车载氢系统成本分析概述

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作者 王昕雨 郝佳 +2 位作者 傅林 王翔 唐笑 《时代汽车》 2024年第19期25-27,共3页

车载氢系统作为氢燃料电池动力系统重要组成,为其提供氢气动力,直接影响氢燃料电池商用车的续航里程和成本。行业内外越来越多的人关注车载氢系统,推动相关技术进步。本文通过对燃料电池商用车车用35MPa、70MPa高压气态车载氢系统结构介... 车载氢系统作为氢燃料电池动力系统重要组成,为其提供氢气动力,直接影响氢燃料电池商用车的续航里程和成本。行业内外越来越多的人关注车载氢系统,推动相关技术进步。本文通过对燃料电池商用车车用35MPa、70MPa高压气态车载氢系统结构介绍,并根据结构进行成本测算,形成系统总成本。同时对影响车载氢系统成本的关键因素进行分析,预测规模化应用成本,对燃料电池商用车推广具有指导意义。 展开更多

关键词 35MPa 70MPa 车载氢系统 车载氢系统成本

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GB/T 26990-2023《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》标准分析 被引量：1

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作者 孙田 兰昊 +2 位作者 郝冬 陈光 杨沄芃 《中国标准化》 2024年第5期187-191,共5页

近年来随着燃料电池电动汽车技术不断升级,与35 MPa车载氢系统相比,公称压力为70 MPa的车载氢系统具有储氢体积密度大可提高整车续驶里程的优点,在乘用车上得到广泛应用。而在GB/T 26990—2011《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》及... 近年来随着燃料电池电动汽车技术不断升级,与35 MPa车载氢系统相比,公称压力为70 MPa的车载氢系统具有储氢体积密度大可提高整车续驶里程的优点,在乘用车上得到广泛应用。而在GB/T 26990—2011《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》及GB/T 29126—2012《燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法》中仅适用于公称工作压力不超过35 MPa的车载氢系统,而且该版标准已实施十余年,已不能完全适应现阶段燃料电池电动汽车车载氢系统技术现状,因此2023年11月,我国发布了GB/T 26990—2023《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》,该标准修改和增加了部分技术内容以适应当前燃料电池电动汽车行业发展水平。本文将阐述GB/T 26990—2023的主要技术内容及其与上一版标准的异同,并对新标准中相关技术内容和测试方法进行解析,供行业内企业参考。 展开更多

关键词 燃料电池电动汽车 车载氢系统 标准

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基于故障树的车载氢系统泄露分析与风险评价 被引量：1

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作者 刘光辉 王星 +2 位作者 胡辰树 王桂云 孟子厚 《汽车实用技术》 2024年第5期1-8,共8页

氢气具有易泄漏、点火能小、易发生燃爆风险等特点,极易引发氢安全事故。为探索防范与控制燃料电池车载氢系统泄漏最佳途径,提升燃料电池汽车安全运营水平,文章运用故障树分析模型,对车载氢系统泄漏的各种可能路径进行了定性与定量分析... 氢气具有易泄漏、点火能小、易发生燃爆风险等特点,极易引发氢安全事故。为探索防范与控制燃料电池车载氢系统泄漏最佳途径,提升燃料电池汽车安全运营水平,文章运用故障树分析模型,对车载氢系统泄漏的各种可能路径进行了定性与定量分析。结果表明,至少存在22种导致车载氢系统泄漏的可能路径,氢泄漏发生的可能性较高,但氢泄漏后产生氢气着火爆炸的风险处于可接受区间。在氢气燃爆后果严重性难以避免的情况下,降低车载氢系统泄漏的可能性,强化预防与控制氢泄漏的安全应对措施,从而控制氢安全风险发生。 展开更多

关键词 氢泄漏 车载氢系统 故障树分析 风险评价

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燃料电池汽车车载氢系统潜在失效模式及原因分析 被引量：1

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作者 董文妍 陈向阳 +1 位作者 杨子荣 郝冬 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2024年第5期716-721,共6页

车载氢系统的安全性是燃料电池汽车(FCV)的核心技术指标之一,其安全性保障是实现FCV大规模商业化的重要前提。本文围绕车载氢系统的安全性,介绍了车载氢系统的组成,分析了车载氢系统及其零部件的失效模式及原因,总结了车载氢系统的失效... 车载氢系统的安全性是燃料电池汽车(FCV)的核心技术指标之一,其安全性保障是实现FCV大规模商业化的重要前提。本文围绕车载氢系统的安全性,介绍了车载氢系统的组成,分析了车载氢系统及其零部件的失效模式及原因,总结了车载氢系统的失效后果,并探讨了现阶段在FCV消防安全方面亟需完善的内容。分析表明,车载氢系统的潜在失效模式及原因主要包括密封、振动疲劳、机械冲击、碰撞、快速充放氢疲劳、热损伤、控制系统功能失效等,失效的主要后果表现为氢气泄漏。对于氢气泄漏的危害分析应充分结合车辆所处的场景进行综合考量,在极端场景下,“氢气泄漏+密闭/半密闭空间+点火源”将引起火灾甚至爆炸,会严重威胁公众的生命财产安全。因此,建议从强化安全性设计和验证、提升氢泄漏监测和气源控制技术、开展失效致灾危害量化评价、加强火灾防控技术等多个方面,促进车载氢系统的安全性水平提升。 展开更多

关键词 燃料电池汽车 车载氢系统 失效模式 失效原因 氢安全

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35 MPa车载氢系统减压阀失效仿真研究

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作者 段志洁 封利利 +1 位作者 刘宝 王龙 《自动化应用》 2024年第18期38-40,47,共4页

车载氢系统的安全和稳定对氢能车的正常运行非常重要,一旦其中的部件失效,可能会引发重大的安全事故。减压阀作为车载氢系统的核心部件之一,常常会受氢气的高压或高低温环境的影响而失效,导致无法正常减压,甚至会造成氢气泄漏。要使减... 车载氢系统的安全和稳定对氢能车的正常运行非常重要,一旦其中的部件失效,可能会引发重大的安全事故。减压阀作为车载氢系统的核心部件之一,常常会受氢气的高压或高低温环境的影响而失效,导致无法正常减压,甚至会造成氢气泄漏。要使减压阀能够正常地将氢气减压到指定压力,使燃料电池正常工作,往往需要对其进行高低温环境耐压测试,以确保其结构设计合格。对减压阀进行高低温耦合动力学仿真,以验证其结构设计是否合格,并根据仿真结果提出相关优化结构和预防失效的指导建议。 展开更多

关键词 氢能车 减压阀 车载氢系统 高低温耦合 动力学仿真

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车载氢系统失效模式及分析方法综述

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作者 封利利 段志洁 +1 位作者 孔莉 李东生 《机械研究与应用》 2024年第3期173-176,180,共5页

随着氢燃料电池汽车的高速发展,安全、高效、经济的车载储氢技术已成为制约电池汽车发展的重要因素。然而,氢热机构复杂的工作环境对探究车载氢系统的失效模式和机理提出了挑战。文章基于车载氢系统失效模式和机理探究当前各类分析方法... 随着氢燃料电池汽车的高速发展,安全、高效、经济的车载储氢技术已成为制约电池汽车发展的重要因素。然而,氢热机构复杂的工作环境对探究车载氢系统的失效模式和机理提出了挑战。文章基于车载氢系统失效模式和机理探究当前各类分析方法的研究现状,重点介绍了失效对象以及失效模式的主要表现形式,阐述了目前包括静强度分析、模态分析、随机振动分析在内的主要分析方法,以期为进一步提升车载氢系统的设计和性能提供参考依据。 展开更多

关键词 高压储氢 车载氢系统 失效模式 分析方法

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基于Fluent的轨道交通车载氢系统流体仿真分析 被引量：1

7

作者 方鹏 肖晓 《技术与市场》 2024年第3期67-71,共5页

针对车载氢系统设计缺乏有效仿真手段的问题,提出利用Fluent流体仿真分析软件对车载氢系统加氢过程、供氢过程的动态特性进行仿真分析的方法。

关键词 车载氢系统 流体仿真 动态工作特性

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基于CFD的车载氢系统泄漏扩散后果仿真研究

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作者 孔莉 封利利 +2 位作者 钟兵 刘诺沙 刘飞洋 《自动化应用》 2024年第11期123-126,共4页

随着氢能源汽车的快速发展,车载氢系统的安全性问题日益受到重视。作为一种高能量密度的清洁燃料,氢气具有易燃易爆的特点。车载氢系统可能发生氢瓶开裂、阀门受损等失效行为,导致氢气泄漏,对车辆安全性构成潜在威胁。为此,通过CFD数值... 随着氢能源汽车的快速发展,车载氢系统的安全性问题日益受到重视。作为一种高能量密度的清洁燃料,氢气具有易燃易爆的特点。车载氢系统可能发生氢瓶开裂、阀门受损等失效行为,导致氢气泄漏,对车辆安全性构成潜在威胁。为此,通过CFD数值仿真方法,模拟车载氢系统在不同工况下发生的氢气泄漏,观察氢气的扩散和浓度分布情况,评估泄漏风险并提出有效的预防措施。研究发现,氢气的泄漏速率对氢气的扩散和浓度分布有显著影响。氢泄漏发生在封闭或半封闭的空间会引起氢气的积聚,存在潜在爆炸风险。通过仿真结果提出了针对车载氢系统氢气发生泄漏时防止氢气聚集的预防和应对措施,以期为氢能源汽车的风险控制提供指导意见。 展开更多

关键词 车载氢系统 氢泄漏 数值仿真 浓度分布 风险控制

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燃料电池汽车车载氢系统安全性测评技术分析

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作者 郑皓天 张岳秋 +3 位作者 郝冬 陈向阳 兰昊 杨沄芃 《汽车零部件》 2023年第10期6-10,16,共6页

车载氢系统是燃料电池汽车的核心子系统,车载氢系统安全性能测试与评价是保障燃料电池汽车安全运行及产业商业化发展的重要支撑。梳理和分析了国内外车载氢系统相关标准法规,结合车载氢系统结构与现有氢安全标准法规,构建了覆盖部件强... 车载氢系统是燃料电池汽车的核心子系统,车载氢系统安全性能测试与评价是保障燃料电池汽车安全运行及产业商业化发展的重要支撑。梳理和分析了国内外车载氢系统相关标准法规,结合车载氢系统结构与现有氢安全标准法规,构建了覆盖部件强度试验、安装强度试验、气密性试验和环境适应性试验四个方面的车载氢系统安全性测评体系,详细阐述了具体的试验方法,为全面测评车载氢系统安全性提供了参考依据。 展开更多

关键词 燃料电池汽车 车载氢系统 氢安全 测评技术

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燃料电池汽车车载氢系统安全性分析 被引量：15

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作者 张新建 《时代汽车》 2019年第2期98-100,共3页

介绍了车载氢系统的全新定义,包括加氢系统、储氢系统、供氢系统和燃料电池系统中的氢气子系统,对比了国内外车载氢系统安全性标准规范,指出了我国车载氢系统监管模式的不同之处及燃料电池汽车产业化过程中尚待解决的氢气安全问题,提出... 介绍了车载氢系统的全新定义,包括加氢系统、储氢系统、供氢系统和燃料电池系统中的氢气子系统,对比了国内外车载氢系统安全性标准规范,指出了我国车载氢系统监管模式的不同之处及燃料电池汽车产业化过程中尚待解决的氢气安全问题,提出了车载氢系统安全性保障措施。 展开更多

关键词 燃料电池汽车 车载氢系统 安全性 保障措施

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燃料电池汽车车载氢系统测试标准 被引量：2

11

作者 杨沄芃 孟德宇 郭婷 《客车技术与研究》 2020年第4期60-62,共3页

介绍燃料电池汽车车载氢系统国内外测试标准的现状及差异,提出我国未来车载氢系统测试标准的修订建议。

关键词 燃料电池汽车 车载氢系统 测试标准

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燃料电池汽车车载氢系统安全问题分析 被引量：5

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作者 李晨 《时代汽车》 2022年第7期125-127,共3页

当前,全球已就“碳中和”达成共识,提高了对能源问题的关注度,而统能源未来形势严峻,转型遭遇“阵痛期”。同时,动力机械对传统能源的消耗所引发的环境污染,给人们健康生活带来不小威胁,温室气体排放等都与传统燃料使用密不可分,故而人... 当前,全球已就“碳中和”达成共识,提高了对能源问题的关注度,而统能源未来形势严峻,转型遭遇“阵痛期”。同时,动力机械对传统能源的消耗所引发的环境污染,给人们健康生活带来不小威胁,温室气体排放等都与传统燃料使用密不可分,故而人们将目光转移至清洁可持续燃料。基于此,清洁能源氢气被开发出并用于燃料电池汽车,以燃料电池产生的电能作为动力,不仅可以提高能量利用率,且反应只产生水这一排放物,不会污染环境。但氢气本身特性使得燃料电池汽车安全性受到质疑,在一定程度上限制了燃料电池汽车发展。基于此,本文在简要阐述车载氢系统的基础上,分析了氢系统的安全问题,以期能够助力燃料电池车普及推广。 展开更多

关键词 燃料电池汽车 车载氢系统 安全性

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基于HyperMesh车载储氢系统结构优化与随机振动分析

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作者 唐小龙 潘青 +4 位作者 李力军 燕泽英 申思佳 纪孟菲 赵强 《农业装备与车辆工程》 2024年第9期14-18,共5页

近年来,燃料电池汽车的零排放逐渐受到人们的关注,氢系统作为燃料电池汽车的重要组成部分,其结构强度尤为重要。对某冷藏车用车载储氢系统结构进行有限元分析,由模态分析得到储氢系统框架的固有频率,通过冲击分析、随机振动分析得到储... 近年来,燃料电池汽车的零排放逐渐受到人们的关注,氢系统作为燃料电池汽车的重要组成部分,其结构强度尤为重要。对某冷藏车用车载储氢系统结构进行有限元分析,由模态分析得到储氢系统框架的固有频率,通过冲击分析、随机振动分析得到储氢系统框架的薄弱位置,针对薄弱位置进行局部结构优化;优化前后的仿真结果对比表明,冲击分析最大应力由515.2 MPa降为289.1 MPa,随机振动分析最大应力由1 380.6 MPa降为294.3 MPa,优化后的车载储氢系统框架可靠性得到明显提升,研究结果对商用车车载储氢系统设计具有一定指导意义。 展开更多

关键词 车载氢系统 静强度 随机振动

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基于固态储氢与燃料电池耦合的车载氢能源系统建模与特性分析

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作者 王晗 朱丹 《汽车工程学报》 2024年第4期631-641,共11页

探讨了一种使用金属氢化物储氢罐和质子交换膜燃料电池的车载氢能源系统,旨在通过数学建模和工况测试评估氢能源系统内部的热量耦合效应。基于热交换系统结构和换热特性提出了氢能源系统多物理场模型,又基于增程式燃料电池物流车运行工... 探讨了一种使用金属氢化物储氢罐和质子交换膜燃料电池的车载氢能源系统,旨在通过数学建模和工况测试评估氢能源系统内部的热量耦合效应。基于热交换系统结构和换热特性提出了氢能源系统多物理场模型,又基于增程式燃料电池物流车运行工况进行了数值模拟和试验验证。结果表明,所提出的数学模型能准确表征车载氢能源系统的动态特性,功率响应与温度动态变化具有显著的一致性。借助热交换系统提供热量补充,低温条件下固态储氢罐释氢速度加快,提高氢能源系统的动态响应速度和能源利用效率。研究结果可用于基于固态储氢与燃料电池耦合的氢能源系统最优尺寸设计、温度控制和能量管理策略设计。 展开更多

关键词 车载氢能源系统 金属氢化物氢存储 质子交换膜燃料电池 换热系统 模型测试

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氢燃料电池汽车氢系统氢气泄漏的燃爆危险性研究

15

作者 张磊 马秋菊 +1 位作者 黄昊 张永丰 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2024年第5期693-698,共6页

搭建了FCV(氢燃料电池汽车)氢系统氢气泄漏着火试验台架,开展了高压氢气泄漏着火试验与FCV乘员舱内氢气泄漏燃爆数值模拟研究,采集了氢气喷射火形态、火焰长度、典型位置温度及热辐射通量等参数。试验结果表明,0.4 L/0.84 MPa高压氢气... 搭建了FCV(氢燃料电池汽车)氢系统氢气泄漏着火试验台架,开展了高压氢气泄漏着火试验与FCV乘员舱内氢气泄漏燃爆数值模拟研究,采集了氢气喷射火形态、火焰长度、典型位置温度及热辐射通量等参数。试验结果表明,0.4 L/0.84 MPa高压氢气经直径6 mm圆孔水平泄漏的时间仅为80ms,氢气着火后的火焰呈水平喷射状,火焰长度达1.4 m,燃烧时间为0.3 s,且距离泄漏口约1.0 m处的氢气燃烧强度最大,采集的最大热辐射通量为0.27 kW/m2;数值模拟结果显示,氢气在乘员舱内泄漏着火后,仅28 ms整个乘员舱就被引燃,乘员舱内的最高绝热温度达2 000℃,最大相对压力达0.5 MPa。车载氢系统氢气泄漏燃爆的危险性极大,严重威胁乘员生命安全,FCV应加强安全性能设计,避免此类事故发生。 展开更多

关键词 车载氢系统 氢气泄漏 燃爆危险性 数值模拟

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燃料电池汽车氢系统泄放安全研究

16

作者 李力军 王昕雨 +5 位作者 唐小龙 申思佳 傅林 燕泽英 郝佳 赵强 《压力容器》 北大核心 2024年第7期1-5,55,共6页

针对燃料电池汽车车载氢系统冬季出现温度驱动安全泄压装置(TPRD)异常损坏,影响泄放系统的密封和强度,严重危及氢气的泄放安全等问题,通过设计TPRD抗冻胀试验,系统分析车载氢系统泄放管路进水结冰冻胀后对其泄放安全的影响。试验结果显... 针对燃料电池汽车车载氢系统冬季出现温度驱动安全泄压装置(TPRD)异常损坏,影响泄放系统的密封和强度,严重危及氢气的泄放安全等问题,通过设计TPRD抗冻胀试验,系统分析车载氢系统泄放管路进水结冰冻胀后对其泄放安全的影响。试验结果显示,车载氢系统泄放管路进水后,在反复“结冰-消融”这一循环过程中,产生的冻胀应力造成试验用两组瓶口组合阀的TPRD发生意外激活,均未通过抗冻胀试验,其中,玻璃泡形式TPRD按照预设通道进行泄放,易熔合金形式TPRD未按照预设通道泄放,严重影响氢气泄放安全。未来应重点关注泄放管路的防水与排水设计,避免因进水造成涉氢安全事故。 展开更多

关键词 车载氢系统 泄放安全 安全泄压装置 冻胀应力 氢燃料电池汽车

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燃料电池车供氢系统轻量化设计

17

作者 许彪 李明 +2 位作者 杨建强 夏浩 周鹏鹏 《汽车实用技术》 2024年第14期29-34,共6页

为保证车辆的安全运行可靠,避免因气瓶支架断裂出现的安全隐患,要求车载储氢系统框架的强度较高,不仅要符合国标要求,还需保证车辆在碰撞过程中氢气不泄漏。文章以某燃料电池牵引车储氢系统框架为原型,采用镁合金代替钢质材料,分析镁合... 为保证车辆的安全运行可靠,避免因气瓶支架断裂出现的安全隐患,要求车载储氢系统框架的强度较高,不仅要符合国标要求,还需保证车辆在碰撞过程中氢气不泄漏。文章以某燃料电池牵引车储氢系统框架为原型,采用镁合金代替钢质材料,分析镁合金是否能满足储氢系统框架强度的要求,同时实现整车轻量化目标,增大客户收益。 展开更多

关键词 车载氢系统 镁合金 安全可靠 轻量化

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车载70 MPa氢系统设计 被引量：3

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作者 袁殿 郑乐 +3 位作者 王珊珊 郑宝乾 刘维 陈庆妍 《客车技术与研究》 2022年第1期4-7,共4页

主要从安全角度简要介绍70 MPa车载氢系统的组成、设计、零部件选型,并依据相关标准对氢系统结构强度进行仿真和测试。

关键词 车载氢系统 70 MPa 安全 设计 仿真

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燃料电池汽车车载氢系统安装强度试验分析 被引量：3

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作者 孙田 景帅帅 +2 位作者 陈光 杨沄芃 郝冬 《北京汽车》 2021年第5期1-3,8,共4页

车载氢系统作为燃料电池汽车的重要子系统之一,主要由储氢容器、压力调节器、单向阀、氢气加注口和压力释放阀等组成。当车辆运行颠簸或者发生碰撞时,车载氢系统的安装强度直接关系到整车氢安全,在国家标准中,分别对车载氢系统的技术要... 车载氢系统作为燃料电池汽车的重要子系统之一,主要由储氢容器、压力调节器、单向阀、氢气加注口和压力释放阀等组成。当车辆运行颠簸或者发生碰撞时,车载氢系统的安装强度直接关系到整车氢安全,在国家标准中,分别对车载氢系统的技术要求和试验方法提出要求。针对80套国产车载氢系统进行安装强度试验,分析试验结果得出:Z方向相对位移最小,Y方向相对位移次之稍大,X方向相对位移最大。 展开更多

关键词 车载氢系统 安装强度 相对位移 试验

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车载供氢系统控制器开发 被引量：5

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作者 叶川 马天才 +1 位作者 陈翌 杨柳明 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2019年第2期48-52,共5页

针对某燃料电池客车35 MPa气态储氢系统的控制器进行了设计开发。根据燃料电池客车供氢系统的需求,对控制器的MCU、电源、信号处理、驱动输出、CAN件的开发,实现了供氢系统温度、压力、环境氢气浓度等信号的检测功能,且能够与燃料电池... 针对某燃料电池客车35 MPa气态储氢系统的控制器进行了设计开发。根据燃料电池客车供氢系统的需求,对控制器的MCU、电源、信号处理、驱动输出、CAN件的开发,实现了供氢系统温度、压力、环境氢气浓度等信号的检测功能,且能够与燃料电池发动机控制器通过CAN总线通讯并对高压氢气瓶阀进行控制。此外,软件采用的模块化设计处理手段提高了控制器针对不同应用场景的可移植性。 展开更多

关键词 燃料电池客车 车载供氢系统 控制器

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