4.高压接头
高压接头的密封结构也被改变以降低成本。丰田FCHV-adv采用的O形圈密封结构,需要使用高成本的特殊材料,因为连续供给高压液态氢气后,高压接头的温度下降至-50℃。新开发采用了新的金属密封结构以减少部件数量,图17所示为高压接头结构。不锈钢被用作管道和接头的材料。但是,考虑到密封性能,两者都规定了最佳的材料硬度。这种方法无需增加垫圈即可确保密封的可靠性,从而降低了成本并缩短了组装时间。
5.高压传感器
改装了现有发动机的高压传感器以供使用在高压氢气气氛中。图18所示为高压传感器的横截面。
高压传感器的原理是使用半导体压电技术来检测由于施加高压气体引起的隔膜的微小变形而产生电信号。但是,如果在氢气气氛中长时间使用此传感器,则少量氢气溶解到膜片中,导致变形并严重影响传感器精度,图19所示为由于氢固溶体形成而引起的隔膜膨胀和变形的测量结果。研究了各种对策建议,包括改变隔膜的材料和形状,最后,采用将一薄膜覆盖到隔膜的内表面以抑制氢渗透。这有助于最大程度地降低成本。结果,在隔膜中形成的氢固溶体的量减少到先前量的大约10%。高压传感器可以长期稳定地在高压氢气气氛中使用。
四、促进性能提升
在2008年,大多数能够预冷氢气的加氢站只能将加注的氢气温度降低到-20℃,丰田FCHV-adv需要大约10min的加氢气时间。此外,由于与站点和车辆之间的通信标准不兼容,最大充气量(SOC)被限制为仅约90%。但是,随着符合SAE J2601标准的加氢站开始建设,投入使用,能够将加注的氢气预冷至-40℃,从而将加氢气时间减少到与汽油车加油大致相同的水平。另外,通过确保通信协议兼容性改进了SOC。图20所示为通信系统的配置。图21比较了丰田FCHV-adv和新型FCV的加气时间和SOC(SAE标准条件,内部测量值)。
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