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技術(shù)講解

氫燃料電池汽車傳感器,你知多少?

燃料電池車用傳感器主要有氣體泄露傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、溫濕壓一體的組合傳感器,空氣流量傳感器等。雖然這些傳感器在燃料電池汽車中成本占比不高,但使用數(shù)量卻不少,是因?yàn)樗兄鵁o(wú)比重要的的作用。

國(guó)內(nèi)目前使用的燃料電池汽車的傳感器主要以進(jìn)口的為主,國(guó)內(nèi)目前的技術(shù)與國(guó)外的還是有明顯的差距,同時(shí)需求量少,研發(fā)成本高,企業(yè)投入興趣不高。

一、氫氣泄露傳感器(氫氣監(jiān)測(cè)模塊)


氫氣泄露傳感器和其他傳感器一樣,在選擇上應(yīng)用對(duì)象和環(huán)境的不同,傳感器的選型就不同,應(yīng)用方式可以分為車載級(jí)的要求,工業(yè)級(jí)的要求;量程范圍也有不同0~4VOL%,0~10VOL%,0~100VOL%;測(cè)量方式不同:擴(kuò)散式、泵吸式;傳感器反應(yīng)的原理不同:催化燃燒式、電化學(xué)、半導(dǎo)體式等等。雖然傳感器分類不同但就傳感器本身而言它包括敏感探頭、電路板、外部殼體以及相關(guān)的結(jié)構(gòu)組件;傳感器與外部的接口主要為通訊接口,這些子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起構(gòu)成了一個(gè)氫氣傳感器零部件。


(一)車載氫氣泄露傳感器

氫氣是易燃易爆氣體,對(duì)于燃料電池汽車而言,氫氣泄露和聚集達(dá)到爆炸極限時(shí)(4~75VOL%),氫氣泄露傳感器的報(bào)警作用是不言而喻的,為了保障燃料電池汽車運(yùn)行安全,氫氣泄露傳感器是強(qiáng)制性必須裝載的。氫氣傳感器可檢測(cè)到氫氣濃度爆炸下限圍時(shí)(0~100%LEL,即40000PPM以內(nèi)),給整車及時(shí)輸入泄露的報(bào)警信號(hào),整車系統(tǒng)FCU會(huì)立刻做出相應(yīng)的切斷氣源并斷電的安全保護(hù)措施,以防止發(fā)生安全事故。

車載氫氣泄露傳感器要求參照汽車零部件的要求外,要符合GTR13、SAE等標(biāo)準(zhǔn)要求,而且以下幾點(diǎn)是傳感器車載要求重要參數(shù)和要求:

1、啟動(dòng)和響應(yīng)速度要快,啟動(dòng)時(shí)間:<1秒,響應(yīng)速度<2秒;

2、精度要高,在1%至4%VOL濃度檢測(cè)范圍內(nèi),精度要達(dá)到±10%;

3、體積要小但壽命要長(zhǎng),滿足車載級(jí)的要求,8~15年的使用壽命;

4、傳感器終身不用定期校準(zhǔn),否則售后成本將會(huì)增加;

5、信號(hào)輸出可以滿足不同系統(tǒng),不同車型匹配:供電電壓12/24V;信號(hào)輸出PWM、0.5~4.5V模擬電壓信號(hào)輸出、CAN信號(hào)輸出;

6、產(chǎn)品要符合EMC等級(jí)要求&防爆要求

7、H2優(yōu)先選擇性:減少對(duì)其他易燃易爆氣體CH4,CO等對(duì)傳感器的干擾,H2作為優(yōu)選的反應(yīng),減少誤報(bào)率;

8、Si,S,Cl等氣體對(duì)傳感器中毒實(shí)驗(yàn)的測(cè)試和驗(yàn)證。


如上,簡(jiǎn)單羅列了車載傳感器的部分要求和技術(shù)參數(shù),但是對(duì)于整車/系統(tǒng)的來(lái)講,更多的是安全可靠性的測(cè)試,這些不僅僅是實(shí)驗(yàn)室的得出測(cè)試數(shù)據(jù),更多的是車載環(huán)境的批量使用、跟進(jìn)驗(yàn)證和改進(jìn)的成果。

FCV安全不可忽視,尤其是氫作為重要的能源供給,如果泄露沒(méi)有及時(shí)有效監(jiān)控到,將會(huì)造成安全事故。

      

沃爾特電子(蘇州)有限公司簡(jiǎn)稱VOLT,2016年與日本NISSHA.FIS公司合作并引進(jìn)了其車載氫氣泄露傳感器有效的滿足了上述要求,并得到包括中國(guó)客戶在內(nèi)的全世界范圍大多數(shù)的電堆廠家、系統(tǒng)廠家和整車廠的批量使用和驗(yàn)證。

車載氫氣泄露傳感器國(guó)內(nèi)當(dāng)前主要由VOLT引進(jìn)并配套供應(yīng),作為NISSHA.FIS中國(guó)的窗口,服務(wù)了國(guó)內(nèi)大多數(shù)的客戶并得到客戶對(duì)于品質(zhì)的認(rèn)可。



        FIS在2012年開始配套豐田MIRAI,2014年批量使用至今(型號(hào)HY04)。結(jié)合歐洲市場(chǎng)配合BMW公司的乘用車的車載要求定制開發(fā)氫泄露傳感器(型號(hào)HY05)并于2019年SOP。自2016與VOLT合作以來(lái),結(jié)合中國(guó)市場(chǎng)特點(diǎn),開發(fā)商用車為主的需求傳感器(型號(hào)HY06)并于2019年SOP。

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