创新 • 创优 • 创见
搜索
当前位置:主页 > 新闻资讯 >

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数

时间:  2020-04-27 14:19   来源:  全球城市公共交通系统    作者:  网络转载

[汽车总站网 www.chianautoms.com欢迎你]

氢燃料汽车是实现可持续能源社会的重要途径。毫无疑问,日本在这个领域处于世界领先水平。

“日本永续国际“与”北京永续星和技术有限公司“致力于国际前沿技术,基于海内外市场对日本氢燃料汽车关键零部件的需求,介绍并提供包括FCV控制阀等核心零部件的主要性能与技术参数,推广日本量产的FCV核心技术产品。

为了加深对FCV氢燃系统的理解和认知,我还从技术角度专题介绍FCV汽车氢燃料系统控制阀的开发(见本文论述部分)。

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数
 

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数

核心零部件主要功能与工作原理

为了加深对FCV氢燃系统的理解和认知,并为您的产品选型提供尽可能多的技术信息,“日本永续国际“与”北京永续星和技术有限公司“从技术角度介绍FCV汽车氢燃料系统控制阀的开发。

一、系统构成与工作原理

氢燃料汽车采用燃料电堆,依赖高压罐提供的氢气以及空气压缩机持续供给空气使电堆产生电力。汽车在实际运行过程中,必须根据起动、停止、加速等工况需求,在系统优化控制之下精确地向堆栈供给不同压力和流量氢气和空气才能正常工作。

为此,必须在氢气和空气系统中,嵌入满足FCV各种工况和低温使用条件下、具有一定特定要求的专用控制阀门,通过EVU实现高精度控制。

以下,我们从技术角度介绍FCV汽车氢燃料系统控制阀产品的开发。本文将详细介绍配装在新能源氢燃料汽车上所用各种氢类、空气类阀门的功能及其先进技术与特点。

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数
燃料电池汽车氢燃料系统配置图

安装在气瓶上的逆止阀2的功能是,既可以确保填充氢气顺畅添加,同时还具备以稳定氢气源向电堆提供燃料。具有氢气填充、输出、逆止、截断等多重功能。其中,调节器4的主要功能是减压调节,使输出压力稳定在系统规定值,且不受高压输入端氢气压力变化与波动的影响。

低压氢气系统主要包括气泵正极截止阀10、压力控制阀13、低压系统旁通阀9和电堆旁通阀12等。其主要功能是,依据电堆对燃料供给的需求,进行压力和流量调节、控制、输出。其中,具有消除和平衡来自氢燃料罐容量、压力影响的燃料喷射器5,以及安装在电堆上的喷嘴7组成的燃料喷注射单元。与压力控制阀13构成燃料流量控制和过量氢的循环利用装置。

空气系统由输泵(空气压缩机)11输送空气至背压式正极截止阀10、加湿器旁通阀9、空气湿度调节器15;还包括从空气泵输出的过量压缩空气通过电堆栈旁通阀12返回气泵输出端。

为防止空气压缩机停止运转后,密闭系统内的空气倒流,还设有负极截止阀14。

二、主要部件功能介绍

1、瓶口逆止阀

氢气罐瓶口逆止阀是一款小型、轻量化组合阀。采用封装式全封闭结构,通过集成使之具有切断阀和逆止阀的双重功能,形成可靠的高压氢燃料安全加注装置。

阀门工作驱动结构设计,采用反冲导频结构使之在高压气体环境下,具有灵活、精准的可操作性,兼具小型化、轻量化。氢气罐阀需要结构紧凑、体积小、重量轻,采用罐内结构和高集成度,使之同时具备止回阀和截止阀双重功能,即:氢燃料流动路径大比率共用。

在阀门驱动结构中,针对高压差的可靠性和小型化,采用先导冲击式双路电磁阀方案。并且,先导阀由树脂制成,以确保气密性、高强度和耐久性。加之采用合金铝锻造工艺,重量轻、成本低。

瓶口逆止阀基于高压气体安全技术国际标准设计、生产、试验,并通过了汽车压缩氢燃料系统和UN G l B a l技术法规(GTR)附件第13号标准检测认证。

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数
图1 截止阀

2、减压阀

减压阀同样以安全、可靠、低成本、轻量化为目标,阀体采用全铝合金和柱塞式压力调节装置,采用NGV减压阀控制技术,使其具有更高精度的压力调节以及高压工作环境下的灵敏度。

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数
减压阀

3、氢燃料喷嘴组件

内置于喷射器单元中的流量控制阀基于量产的NGV产品开发而成,具有低温环境下动作灵敏、开度精确和密封性极佳等优点,完全满足氢燃料汽车供气系统规范性技术要求。

需要说明的是,汽车氢燃料系统与NGV相比,由于受高压力影响时其滑动、止动部分,以及密封性能等方面受到挑战而成为较高的难题。在可靠性与耐久性方面,同样面临许多技术难题。

作为解决上述这些问题的技术对策,产品是通过改变金属涂层来降低阻力和延长滑动、止动部件使用寿命的,并且通过改进引导结构提高关键零部件的使用寿命。

产品对小型化的技术贡献同样非凡。针对狭窄空间缜密布置和高气密封性要求,采用铝合金一体成型式热锻造技术等来解决上述技术难题。

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数
喷油嘴

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数
氢燃料喷射器

4、清洗阀

清洗阀采用特殊橡胶密封材料以提高阀体总成件的密封性能,并且能在低温和低于冰点的环境下运行自如。针对橡胶件与金属材料的粘连这一技术难题。本产品使用特殊涂层用以杜绝粘连,完全不同于传统的采用不锈钢材料。

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数
清洗阀

5、排水阀

采用成熟的电磁阀部件以及优化磁路设计,使之实现了轻量化、低成本、高可靠性。考虑到耐候性要求,液体通道采用不锈钢。阀体采用热锻制造工艺,旨在实现小型化、低成本、长寿命。

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数
排水阀

6、空气控制阀

空气系统由正向截止空气阀、加湿器、旁通阀等部件组成。重点介绍一下正向截止(节流)空气控制阀。正向截止空气控制阀采用常规的蝶阀结构,具有优异的低压损失和空气流量精确、可控。类似汽油车节流阀的翻版,将其成熟结构直接移植到氢燃料供气系统之中。

不过,氢燃料供气系统与汽油机节流阀相比,最大不同点是在流动路径中会产生大量的水份,因此需要针对低温使用环境下导致金属材料腐蚀这一问题,而将相关零件的材料换成不锈钢。

此外,为了防止阀门轴和孔之间的间隙因产生水而冻结,采用特殊防水涂层施涂于孔、轴部分,以及优化排水孔设计以改善排水性能。

通过上述措施,既提高了部件的耐腐蚀性,又可实现在冰点环境下的正确动作。

分析|日本氢燃料汽车FCV控制阀等核心零部件主要性能与技术参数
空气控制阀(节流阀)

上述产品已于2016年3月上市,成为日本许多氢燃料汽车企业的标准配套产品。
 

[汽车总站网 www.chianautoms.com欢迎你]


读者留言
看不清?点击更换

汽车总站网

  • www.chinaautoms.com/由北京茂胜文化传媒有限公司版权所有@2019

    京ICP备18056018号-1

    合作QQ: 305140880

    地址:北京市朝阳区清河营国际城乐想汇3号楼1612室