系统采用的储氢瓶由航天部625所提供,为技术成熟的铝材容器,外用碳纤维加强,内胆为抗氢脆的聚合物材料。第一辆原型车车载高压氢气储存供应系统的技术指标如下:
(1)工作压力:20Mpa
(2)储气量:水容积100L气瓶9支;
(3)过流安全保护装置:当流量在75Nm3/h时,电磁阀10不应关断,在流量达到100Nm/3此时,电磁阀10必须关断。
(5)减压器:流量≥65Nm3/h;
(6)滤清器:一级过滤精度为60μ,二级过滤精度为3μ。
3.2氢安全系统
863燃料电池城市客车携带有大量的易燃、易爆的高压氢气,车内乘坐有大量的乘客,运行环境和运行工况复杂多变,因此整车安全设计和制定严格科学的安全标准是燃料电池城市客车研制过程中一项极其重要的任务。第一辆原型车氢安全系统包括氢供应安全系统、整车氢安全系统、车库安全系统和其他措施。
3.2.l氢供应安全系统
整车的氢供应系统从设计到施工充分考虑了用氢安全。所有储氢瓶、管道以及阀件均适用于氢介质,所能承受的压力留有足够的安全裕量;储氢瓶的安装根据安全要求执行,所有高压氢气连接管均采用无缝不锈钢管,质量符合国家标准;并组管路经过30Mpa水压实验和20Mpa气密检查实验后才进行总体安装;总装结束后,对整车氢供应系统进行两次气密性检查;在储氢瓶的出口处设有过流保护装置,当管路或间件产生氢气泄漏使氢气流量超过燃料电池发动机需要最大流量的20%时,过流保护装置会自动切断氢气供应;在储氢瓶的总出口设计有一个电磁阀,当整车氢报警系统的任意一个探头检测到车内的氢浓度达到报警标准时,将通知司机切断供氢的电磁阀。
系统还配有高低压管路的保护装置:
(1)在高压管路部分,设置了过流安全保护装置。若发生意外,在超过设计安全流量时,可不需借助任何外力迅速自动切断气路;当故障排除后,只需对电磁间进行数秒钟的通电,又可恢复正常运行。
(2)在低压管路部分,设置了发动机供气安全保护装置。当发动机出现故障不能正常运转时,将使电磁问自动关闭,切断发动机供气气路,保证供气系统的供气安全。
3.2.2整车氢安全系统
整车氢安全电气控制系统包括氢泄漏监测及报警处理系统。氢泄漏监测系统由安装在车顶部的储氢瓶舱、乘客舱、燃料电池发动机舱以及发动机水箱附近的4个催化燃烧型传感器和安装在车体下部的一套监控器组成,传感器实时检测车内的氢浓度,当有任何一个传感器检测到的氢浓度超过氢爆炸下限(空气中的氢浓度为4%体积浓度)的10%、30%和50%时,监控器会分别发出I级、II级、III 级声光报警信号,同时通知安全报警处理系统采取相应的安全措施。氢安全报警处理系统的电气原理框图如图7所示。
氢安全报警处理系统接收到I级报警信号时,由报警处理单元启动声光报警系统;同时通过固态继电器给驾驶室提供一个接地的信号,使驾驶控制系统的一个继电器吸合,通过声光报警通知司机有氢气泄漏,司机通过手动开关一次性关闭燃料电池发动机,关闭氢供应系统中氢气瓶组出口的电磁阀,并采取其他相应的处理措施。