车载氢系统是各种氢燃料电池汽车的关键分系统之一,但现有的车载氢系统技术与成本严重制约了氢能产业的发展。目前国内车载氢系统的核心零部件大多采用进口,这给国产核心零部件厂商带来不小的压力,而进口导致成本难以下降,尤其在70Mpa系统中,进口核心零部件的价格更加高昂。
7月3-4日,高工氢电、高工产研主办的“2019高工氢电产业峰会”在上海隆重举行,本届峰会主题为“风口上起舞,刀口上前行”,来自车企、电堆及系统、核心材料、关键零部件及设备、氢气制储运等全产业链各个环节的超500位企业高层共聚一堂,围绕氢能行业发展趋势及产品技术进行深度探讨交流。
在7月3日的会议现场,上海瀚氢动力科技有限公司(下称“瀚氢动力”)董事长刘彦杰博士发表题为“车载氢系统关键技术研究与实践”的主题演讲,围绕国产车载氢系统关键技术及其未来发展趋势展开。
上海瀚氢动力科技有限公司董事长刘彦杰博士
刘彦杰认为,产业化背景下的车载氢系统需要满足以下四个基本要求:
1、可靠性要求:必须确保全天候温度交变环境、全路况动力学环境条件下,密封可靠、结构可靠、参数稳定。
2、安全性要求:必须在车辆遭遇碰撞、侧翻、火灾等常见交通事故过程中,不出现爆炸次生灾害,最大限度确保人员生命及财产安全。
3、维修性要求:主要零部件应容易更换,维修周期短,维护费用低。
4、低成本要求:必须采用新的技术手段,大幅简化系统结构,才能适应未来大规模、高效率生产的模式,成本才能大幅降低。
在车载氢系统中,储供氢技术尤为关键,当中涵盖诸多管道阀门以及当下热议的储氢瓶技术。刘彦杰表示,短期内,高压储氢仍将是成熟度最高的主流路线,但碳纤维材料的研发、内衬成型工艺技术及变张力缠绕技术等是急需攻克的关键。
在阀门方面,可依靠高度集成化的组合式阀门或阀岛,简化系统结构,提高可靠性、生产效率,降低产品成本。
在导管连接技术上,目前普遍采用的卡套式高压管件,全部依赖进口,价格昂贵,必须针对储供氢领域的特殊要求,研制新型的导管连接技术,建立新的技术标准,才能适应未来大规模生产的模式和低成本的要求,以及高可靠密封要求。
对于氢气循环技术,降低功耗,提高效能,提高可靠性,是氢循环泵研制需要解决的主要问题,需要采用新的技术路线。
据刘彦杰介绍,瀚氢动力基于高性能、高可靠的航天动力系统研制经验和科学理论及方法,针对未来商业化、大规模生产、应用需求,提出了集成式供氢系统技术路线,采用高度集成的瓶阀、调压组合阀及套压式管道连接技术简化供氢系统结构。同时针对物流车、大巴等氢系统普遍在加氢模块并联高压压力表,提出了集成式加氢模块的设计方案,将加氢口、压力表插装在模块本体上,整个模块只需一个外部导管接口。
截至目前,瀚氢动力70MPa车载氢系统核心零部件已陆续研制成功,现正积极研发加氢站无油活塞压缩机。