Заполняя пробел в испытаниях мощных водородных энергетических систем: испытательный комплекс CAERI мощностью 400 кВт для тройных комбинированных вибрационных испытаний водородных компонентов официально открыт для широкой публики

По мере того как водородная энергетическая отрасль Китая ускоряет переход к новому этапу крупномасштабного коммерческого развития, недостаточная надёжность водородных энергетических продуктов в процессе эксплуатации транспортных средств постепенно становится ключевым узким местом, сдерживающим качественное развитие и модернизацию отрасли. Для решения проблем отрасли в области испытаний и усиления гарантий безопасности продукции Национальный центр инспекции и контроля качества водородных энергетических силовых установок CAERI завершил значительную модернизацию своих возможностей. Новая испытательная платформа трёхкомпонентной вибрации с нагрузкой и подачей водорода полного диапазона мощности 0–400 кВт была официально введена в эксплуатацию и полностью запущена для оказания коммерческих услуг. Данное оборудование успешно заполнило технологический пробел в области испытаний с мультифизическим полевым связыванием большой мощности с участием водорода в Китае, сформировав ключевую техническую поддержку для высококачественного развития водородных транспортных средств и водородного энергетического оборудования в стране.

На протяжении длительного времени традиционный отраслевой режим испытаний с одним воздействующим фактором имел очевидные ограничения: он позволял проводить верификацию характеристик продукции лишь в условиях одного воздействия, не мог воспроизвести сложные сценарии наложения температуры, влажности, вибрации и нагруженных рабочих условий при реальной эксплуатации транспортного средства и не мог точно воспроизвести комплексные механизмы отказов оборудования. В результате многие продукты, соответствовавшие лабораторным стандартам, после установки на реальные транспортные средства демонстрировали различные проблемы с надёжностью. Нацелившись на эту отраслевую проблему, CAERI, опираясь на перспективную технологическую стратегию и собственные возможности НИОКР, преодолел границы характеристик традиционного испытательного оборудования. Благодаря самостоятельно разработанным проприетарным системам измерения и управления, а также индивидуальной аппаратной архитектуре, CAERI создал лидирующую в отрасли испытательную платформу трёхкомпонентной вибрации с нагрузкой и подачей водорода, достигнув комплексного прорыва в интегрированных испытательных характеристиках.

Согласно представленной информации, испытательная платформа обладает четырьмя ключевыми технологическими преимуществами, адаптируясь к требованиям испытаний всех категорий мощного водородного энергетического оборудования. В части охвата мощности оборудование поддерживает непрерывную работу под нагрузкой в диапазоне 0–400 кВт, полностью адаптируясь к сценариям испытаний основного мощного водородного энергетического оборудования, такого как тяжёлые грузовики на топливных элементах, пассажирские транспортные средства и водородная строительная техника, при этом обеспечивая запас для технологической модернизации на 3–5 лет вперёд с учётом будущих отраслевых тенденций в итерации мощных продуктов. В части верификационных измерений платформа обеспечивает полноохватную проверку надёжности ключевых компонентов и подсистем, включая топливные элементы, комплектные двигательные системы, воздушные компрессоры, водородные рециркуляционные насосы и преобразователи DCDC, реализуя многоуровневое и всестороннее тестирование и верификацию.

В части моделирования условий эксплуатации платформа способна одновременно воспроизводить три типа воздействий окружающей среды: сверхширокий температурный диапазон от −40 °C до 90 °C, полный диапазон влажности от 10 % до 95 % RH и широкополосную вибрацию от 5 до 2 000 Гц, с высокой точностью воссоздавая различные экстремальные и сложные условия эксплуатации. Платформа также поддерживает нагружение реальными рабочими режимами в условиях вибрации, включая номинальную мощность, пиковую мощность, динамическую переменную нагрузку и циклы пуска-останова, воспроизводя в масштабе 1:1 фактическое рабочее состояние водородного оборудования после установки на транспортное средство, что существенно повышает точность и референтную ценность данных испытаний. В настоящее время платформа прошла комплексную калибровку характеристик и оценку безопасности и обладает зрелыми возможностями коммерческого обслуживания. На основе требований НИОКР предприятий разрабатываются индивидуальные решения по тестированию, точно соответствующие потребностям верификации надёжности различных водородных продуктов.

Внедрение данных возможностей мощного испытательного комплекса для водородного оборудования комплексно содействует развитию водородной отрасли по трём направлениям: превентивный контроль безопасности, итерация продуктов и отраслевая стандартизация. С одной стороны, моделирование сложных дорожных условий и динамических нагруженных комбинированных режимов работы позволяет заблаговременно выявлять скрытые риски неисправностей — усталость уплотнений топливных элементов, ослабление соединений трубопроводов, нарушения контактов жгутов проводов, — предотвращая на стадии источника серьёзные угрозы безопасности, такие как утечка водорода и прерывание энергоснабжения, и проактивно формируя надёжный рубеж безопасной эксплуатации водородного оборудования. С другой стороны, благодаря точным и детальным данным испытаний платформа помогает предприятиям оптимизировать конструкцию продуктов и производственные процессы, эффективно сокращая сроки финализации продукции, снижая затраты на НИОКР методом проб и ошибок и ускоряя рыночно ориентированную итерацию водородных продуктов.

Кроме того, массив реальных данных испытаний, накопленных платформой, обеспечит ключевую информационную поддержку для разработки отраслевых стандартов Китая в области вибрационных испытаний водородного оборудования под нагрузкой. CAERI будет использовать преимущества своей национальной платформы испытаний, чтобы взять на себя ведущую роль в совершенствовании отраслевых спецификаций испытаний и технических стандартов, унификации отраслевых критериев тестирования и содействии стандартизированному, упорядоченному и качественному развитию водородной энергетики.

Являясь национальной ключевой платформой для испытаний в области водородной энергетики, CAERI последовательно выстраивал независимо контролируемую систему инспекции и испытаний водородной энергетики по полной цепочке «материал — компонент — система — транспортное средство». С момента ввода в эксплуатацию в 2022 году центр последовательно выполнил ряд пионерских испытательных проектов, включая первое в Китае экстремальное огневое испытание бортовой водородной системы топливных элементов транспортного средства, испытание на дефлаграцию водорода в топливных элементах и экстремальное огневое испытание твердотельной системы хранения водорода, заполнив множество технологических пробелов в отрасли. Внедрение возможности трёхкомпонентных вибрационных испытаний мощностью 400 кВт дополнительно усовершенствовало матрицу услуг по испытаниям водородной энергетики по полной цепочке.

В будущем CAERI продолжит использовать преимущества технологического лидерства своей национальной платформы, непрерывно совершенствовать и модернизировать технологии и сервисные возможности испытаний в области водородной энергетики, устранять отраслевые пробелы в тестировании, всесторонне обеспечивать безопасность и надёжность водородной продукции и содействовать масштабному и качественному развитию водородной энергетики Китая.