Тест на безопастность 350 и 700 бар водородныx баков

[lenor-ag.livejournal.com]

Оригинал взят у lenor_ag в Тест на безопастность 350 и 700 бар водородныx баков

В данной теме, возникло пару вопросов и вот покопавшись в своих лекциях, нашёл немного информации по водородным бакам стандартизированных для автотранспорта. Информация на немецком, буду снизу писать перевод/комментарии. Качество не ахти, так как из pdf презентации и первый мой пост, сильно не ругайтесь.


Основное строение газовых баков для высокого давления:
1 тип монолитный, 2-ой Внешнеобмотаный бесшовный носитель, 3-ий полностью обмотанный металлический носитель, 4-ый полностью обмотанный не несущий (пластиковый) носитель.
*Типичный удельная масса 200 барных баллонов



график необходимого объёма для 4кг водорода. Исходя из сегодняшних КПД автомобилей на топливных элементах, необходимо 4кг водорода чтобы будущий автомобиль мог проехать порядка 500 км.


Типичное строение для CH2



Тип 3 H2 бак
+цельный металлический (легированная сталь или алюминий) носитель
+непроницаемый
+высокая противоударная стойкость из-за металлического носителя
+Подходящий для быстрого наполнения
-Высокие затраты из-за металлического носителя.
-Ограничение срока пригодности из-за утомление металла

Тип 4 H2 бак
-носитель из нескольких частей, уплотнение пластик/метал проблематично
-необходима дополнительная ударостойкость
-менее быстро наполняем
-опасность отделения пластика-носителя при быстром понижении давления
-возможность накопления электростатического заряда- заземление необходимо
-нет крепежа на горловине
+недорогой, массовое производство.


обмотка углеволокном


тут вроде всё ясно


слева направо: бобины угле волокон, смоленная ванна, обмотка, затвердевание




внутреннее строение вентиля


а это небольшой бак 700 бар, разработанный GHR одним из партнёров нашей лаболатории.


ну вот наконец-таки и безопасность
Необходимые тесты для допуска:
Проверка материалов
Тест на совместимость с водородом
тест водным давлением
тест на разрыв с помощью воды
тест с изменением нагрузки
тест с изменением нагрузки при экстремальных температурах
тест с изменением нагрузки с насечками
жаростойкость
обстреливание
тест на кислотность для окружающей среды
ускоренный проверка на долгосрочность (engl. creep rupture test)
тест на падение
Следующие только для типа 4:
тест на утечку
Permeations тест (хз что такое)
тест стабильности по Боссу
H2 цикличность тест (тоже не знаю)


Тест при прямом попадании из оружия 700 бар



Сравнение возгорания автомобиля на бензине и на водороде


вот у нас в лаборатории один из таких топливных 700 барных баков, ещё был распиленный я вроде фоткал, но не могу найти. Производители вообще говорят делают 3 бака за цикл, 2 тестируют и тока 1 идёт в продажу. Как-то так.

Задавайте свои вопросы, перевёл как смог, на русском большинство терминов не знаю, извиняйте. Если интересна такая тематика, попробую регулярно что-то писать, переводить.

Comments

[znour.livejournal.com]

>> заправка автомобиля [водородом] порядка 3 минут

А ниче, что Тесла заправляется за 90 секунд на supercharger'ах? :)

[vasiapetechkin.livejournal.com]

- а ниче, что у теслы от таких суперчарджей ресурс батареи будет в 10раз меньше?
- а ниче, что полный энергетический КПД електромобиля хуже бензинового?
- а ниче, что плотность энергии водорода в 2.5 раза выше плотности энергии бензина и в 100раз выше плотности для хороших литий-полимерных батарей?
- а ниче, что стоимость батарей будет в десяток раз выше, чем самого лучшего баллона?

[znour.livejournal.com]

>> - а ниче, что у теслы от таких суперчарджей ресурс батареи будет в 10раз меньше?

Эксплуатация Tesla Roadster показала, что ресурс батареи за 5-летнюю эксплуатацию снижается лишь на 15%.

>> - а ниче, что полный энергетический КПД електромобиля хуже бензинового?

Пофиг, 30минутная заправка вообще бесплатна. 90 секундная заправка стоит в 3 раза дешевле бензиновой.

>> - а ниче, что плотность энергии водорода в 2.5 раза выше плотности энергии бензина и в 100раз выше плотности для хороших литий-полимерных батарей?

Для легковых автомобилей неактуально.

>> - а ниче, что стоимость батарей будет в десяток раз выше, чем самого лучшего баллона?

А ниче, что нужно считать всю стоимость: стоимость машины, движка, заправки, ремонтов? А не только один-единственный баллон?

[vasiapetechkin.livejournal.com]

>>Эксплуатация Tesla Roadster показала, что ресурс батареи за 5-летнюю эксплуатацию снижается лишь на 15%.

И все 5 лет батарею долбили 90сек суперчаржем?

>> Пофиг, 30минутная заправка вообще бесплатна.

Бесплатна в каком смысле? энергия берется из воздуха?
Я не говорю об стоимости для конечного пользователя, а в контесте общей доступности энергии/ее источников.

>> Для легковых автомобилей неактуально.

Тоесть возить за собой баллон в 20кг и батарею в 400кг - это одно и тоже?

>> А ниче, что нужно считать всю стоимость: стоимость машины, движка, заправки, ремонтов? А не только один-единственный баллон?

Чем так сильно электромобиль отличается от автомобиля на топливных ячейках?

[znour.livejournal.com]

>> И все 5 лет батарею долбили 90сек суперчаржем?

Эй, але! Вы бы хоть поинтересовались, что есть supercharger для Tesla. Продолжим разговор после того, как ознакомитесь, ок?

>> Бесплатна в каком смысле? энергия берется из воздуха?

От солнышка. Для автолюбителя бесплатна, да. 30 минут надо только постоять на заправке. В Москве, по расчетам тесловодов, машина расходует 200 вт/ч на километр, заправка на 400 км стоит 70-80 руб.

>> оесть возить за собой баллон в 20кг и батарею в 400кг - это одно и тоже?

а) К баллону там движок должен прилагаться. Или водородные преобразователи. Сколько там вес с ними получается?
б) Для легковых с батареями - одно и тоже. Ибо и так и эдак, на торможении энергия рекуперируется.

>> Чем так сильно электромобиль отличается от автомобиля на топливных ячейках?

Тем же что и автомобиль на бензине от автомобиля на паровом двигателе. Ни в легковом автомобиле на топливных ячейках, ни в автомобиле на паровом двигателе нет никакого смысла.

[agent-sg.livejournal.com]

>> а) К баллону там движок должен прилагаться. Или водородные преобразователи. Сколько там вес с ними получается?

Обычный электродвигатель. Преобразователи... ну думаю что в 100 кг уложится легко.

>>Ни в легковом автомобиле на топливных ячейках, ни в автомобиле на паровом двигателе нет никакого смысла.
Расскажите об этом Хонде, которые уже лет 5 назад такой автомобиль выпустили, Таете, БМВ, которые во всю это разрабатывают.

[bobermai.livejournal.com]

Угу, то-то на теслафоруме человек озадачился заменой батареи из-за уменьшения пробега. Как-то машине явно меньше 5 лет, не так ли?

От выставленного счета слкегка офигел, 45 килобаксов за 2 года - как-то перебор немного.
90-секундная заправка, по их утверждениям, стоит столько же, как бак бензина.

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Я не понял, о какой плотности вы толкуете. Для современного бензинового или дизельного двигателя на 500 км потребуется порядка 25 л. топлива. Чтобы проехать те же 500 км потребуется 4 кг водорода (хотя производители указывают меньшии цифры - 430-450 км). Для этих 4 кг водорода потребуется бак ~160л при 350 бар, или 90 л. если сжать аж до 700 бар. Т.е. для водорода потребуется в 4-6 раз больше места. (А если учесть, что бак должен быть только правильной формы и иметь весьма толстую оболочку - то разница составит и все 10 раз не в пользу водорода.

[vasiapetechkin.livejournal.com]

я не говорю о сравнении водород/бензин

сравните их с весом и обьемом батарей теслы, о которых было упомянуто выше

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Вы упомянули сравнение с бензином, поэтому оставьте Теслу в покое и давайте поговорим о ДВС на бензине.

[vasiapetechkin.livejournal.com]

кстати топливные ячейки могут быть не только на водороде, а и на обычных углеводородах - ис1копаемых, синтезируемых или выращенных агрокультурой

тогда не нужно никаких баллонов - просто залил в бак и поехал

КПД по-любому выше ДВС и точно выше полного КПД электромобиля

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Какие топливные яйчейки? Обычные углеводы, типа растительного масла, прекрасно могут использоваться в обычных дизельных ДВС. Какая выгода от яйчеек?

[antontsau.livejournal.com]

теоретически у ячейки кепеде близок к 100%, на нее никакие ограничения термодинамики не действуют, а у двс выше 50% не получается даже на огромном параходном дизеле, на автомобильном около 30%. Но вот практически...

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Потребителю пох на КПД и всю теорию. Его интересует каков будет расход топлива (цена за км и размер бака).
Объём места, занимаемый в машине баллонами с 4 кг водорода - раз в 8-10 больше , чем бак на 25 л. Причём, топливный бак занимает не полезное, а бросовое место, заполняя всё свободное пространство в стенках багажного отсека.
А по цене, на сегодняшний день водород втрое (!) дороже бензина.

[antontsau.livejournal.com]

а вот это и есть все те практические корки, которые напрочь гробят столь радостные перспективы светлого водородного будущего. Еще кстати есть вариант с криоводородом, но это как на космической ракете ездить - дорого и крайне стремно.

[ed-jan-lt.livejournal.com]

А в чём вы видите радость платить за топливо в 3 раза дороже?
По моему, эта идея не имеет перспективы.

[antontsau.livejournal.com]

никакой радости не вижу, если просто так заплатить "зато у мене зеро эмишшн!". Смысл этого мероприятия есть либо для повернутых на всякой зелени, либо для производителей машин - платить-то не им, а зато каждая такая зеро эмишшн вехикла позволяет выпустить и продать несколько жырных жыпов с весьма весомой прибылью.

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Отсутвие вредных выхлопов - очень даже серьёзное достоинство при таких концентрациях машин, как в московских пробках. И его очень просто (и очень скоро) оценят вполне ощутимой суммой денег. Ввести очередной акциз на бензин - дело времени.
Но, вопрос в том, что водородный двигатель не единственный способ решения, и дорогу себе пробьёт более экономичный вариант.

Лоббирование определённого производства - сильный инструмент. Теоретически можно убедить общество в выгодности заведомо проигрышной идеи. Но и здесь возможна конкуренция. Логично предположить, что в выигрыше окажутся те, кто будет лоббировать наиболее эффективные решения.

[antontsau.livejournal.com]

да не вредных выхлопов, а стрррашного ужжжасного СО2, от которого мывсеумрем. А чтоб в 5-миллионном Сиднее не воняло и не дымило достаточно самых обычных машин, только не совсем уж убитых, современных, е2 и аналогов. Водородные дрыгатели не сдались аппсалютно никому, кроме упоротых зеленых.

"Эффективность" в этом вопросе суммарная не "хорошо работает" а "хорошо работает умножить на хорошо развешивается на уши". И обычно оказывается, что в этом плане "хорошо работать" нафиг не надо - улучшить развешивание гораздо проще и дешевле.

[skywalker1970.livejournal.com]

за 90 секунд меняется одна батарея на другую. наберите в гугле 'tesla 90 seconds battery', хотя бы, перед тем, как теоретизировать ни о чем.