試驗、70Mpa儲氫瓶極端溫度液壓循環(huán)試驗、70Map儲氫瓶液壓爆破試驗及儲氫零部件的液壓循環(huán)及爆破試驗。
 
 
(儲氫罐液壓循環(huán)及爆破試驗室）
目前，該試驗室已正式對行業(yè)內(nèi)開放，未來將逐步成為國內(nèi)氫燃料汽車研發(fā)領(lǐng)域試驗?zāi)芰Φ闹匾a充，為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供安全優(yōu)質(zhì)服務(wù)，支撐我國氫燃料電池汽車落地規(guī)模化發(fā)展。
 
 
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