為(wéi)了保證燃料電池(chí)汽車(chē)的安全穩定運行,需要設(shè)計一套安全有效的供氫係統(tǒng)。在(zài)燃料電池汽車上,供氫係統一般包括電(diàn)磁閥、安全閥、溢流閥、熱熔栓(shuān)、手動(dòng)截止閥、溫度(dù)傳感器和壓力傳感(gǎn)器等在內的輔助(zhù)安全裝置。車載供氫係統安全措施應從預防與監控兩方麵著(zhe)手。從預防的角度來說,小艾以國內研發的燃料電池中巴車為例(lì),給出了車載供氫安全實例。
燃料電池中巴車隨車攜帶6個高壓氫氣罐,在這些氫氣罐上(shàng)安裝溫度傳感(gǎn)器用來檢測氣罐內氣體(tǐ)溫度,由這些傳感器將(jiāng)氣罐內氣體的溫度信號發送到駕駛室儀表盤上,通(tōng)過氣體溫度的變(biàn)化來判(pàn)斷外界是否有異(yì)常情況發生(shēng)。例如氣體(tǐ)溫度突然急劇上升,如排除溫度傳感器故(gù)障之外,則在氫氣罐(guàn)周圍可能有火警發生。壓(yā)力傳感器主要用於判斷氣罐中(zhōng)剩餘氫氣量,以保證車輛的正常行駛,當壓力低於某值(zhí)時可以提示駕駛員加(jiā)注氫(qīng)氣。其次,駕駛(shǐ)員(yuán)可根據儀表盤上的壓力讀數判斷氫氣罐是否有泄漏發生(shēng)。
氣(qì)罐安全閥也對供氫係統提(tí)供(gòng)了安全保障,當氣罐中(zhōng)氫氣(qì)壓力超過設(shè)定值時,能通過氣罐安(ān)全閥自動泄壓,例如瓶體溫度由於某種原(yuán)因突然升(shēng)高造成氣罐內氣體壓力上(shàng)升,當壓(yā)力超過安全閥設定值時,安全閥自動(dòng)泄壓(yā),保證氣罐在安全的工作壓力範圍之(zhī)內。
氣罐電磁閥通常與手(shǒu)動截止閥聯合作用,當電磁閥能正常工作時,手動截止閥處於常開(kāi)狀態,這時電磁閥由直流電源驅動,無電源時(shí)處(chù)於常(cháng)閉狀態,主要起開關氣瓶的作用,與氫氣泄露報警係統聯動,當泄漏氫氣濃度達到保護值能自動關閉,從而達到切斷氫源(yuán)的目的。當(dāng)氣罐電磁閥失效時利用手動截止閥切斷(duàn)氫源,有(yǒu)效避免氫氣泄漏。
加(jiā)氣口在加(jiā)注時與加(jiā)氣機的加氣槍相連,以達到加注的(de)目的,同時加氣口應具有單向閥以及顆粒過(guò)濾功能,應與未遮蔽的電氣接頭、電氣開關和其他點火源保持至少(shǎo) 200 mm 的距離。
單向閥在加氣口或供氫管路出現損壞情況下防(fáng)止氣體向外泄漏並提高加氣口的使用(yòng)壽命。
管路電磁閥在給(gěi)氣罐充(chōng)氣時,可有效防止氣體進入電池。
減壓閥可以將氫氣的壓力調(diào)節到電池所需要(yào)的壓力。當出現危(wēi)險時針閥可以將氫氣瓶中的殘餘氫氣安全放空。
由於供氫管路內氫氣高壓流動,因此管(guǎn)路的材質選用(yòng)不鏽鋼,耐壓要大於 35 MPa。
溢流閥在係統正常工(gōng)作時,閥門(mén)關閉。隻(zhī)有負載超過規定的極限(係統壓力超過調定壓力)時開啟溢流閥,進行過載保護,使係統壓力不再增加(通常使溢流閥的調定壓力比係統最高(gāo)工作壓力高10% ~20%)過濾閥可防止管路中的雜質進入燃料電池,以免損壞電(diàn)池。