车载氢系统关键技术研究与实践

发展简史
轻质化、高可靠无人机 供氢系统研制成功！
35MPa车载氢系统核心零部件 研制成功，高集成度车载氢系 统在多个车型上得到应用。
3】周到的维修性设计：用户可在无需排空气瓶压力的条件下 更换压力传感器、电磁阀、进出口接头等零部件。
4】贴心的操作性设计：高压手动截止阀采用公司专利的卸荷 式结构方案，大幅减小操控力矩。
5】低功耗设计：采用公司独创的PWM电路设计，可确保电磁 阀在18~36V电压波动范围可靠工作，并减小线圈发热量， 电磁阀降低能耗80%。
打造极简的供氢系统
1】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。
2】为了满足加氢模块集成化的要求，研制了既满足插装要求，也满足导管直连 要求的加氢口。
3】模块内部可以很方便的集成冗余单向阀、手动高压截止阀等功能部件。 4】相比导管连接方式，模块化集成方案，更适合未来大批量自动化生产。
② 高可靠高集成度阀门技术：依靠高度集成化的组合式阀门或阀岛，简化系统结构，简化装配工艺，提高 可靠性，提高生产效率，降低产品成本。
③ 高可靠低成本工艺性好的高压导管连接技术：目前普遍采用的卡套式高压管件、钢管端末翻边O型圈平 面密封等形式，这两种形式基本依赖进口产品，成本较高；卡套式结构对安装人员要求高，曾出现过拉 脱现象，不太适应车载恶劣工况下的动力学环境、温度交变环境要求，可重复装拆次数有限；端末翻遍 结构需要昂贵的设备，对管件设计要求严格；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。
高集成度调压组合阀
减压阀压力特性
减压阀流量特性
调压组合阀主要技术参数
产品认证
1】采用O形圈+F4双重密封技术，密封更可靠； 2】对导管的尺寸公差要求不高，可普遍适应各种国产导管，降低导管采购 成本90%； 3】工艺性好，配套工具简单，操作简单，不存在影响质量的人为因素，降 低人工成本； 4】连接牢固，抗振动能力强，杜绝泄漏和导管拉脱隐患； 5】可重复装配次数不限； 6】具有明显的成本优势。
公司定位：公司以市场瓶颈及客户的痛点为牵引，瞄准未来大规模应 用的背景，以氢系统核心零部件及核心设备的自主创新为切入点，通 过高集成度核心零部件技术，打造最简约、最放心的储供氢系统。
核心产品：车载氢系统及瓶阀、调压模块、加氢口等核心零部件；加 氢站压缩机、控制阀、加氢枪等核心设备及核心零部件；无人机供氢 系统、瓶口组合阀及便携式加氢压缩机、微型便携式制氢加氢站；备 用电源供氢系统及核心零部件。
插装式结构
无减压功能的瓶阀
有减压功能的瓶阀 特别适用于单瓶氢系统
1】高集成度设计：内部集成TPRD、手动截止阀、高压电磁阀、 过滤器、过流阀（选配）、压力传感器（选配）、温度传 感器等功能部件。
2】可扩展性设计：针对叉车、电源等单瓶应用背景的供氢系 统，还可在电磁阀出口集成2级减压阀，使其具备直接向 电堆供应低压氢气的能力，出口压力可根据用户需求调整。
车载氢系统关键技术研究与实践
Shanghai Hanqing Power S&T Co.,Ltd
产业化背景下 的
（一）产业化背景下的车载氢系统基本要求：
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。
35MPa调压组合阀 70MPa调压组合阀 基于散件拼组的调压模块
1】高集成度设计：将过滤器、减压阀、泄压阀、手动泄放 阀等功能部件集成在一起，并预留压力传感器接口。
2】节省导管8~9根、导管接头16~18个、三通3个，空间尺 寸缩小90%以上，生产效率提高百倍以上。
3】基于高可靠的航天减压阀设计经验，采用两级集成式减 压核心技术，压力更稳定，密封更可靠。
创造灵感来自于高可靠的飞船导管连接技术
振动考核 电动压接卡钳
（一）车载氢系统领域的应用情况
大巴车
乘用车
物流车 观光旅游车
无人机及加氢设备
军工领域流体控制及测试系统
日益广泛的应用得益于对技术的深度研究和不懈怠的创新 以及客户对公司技术与产品的呵护与支持！
公司概况
公司背景：公司于2016年由航天动力领域专家团队联合创办。航天动 力技术与氢能源储供氢技术高度契合，我们希望依托先进的航天动力 技术，为储供氢领域提供先进、可靠的系统及核心零部件解决方案。
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。
成本已经成为制约氢能产业发展的最大障碍
（二）储供氢关键技术：
① 高压复合材料气瓶技术：短期内，高压储氢仍将是成熟度最高的主流路线。其中低成本高性能的C纤维 技术、低成本高效率的内衬成型工艺及工艺装备技术、高结构效率的变张力缠绕及高效固化技术等等， 均是需要攻克的关键技术。
④ 高效能低成本的氢气循环技术：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。
Hale Waihona Puke Baidu
（三）车载氢系统技术国内现状：
车载氢系统是各种氢燃料电池汽车的关键分系统之一
基于普通工业领域应用的离散零部件拼凑的氢系统
这未必是未来大规模生产需要的技术
储氢 模块
调压 模块
1】对各类不同用途车辆供氢系统全寿命周期的使用环境、故障模式、维修性、可 靠性进行了深度的分析研究，针对各类用途车型形成了不同的供氢系统逻辑结 构设计准则，并在此基础上，建立供氢系统核心零部件主要技术指标体系；
2】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， 将供氢系统按照功能及装车的区域，划分为加氢、储氢、调压三个集成模块。 采用阀岛模式对各模块进行了集成化设计，大幅简化了系统管路结构，减少了 管道及接头数量，缩短了供氢系统装配时间，提高了系统密封可靠性，降低了 系统成本。 加氢 模块