近年来,随着化石能源的日益匮乏,氢能被视为全球最具发展潜力的清洁能源之一,并被不少国家、车企及能源界学者称来最完美的“新能源汽车终极解决方案”。
氢能被视为全球最具发展潜力的清洁能源
伴随氢燃料电池行业国家政策利好不断,全国地方政府纷纷响应加速其落地,可见国家对燃料电池汽车的重视程度和布局决心非同一般,氢能及燃料电池的安全性作为氢能产业链的核心突破口,对于推进规模化进程和优化升级产业结构显得尤为重要。
液压测试技术作为氢燃料电池汽车储氢系统及储氢罐研制和生产环节中的关键技术,是验证产品性能指标、可靠性、安全性及寿命等的重要手段。然而,相比日本及欧美等发达国家,国内氢能产业研究应用起步较晚,相关产业链关键零部件产品自主知识产权不多,导致液压测试技术未得到深入的利用和有效的重视,虽然国内液压测试技术的应用开始逐步增多,但液压测试技术受成本投入较大等因素,核心技术仍然受控于发达国家,尤其在氢能产业领域,关键测试技术水平也相对较差,元件的性能、可靠性、稳定性及寿命都落后于发达国家,可以说仍处于大片空白状态。
氢能及燃料电池技术的规模化落地运营,其储氢系统及关键部件的安全性与液压技术水平密不可分,提高我国的液压技术水平是中国重型装备制造业走向世界领先水平的必要条件。
长城氢能检测作为国内首个以氢燃料电池汽车相关产品测试为重点的国家级研发检测基地,拥有国内第一座105MPa高压氢气循环测试台,国内第一座6轴储氢瓶缠绕机,国内第一个燃料电池动力系统测试台架和国内第一座液态储氢加氢站等全套检测和试制设备,已陆续填补氢能领域多项关键技术空白,液压测试技术便是其中尤为突出的一项研究成果。
长城氢能检测全貌
长城氢能检测液压测试实验室,以满足国家、国际测试标准对质量和安全的严格要求为核心技术,引进欧美及国内多项高尖端测试设备,对储氢和分配部件进行严格测试,对氢能系统部件的压力性能和循环寿命进行重点实验研究,以储氢系统运行压力超87.5兆帕的目标测试水平,严格保证未来汽车用户的安全及其具有足够的强度和合适的使用寿命。
液压试验室外籍专家团队
该试验室配备安装6台大型测试机,可对储氢系统组件及储氢罐进行测试。使用高压液压设备验证部件强度和完整性,允许氢罐试验的最大爆破试验压力为200兆帕,氢能系统部件的最大爆破试验压力为400兆帕。同时,具备可控性的增压率试验,可根据实际应用需求调整为每一步的多级试验,该测试项目验证了该部件的最大压力承载能力,为其在氢燃料电池电动汽车(FCEV)中的应用确定了合适的安全系数,是目前国内氢能产业领域最先进的检测技术。
另外,基于车辆寿命周期的考量,通过模拟油箱和系统压力循环,可直接验证油箱的定期增压、排空及相关氢能部件的循环性能,针对储罐和部件进行循环试验,可实现最大压力为105兆帕、最大储罐容积为200升、组件容积为450毫升的测试试验,根据组件和箱量和测试标准要求, 压力循环频率可以调整并达到每分钟10个循环周期。
液压测试
同时,氢能系统的使用温度,也是需要工程师和汽车制造商注意的重要因素之一。由于夏季和冬季的温度不同,以及压缩和使用过程中的气体加热和冷却差异,确保系统在极端温度下的安全性是非常重要的。该液压试验实验室,部件测试配备CTS高低温环境箱,可以在-40°C到+85°C的温度及环境下,控制空气湿度,对储氢罐和氢能系统组件依次进行温度、温差测试,减少测试装备和执行时间。具备长期(1000小时)高温试验在温度超过+85℃和压力高达87.5 兆帕的测试水平。其次,配备的储氢罐试验机设备具有额外的热交换器,可冷却用于循环增压罐的测试流体,并根据测试标准确保恰当的耐热性。
该试验室在测试标准方面,完全按照相关国家和国际标准对氢罐和高压系统进行验收测试,采用GTR 13、EC 79和GB/T 35544等关键的指导方针设计测试系统及其自定义控制软件,可进行实验、生成数据和 告,为氢能产业链制造商在氢罐和部件开发过程中提供严谨的科学依据及安全保障。
目前,长城氢能检测液压试验室所有测试设备均已进行了100多项不同的测试,测试范围涵盖35Mpa和70Mpa氢瓶的常温与极限温度下的液压循环测试、静压测试以及液压爆破测试,OTV、减压阀、TPRD等关键阀件的液压测试等,是国内最全面、最先进的液压技术试验设备,也是支撑国内氢燃料电池电动汽车研制领域试验能力的重要补充,现已正式面向全行业对外开放。
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