氢燃料电池车辆安全加氢过程中加氢机加注过程控制的 10 个要求:
1、加注过程
加注过程包括:加注启动阶段、主加注阶段和加注停止阶段。加注启动阶段应包括初始加注判定、泄漏检测、压力测量、加氢策略判定等程序,主加注阶段应包括升压控制、泄漏检测、紧急控制等程序。
图 1 加注过程示意图
2、控制方式
2.1 加注过程有多种控制方式,宜采用可调节孔板控制。在满足加注时间的情况下,可采用固定孔板控制。
2.2 加氢机应设有自动切断阀,以在加注结束或发生紧急情况时,停止加注过程。
3、通讯系统
3.1 按照加注过程中加氢机与车辆有无通讯,可以分为有通讯的加注和无通讯的加注。
3.2 当采用基于加注表的加注方式时,有通讯的加注和无通讯的加注速率应相同,但是结束压力不同。无通讯的加注只允许加注到目标压力,有通讯的加注可根据加注率 SOC 计算加注压力,为保证车辆的压缩氢气储存系统处于加注边界范围内,优先考虑加注表中的目标压力。
3.3 通讯系统必须能识别出连接脉冲和初始脉冲。
3.4 工作状态下,通讯系统应能识别氢气瓶压力等级、容积、起始温度、起始压力、结束温度、结束压力、加氢次数等信息,且应在加注过程出现异常时停止加注。
3.5 当加氢枪与车载加注口连接后,加氢机与车辆应进行通讯,且在 5 秒内进行通讯确认,若超过时间则认为通讯失败。
4、加注判断
根据加氢机氢气供给温度、通讯、环境温度、车辆的压缩氢气储氢系统初始压力等,判断车辆是否具备加注条件,如结论为"不能加注",则终止加注。
5、初始泄漏检测
车辆与加氢机相连,应检查其气密性。加氢机加注少量氢气到车载氢气瓶,然后停止,监测加氢软管压力,5s 后查看压力下降情况。如果检测出压力迅速下降,这表明系统存在故障,加氢机应停止加注过程。
6、目标压力和加注速率
在加注启动阶段结束,应根据加氢机氢气供给温度、通讯、环境温度、车辆的压缩氢气储氢系统初始压力、储氢瓶类型、储氢数量等信息确定加氢速率和目标压力。
7、泄漏检测
35MPa 加氢机加注过程中,加氢软管压力达到 30MPa 时,应进行泄漏检测。70MPa 加氢机加注过程中,加氢软管压力达到 30MPa、60MPa 时,应分别进行泄漏检测。一般 15 秒内测得车载氢系统压力急速下降 10MPa,加氢机应停止加氢。压力偏差加注结束时,设定的目标压力和车载储氢系统内的实际压力差小于 0.3MPa。
8、紧急停机
如加注过程中发生过压,过充,过热,泄露状况,按下紧急停机按钮,5 秒内停机。
9、结束加注
当车载储氢装置内压力达到目标压力、系统超温、超压、泄露,以及车辆或加氢站发出终止加注信号时,加氢机应马上停止加注。
10、数据记录与显示
加注过程中,加氢机系统应显示氢气加注量和加注压力。同时系统应在发生故障时,进行明显的提示。加注系统应记录每次加注的信息:
a)时间;
b)初始温度、压力;
c)终止温度、压力;
d)加氢量;
e)加注次数;
f)故障信息。