背景

全球變暖以及主要能源資源的侵蝕正在對我們的社會創(chuàng)建一個長期的影響，并將繼續(xù)對我們的后代產(chǎn)生不利的影響。在過去10年里全球能源消費增加了40%左右，新興國家的工業(yè)化程度正以爆炸性的速度增長。由于這一工業(yè)化進程，溫室氣體和顆粒排放量急劇增加，直接影響了氣候和空氣質(zhì)量。燃燒化石燃料并用于交通運輸?shù)能囕v對溫室氣體的排放和空氣質(zhì)量的影響在25%以上。

在過去幾年期間，汽車制造商已經(jīng)提高了發(fā)動機效率，減少了汽油和柴油汽車的有害排放量，并開發(fā)了如電池驅(qū)動車輛這樣的替代品。電池驅(qū)動的車輛消除了有害排放并充滿了各種小眾市場，但它們相對于傳統(tǒng)汽車來說運輸距離短的性能使其對一些應(yīng)用領(lǐng)域缺乏吸引力，如重型卡車。

概念

作為正在發(fā)展的替代電池驅(qū)動車輛的其他新概念汽車，基本上是零排放和可接受的行駛距離大于500公里。一個有前景的新概念汽車是利用氫燃料電池作為動力源，通過膜燃料電池中的氫氣流動與氧氣混合，每個燃料電池產(chǎn)生的電壓為0.7伏，剩余氣體反應(yīng)并形成一種無害的解決方案——干凈的水(H2O)。 結(jié)合多個電池的能量能驅(qū)動車輛的電氣傳動系統(tǒng)并只產(chǎn)生接近于零的有害排放。

然而，正如您可能已經(jīng)猜到，氫氣燃料電池需要復雜的功率控制和電池管理系統(tǒng)來保持正常的運行。

燃料電池汽車的燃料是存儲在壓力為700bar的儲氣罐里的壓縮氫氣。為了系統(tǒng)內(nèi)部氫氣的分布，氫氣必須重復壓縮到大約10到20bar的壓力值之間。在氫氣真正進入燃料電池之前，這種壓力需要進一步減少到不足1bar。

問題

相比于其他氣體，氫氣具有獨特的化學特征。氫氣是非常易燃的，氫氣分子又是極其微小的，因此要求特殊密封來消除泄漏。在氫氣灌裝過程中，氫氣罐經(jīng)常冷卻至-40?C及以下，從而降低了系統(tǒng)的延性。另一個問題是氫氣可以對大多數(shù)商業(yè)可用鋼致脆，所以需要選擇基于適用于氫氣的奧氏體鋼組合。

解決方案

凱維力科PTE5000和P5000系列壓力傳感器利用特殊等級的316L不銹鋼材料制作壓力接口的和傳感元件，能有效防止產(chǎn)品不受氫氣致脆的影響。傳感元件是利用薄膜(氮氧化鈦)技術(shù)生產(chǎn)，壓力接口和傳感元件焊接在一起，形成了一體式的設(shè)計結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)不需要再進行內(nèi)部密封。

所有凱維力科適用于氫氣的傳感器認證按以下標準：

CSA HGV 3.1-2013-壓縮氫氣動力汽車的燃料系統(tǒng)組件

EC79/2009，氫動力汽車的型式認可

EU406/2010，委員會實施條例EC79/2009。

結(jié)論

開發(fā)新的替代能源將是運輸行業(yè)對汽車制造商實行以減少有害排放物包括溫室氣體，顆粒物和氮氧化物為強制要求的一個持續(xù)的優(yōu)先事項。此外，消費者偏好和相關(guān)法規(guī)也正在驅(qū)使汽車制造商增加車輛的燃油經(jīng)濟性。

隨著替代能源的開發(fā)，包括氫燃料電池應(yīng)用，由凱維力科壓力傳感器開發(fā)的薄膜壓力傳感器產(chǎn)品將滿足最苛刻要求的應(yīng)用。凱維力科PTE5000和P5000系列壓力傳感器是介質(zhì)隔離的，覆蓋寬范圍的壓力，并利用結(jié)實耐用的316L不銹鋼壓力接口。凱維力科壓力傳感器是一家領(lǐng)先的為要求最苛刻的運輸應(yīng)用開發(fā)壓力傳感器解決方案的合作伙伴，包括氫燃料電池。

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