Как стандарты ANSI и CSA Group упрощают переход на водородные автомобили

Водород уже давно используется в качестве топлива. Ракеты сжигают жидкий водород при выводе полезного груза на орбиту Земли. Ближайшая к нашей планете звезда Солнце сжигает это вещество при ядерном синтезе, образуя гелий. Реакция синтеза на изотопах водорода лежит в основе термоядерных бомб - самого мощного оружия из всего, что когда-либо было создано человечеством. Теперь водородное топливо приходит и в сегмент автомобилей. 

Многие автопроизводители вроде Toyota и Hyundai уже наладили выпуск электромобилей на водородных топливных элементах, которые практически не загрязняют окружающую среду, вырабатывая электроэнергию вместе с парами воды и теплом. 

По сравнению с обычными электромобилями, авто на водороде имеет огромные преимущества. В частности, на зарядку аккумуляторов Nissan Leaf с помощью сети с напряжением в 240 вольт уходит восемь часов или полчаса через сеть на 440 вольт (что сокращает срок службы батареи). Дозаправка авто на водородных топливных элементах занимает менее пяти минут, что сравнимо с заполнением бензобака. Диапазон хода на одном заряде / баке является еще одним преимуществом водородных авто. В случае электромобиля Nissan Leaf этот показатель не превышает 150 км. Водородные авто Toyota Mirai и Honda Clarity могут проехать около 500 км на одном баке. 

К сожалению, необходимая владельцам подобных авто инфраструктура пока еще недостаточно развита. Но ситуация постепенно исправляется благодаря добровольным стандартам на основе консенсуса от ANSI и CSA Group. 

Стандарт ANSI HGV 2-2014 на контейнеры для сжатого водородного автомобильного топлива

Газообразный водород становится все более интересной альтернативой бензину и дизельному топливу в автомобильной промышленности. При этом все эти виды топлива в определенной степени схожи: всем им необходимы баки, требования к которым представлены в стандарте ANSI HGV 2-2014 "Автомобильные контейнеры для топлива в форме сжатого водорода".  

Этот документ определяет требования к конструкции контейнеров / емкостей для топлива в виде газообразного водорода, к материалам для изготовления таких баков, технологиям их производства, маркировке и испытаниям. В тексте стандарта ANSI HGV-2-2014 содержатся подробные сведения касательно создания безопасных и эффективных емкостей для газообразного водорода и условиям их эксплуатации.

Стандарт ANSI HGV 2-2014 распространяется на выпускаемые серийно и предназначенные для эксплуатации в дорожных условиях многоразовые контейнеры для хранения сжатого газообразного водорода. Авторы документа указывают на то, что топливные контейнеры должны быть постоянно прикреплены к соответствующим транспортным средствам, иметь емкость до 1000 литров и номинальное рабочее давление не выше 70 Мпа. 

Стандарт ANSI / CSA HGV 4.3-2016 на оценку параметров заправки водородом

Гарантировать безопасность и эффективность водородозаправочных станций помогает стандарт ANSI / CSA HGV 4.3-2016 "Методы испытаний для оценки параметров заправки водородом". Он охватывает аппаратуру и программное обеспечение для станций заправки, соединяемых с системами хранения водорода внутри транспортных средств с применением современных протоколов и технологических процессов. 

Использование стандарта позволяет осуществлять быстрое заполнение баков  при соблюдении ограничений по температуре, давлению и плотности топлива. Авторы документа отмечают, что в его тексте оговариваются лишь минимальные требования к процедуре заправки авто водородом. Изготовители соответствующего оборудования могут принять дополнительные меры предосторожности.

Стандарт ANSI / CSA HGV 4.1-2013 на дозаторные установки для водородных заправок 

В качестве дополнения для предыдущего документа может использоваться стандарт под названием ANSI / CSA HGV 4.1-2013 "Дозаторные установки для подачи водорода", который оговаривает требования к шлангам для перекачки сжатого водорода на заправочных станциях. 

В тексте документа содержатся рекомендации по безопасной эксплуатации, эксплуатационным испытаниям, а также оценке механических и электрических характеристик систем подачи водорода непосредственно в контейнеры для хранения топлива внутри водородных транспортных средств, происходящей на заправочных станциях. 

Стандарт ANSI HGV 3.1-2015 на топливную систему водородных авто

Повышенное внимание следует уделять механизмам перемещения водородного топлива не только на заправочных станциях, но и внутри авто. Такие механизмы оговаривает стандарт ANSI HGV 3.1-2015 "Компоненты топливной системы для транспортных средств, работающих на сжатом водороде".

Данный стандарт устанавливает требования помимо прочего к таким компонентам топливной системы как обратные клапаны, клапаны с ручным управлением, автоматические клапаны, газовые форсунки, индикаторы давления, регуляторы давления, предохранительные клапаны, устройства для сброса давления, жесткие и гибкие топливные магистрали. 

Стандарт применяется к устройствам с рабочим давлением 25 МПа, 35 МПа, 50 МПа или 70 Мпа. В его тексте рассматриваются меры по обеспечению герметичности, надлежащей эффективности и безопасности компонентов, перечисленных выше.