深圳燃料电池汽车动力系统实训台

通常情况下，氢的密度只为空气的7%（一个标准大气压下，0℃下，密度为0.0899g/L），与汽油、丙烷和天然气相比，具有更大的浮力(快速上升)、扩散性(横向移动)和快速挥发性。空气中很难聚集高浓度的氢，如果发生泄漏，氢气会迅速扩散，特别是在开放环境中，很容易快速逃逸，而不像汽油挥发后滞留在空气中不易疏散。美国的博士做过一个有名的试验，如图1-1所示。两辆汽车分别用氢气和汽油作燃料，然后进行泄漏点火试验。点火3秒后，高压氢气产生的火焰直喷上方，汽油则从汽车的下部着火；到1分钟时，用氢气作燃料的汽车只有漏出的氢气在燃烧，汽车没有大问题，而汽油车则早已成为大火球，完全烧光。所以氢气易挥发的性质，与普通汽油车相比，有利于汽车的安全。氢气管理实训台采用联锁技术，以确保氢气管理安全操作。深圳燃料电池汽车动力系统实训台

燃料电池汽车的燃料是氢气，由于氢气本身的特性，使得燃料电池汽车氢系统的安全性成为人们首先关心的问题，因此，为了燃料电池汽车的推广和使用，有必要对燃料电池汽车的氢系统安全性进行研究。氢特性及燃料电池氢系统概述:在常温常压下，氢气是一种无色无味无毒的气体。从氢安全的角度考虑，其具有以下特点：(1)易燃性：氢气是一种极易燃的气体，燃点只有574℃，同时氢气和空气混合时可燃范围非常广，使得氢气很容易快速点燃，又由于氢气密度低，因此氢气燃烧后火焰上升也很快；(2)炸裂性：氢气)炸裂的体积分数在4～75%之间，相比甲烷的5～15%，其炸裂极限体积分数的范围很宽，为了避免)炸裂，需将氢气浓度控制在 4%以下，通常的做法是使用氢浓度传感器实时监控，并在必要的时候使用风扇排风降低浓度。氢气管理实训台怎么样氢能实训平台可以帮助学生了解氢能技术的环保和可持续性特点。

实训台配备轻型、、节能、环保的高科技电解纯水型氢气发生器及其控制系统，为氢燃料电池提供氢气源；选用风冷自增湿型质子交换膜燃料电池（PEMFC）及其控制系统，和储氢装置、储能电池、功率模块、散热装置等组合成氢燃料电池系统关键部件实训系统。让学员快速掌握电解水制氢装置的具体结构及电解水制氢的工作原理和具体操作流程，储氢装置的结构特点与氢气储运的操作要点，PEM型氢燃料电池的结构与工作原理和运行参数。实训项目：1. 了解电解水制氢的工作原理。2. 了解电解水制氢的工供电系统控制原理。3. 了解储氢装置。4. 了解氢燃料电池供电系统控制原理。5. 了解氢燃料电池供电系统主要零部件功能。6. 熟悉氢燃料电池供电系统各种状态下等参数变化规律。7. 熟悉氢燃料电池供电系统常见故障现象，学会查找故障原因。

当整车控制器识别出整车异常或燃料电池系统异常时，将把安全线拉为低电平，通知氢系统或其他获取该信号的系统进入安全应急状态。同样的，氢系统控制器也能拉低安全线并让系统进入安全应急状态，来达到保证车辆及人员安全的目的。氢由于其固有的特性，氢安全问题在一定程度上制约了氢燃料电池汽车的应用和发展，因此让更多人了解氢气，了解燃料电池氢系统以及了解氢应用的安全实例就显得尤为重要。在氢能相关技术进步的同时，做好氢安全知识的科普具有重要意义。我国在燃料电池汽车领域的起步相对较晚，虽然已经发布了氢安全相关的标准法规，但仍需在实践中不断完善和补充，进而从法律角度严格保障燃料电池汽车的安全性与传统车相当。实训台具备过滤系统和供液器，实时过滤供出的气体，确保实验结果的准确性。

氢气预冷：如果气源为常温，则在氢气加注过程中，气瓶温度会快速增加，并很容易达到氢瓶的安全温度限制，如果此过程靠自然冷却，则加注时间会很长，也就无法达到快速加注的目标，所以在氢气加注之前，通过对氢气进行制冷，使气源温度达到-40 ℃，然后再用低温氢气进行加注。温升控制加注：在氢加注过程中，即使进行氢气预冷，也不能保证加注流量很大时气瓶温度始终在安全限值以下，因此为了平衡氢气加注速度和氢瓶温升，需要通过控制气瓶内的压力上升速度和氢气加注流量的方式控制气瓶温度。分级加注：通常加氢站的储氢罐按照压力级别分成三组，压力从高到低分别是高级瓶组、中级瓶组和低级瓶组。在加注过程中，加氢机将按照控制程序，按照从低压到高压的顺序依次供应氢气。其中，气源阶梯切换的判断常以气瓶内平均压力变化速率为依据，进而可按照低级瓶组到中级瓶组再到高级瓶组的顺序从各级储氢罐中取气，按照此方式也提高了各级储氢罐中的氢利用率。氢能实训平台可以提供真实的氢能实验环境，让学生能够亲身体验氢能技术的应用。深圳燃料电池汽车动力系统实训台

实训台的界面设计清晰简单，提高操作效率，并且可以设置多种参数来控制氢气流量。深圳燃料电池汽车动力系统实训台

氢系统控制器还需对计算后的参数进行判断和故障处理。例如，在氢瓶的温度超过报警温度时，氢系统控制器会发出控制信号立即关闭电磁阀，并将报警信号发送给整车控制系统和燃料电池控制系统，发送请求结束系统工作的请求，发送的信号中也包括故障气瓶编号的信息，并在仪表上提示驾驶员，同时使用声音提醒驾驶员采取紧急安全措施。由于氢气的易燃易爆特性，对氢泄露和排氢浓度的监控和处理显得尤为重要。在燃料电池系统工作中，为排出氢气路蓄积的水，需要按照一定的时间间隔进行排气操作，不可避免会有少量氢气排出系统，而为了保证安全，必须确保排出其他的氢浓度低于可燃值。因此，常规方案是将排出的氢与空气路排出的废气在混合腔内充分混合，同时监测排氢的浓度，当排氢浓度高于预设的限值时，需降低排氢时间，同时增加空气的排气量使排出的混合气低于预设值。深圳燃料电池汽车动力系统实训台

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