现代有轨电车混合动力技术：加注方案说明

（1）氢气加注方案 氢气加注方案如图6-92所示。

图6-92 氢气加注方案示意图

氢气加注可以分为两种方式，具体分别如下：

1）加注方式一：如图6-92所示，在车辆进行氢气加注时，先打开低压氢气瓶组，使氢气通过高压氢气储存、加注系统内的旁通管路向被加注车辆的储存子系统内注入低压氢气，当储存子系统内低压氢气压力达到10～12MPa时，此时低压氢气瓶组和储存子系统内的压力基本达到平衡，停止注入低压氢气。然后打开高压氢气瓶组向被加注车辆的储存子系统内继续注入氢气，在氢气压力达到约19MPa时，此时高压氢气瓶组和储存子系统内的压力基本平衡，停止注入低压氢气。最后打开氢气增压系统，使低压氢气瓶组内的氢气通过增压系统增压后加注到储存子系统中，直到储存子系统内充满氢气。完成一次加注的时间根据车辆剩余氢气和加注压力要求而定，最长大约需要6h。

2）加注方式二：如图6-92所示，在车辆进行氢气加注时，先打开低压氢气瓶组通过高压氢气储存、加注系统向被加注车辆的储存子系统内注入低压氢气，当储存子系统内低压氢气压力达到10～12MPa时，低压氢气瓶组和储存子系统内的压力基本达到平衡，停止注入低压氢气。然后打开氢气增压系统，使低压氢气瓶组内的氢气通过增压系统增压后加注到储存子系统中，直到储存子系统内充满氢气。完成一次加注的时间根据车辆剩余氢气和加注压力要求而定，最长大约需要8h。

（2）高压氢气储存、加注系统 高压储氢系统包括高压氢气瓶、氢气瓶阀、安装框架及必要的阀门管件和仪表等，如图6-93所示。

由低压氢气（15MPa）转变为高压氢气（35MPa）的增压系统包括氢气增压泵、控制阀门、安全阀、高压切断阀、安装框架及必要的阀门管件、仪表等，如图6-94所示。

图6-93 高压氢气储存、加注系统设计三维框架图

图6-94 增压系统设计图

高压储氢系统通过外界条件（增压系统或外界大容量高压储气瓶组）把高压氢气储存于系统内的高压氢气瓶内，然后通过加注软管、加氢枪与车辆加注子系统中的高压加注接口连接，向车辆的氢气储存子系统内加注高压氢气。

增压系统可以通过加注软管、加氢枪与车辆加注子系统中的加注接口连接，直接向车辆的储存子系统内加注高压氢气。

根据车辆的实际需求，高压储氢系统和增压系统可以单独使用也可以组合使用。组合使用时先用高压储氢系统向车辆进行加注，当压力不够时则关闭高压储氢系统，起动增压系统继续向车辆内加注氢气。

高压氢气储存、加注系统外观如图6-95所示。表6-25为高压氢气储存、加注系统零部件对照表。

图6-95 高压氢气储存、加注系统外观图(www.xing528.com)

表6-25 高压氢气储存、加注系统零部件对照表

（续）

下面介绍高压氢气存储、加注系统的主要部件及功能。

1）高压储氢系统。高压储氢系统由3个35MPa、140L的高压氢气瓶组成，每个高压氢气瓶上安装有手动氢气瓶阀和瓶尾PRD。在每个气瓶连接管路上安装有压力表，可以随时显示高压氢气瓶内的氢气压力。每个高压氢气瓶设有一个进口和一个出口，进口和出口采用并联的方式连接。

每个高压氢气瓶的出口都安装有针阀，在进行氢气加注时可以通过精密调节进而控制加注的速度，防止因加注速度过快而导致车载储存系统的温度快速升高。

在使用过程中每个高压氢气瓶可以单独使用，在使用的同时增压系统中的高压切断阀8在检测到气瓶压力下降后，还可以自动起动增压泵1，对压力低的氢气瓶及时补充氢气，提高其压力。

2）增压系统。增压系统分为低压驱动（动力源）部分、低压管路部分、增压泵部分和高压管路部分。

①低压驱动（动力源）部分。低压驱动（动力源）部分使用唐车公司车辆加注现场已有的0.6～1MPa（最好是0.8MPa）压缩空气作为增压泵的动力源。低压驱动部分安装有过滤器、减压阀、安全阀，可以保证低压驱动部分安全可靠地工作。

②低压管路部分。在低压介质入口的管路中，设有两个低压气体入口，可以使系统不间断地工作。在管路的入口设有过滤器9和单向阀10，可以保证进入到增压泵的氢气洁净度。

在低压管路中还设有一个并路。打开并路阀门13时，低压氢气可以不通过增压泵1，而直接通过加注管路进入到车辆的储存系统中。当低压氢气的压力和车辆储存系统的压力平衡时，关闭低压氢气并路阀门13，打开进入增压泵的总阀门11，使低压氢气通过增压泵1转变为高压氢气后对车辆进行加注，并储存到车辆的储存系统中。

③增压泵部分。增压部分可以将2～15MPa的氢气增压至35～40MPa。

④高压管路部分。在增压泵1的出口处，设有高压切断阀8，当增压后系统的压力达到高压切断阀的设定压力时，高压切断阀会自动切断增压泵的动力源，使增压泵停止工作。反之高压切断阀会自动接通增压泵的动力源，使增压泵继续工作。

在增压泵的出口处还设有安全阀16，安全阀的开启压力大于高压切断阀的动作压力，如果系统压力达到高压切断阀8的设定压力，而高压切断阀没有使增压泵停止工作，系统压力则会继续升高，当系统压力达到安全阀的开启压力时，安全阀会自动打开，使系统压力降低以保证系统的安全。当系统压力降低后安全阀又会自动关闭。

在高压管路部分并联有高压储氢系统的入口和出口，系统可以同时进行加注和增压。在高压管路上还设有另外的并路口，可以连接外接的高压储气瓶组。在并路总路的出口管路中安装有针阀22，通过精密调节，可以防止因加注速度过快而导致的被加注系统温度过快升高。在高压管路的末端，还安装有单向阀25和压力表27，可以在系统对外进行保压实验时，确保氢气不会回流而导致被测系统压力降低。