最大化效率：氢燃料电池车辆智能组件选择

优化氢燃料电池车辆组件选择

Chuck Hayes，首席工程师

全球在氢出行及使其成为可能的基础设施上投入巨资。

为什么？随着车辆制造商寻求驱动更高效率、削减排放，氢燃料电池技术日益吸引人。氢燃料电池车辆利用氢气和氧气在燃料电池产生电力驱动电动机，实现零排放运行、大马力、重型应用所需扭矩。

这是充满希望的技术和快速演进市场。政府和行业领袖正应对采用障碍，真正投资支持和发展氢交通。从组件角度，我们一直致力于为氢燃料电池技术提供正确解决方案以发挥全部潜力，无论车辆内部还是大规模采用所需蓬勃基础设施。

选择指定氢组件以实现车辆和基础设施可靠运行时，必须考虑几个重要因素。以下几点需牢记：

材料选择至关重要

腐蚀控制在管接头相关任何应用中都重要，但氢容纳带来特定独特挑战。氢脆可影响 316 不锈钢，这是接头、阀门、管材广泛使用的合金类型，含氢车辆架构常用者。

现象部分源于氢由极小分子组成——小到氢可进入材料立方晶格墙内，解开分子键破坏材料完整性。实际上，氢脆可能导致某些牌号不锈钢表现更像铸铁：极脆、易开裂。

因此，氢基础设施设计师必须仔细关注不锈钢成分。更高铬镍浓度可通过促进更大延展性和耐腐蚀性抵御氢脂。美国材料与试验协会（ASTM）要求 316 不锈钢配方最低 10% 镍，但最低 12% 镍的高质量 316 不锈钢更适合氢独特挑战。Swagelok 使用最低 12% 镍不锈钢。

压力下性能

抗泄漏在任何流体系统关键。但氢车辆和基础设施应用中，选择指定组件类型建立连接时有特殊考量。

首先，氢储存高压；压力越高，车辆续航越远。今日氢车辆以 350 bar 或 700 bar (5,000 psi 或 10,200 psi) 储存气体，视应用需求而定。许多短程车队例如用 350 bar (5,000 psi)，知每车每晚可回中心枢纽加氢。长程应用如卡车运输，700 bar (10,000 psi) 提供更长续航，制造商瞄准 400 英里 (1,000 km)。更高压力要求更高性能组件，传统选项根本不适用。

抗振动性也关键。虽工业应用重要，但氢应用中接头和连接必须可靠承受移动车辆相关反复持续振动。锥螺纹接头例如人工制作。管子准备质量取决于安装人员——氢极不宽容瑕疵。微小分子气体可穿过最微小空间，即使最小泄漏也可能成大问题。仅先进、一致接头技术如 Swagelok FK 系列能提供正确性能。

应用特定组件

整个氢交通空间中，不同车辆有不同设计和组件要求。考虑市政公交车队，氢燃料电池动力主要机会区。因储罐在车顶，巴士架构需固有灵活性区别长途车辆；因此能承受 350 bar (5,000 psi) 的可靠软管提供灵活性而非钢管刚性。

这里，软管选择满足正确标准很重要。基于同理由高性能 316 不锈钢配方应考虑用于整个氢应用的管材和接头，聚合物芯金属编织软管在氢巴士不合格。设计师应以相同考量看待软管选择，选择高质量材料制造、处理特定应用的软管。

强有力支持

为触达氢交通代表潜力，设计师和制造商应寻找在氢领域有相当广泛专长的组件供应商合作。

我们团队在组织历史上一直与气体系统（含氢）合作。我们在组件性能和材料科学卓越方面的专长，结合强大、全球覆盖的服务支持，可帮助氢交通空间制造商抓住随处涌现的新增长机遇。

有兴趣了解更多？立即联系 Swagelok，了解我们如何帮助构建可靠氢交通车辆和基础设施。