Os tanques de hidrogênio dos veículos elétricos a células de combustível (VECC) operam sob pressão muito alta. Para segurança e confiabilidade, os sensores e transmissores de pressão nesses veículos devem ser capazes de resistir à corrosão, vibração e choque e permeação / fragilização por hidrogênio.
Um critério chave na escolha de um sistema de hidrogênio específico é o espaço disponível: quanto mais células de combustível no veículo, maior será a autonomia. A pressão do tanque é outro fator importante: quanto maior a pressão, mais hidrogênio o veículo pode transportar e maior seu alcance. Uma pressão do tanque de 700 bar (~10.150 psi) é padrão para carros. Antigamente, a maioria dos ônibus, caminhões e máquinas móveis tinha tanques com metade dessa pressão. Mas, atualmente, tudo isto está sendo repensado, e o padrão de carro está cada vez mais sendo aplicado a caminhões e ônibus para que possam rodar mais entre cada reabastecimento.
Como o hidrogênio comprimido deve cair de mais de 5.000 ou 10.000 psi para a pressão atmosférica (~15 psi), os sensores de pressão desempenham um papel importante nos VECCs. Além disso, não basta que os sensores sejam certificados como adequados para hidrogênio; eles também devem ser desenvolvidos especificamente para uso em condições operacionais difíceis: choque e vibração, picos de pressão, umidade, temperaturas extremas e radiação eletromagnética. Por exemplo, as normas IEC 60068-2-27 e IEC 60068-6 descrevem os requisitos para resistência a choque e vibração, respectivamente. Os transmissores industriais padrão não atendem a essas e outras especificações.
O sensor de pressão OEM MH-3-HY da WIKA atende aos rigorosos requisitos de uso em VECCs:
- Resistência à vibração de 20 g e resistência ao choque de 500 g
Sensor de pressão MH-3-HY OEM
- Resistência a picos de pressão com um sistema CDS (Cavitation Dampening System)
- Proteção de entrada IP67 com célula de medição de película fina hermeticamente soldada
- Faixa de temperatura de −40°C a 85°C (−40°F a 185°F)
- Blindagem metálica para compatibilidade eletromagnética (CEM), mesmo sob exposições ≤ 100 V/m; Certificação EMC em conformidade com a Diretiva 72/245/CEE
- Caixa feita de PBT, um plástico reforçado com fibra de vidro altamente resistente comumente usado na indústria automotiva
- Partes úmidas feitas de aço inoxidável 2.4711 (Elgiloy®), uma liga com alta resistência à corrosão e à fadiga para reduzir a suscetibilidade a desvios de sinal e permeação / fragilização de hidrogênio
O MH-3-HY atualmente tem a aprovação EC79/2009 para faixas de 20 a 600 bar (290 a 8.700 psi). Em um futuro próximo, a WIKA ampliará a faixa deste sensor de pressão para 900 bar (13.050 psi) para cumprir o requisito futuro de aumento da pressão do tanque em veículos comerciais e industriais.
O desvio do sinal é um problema sempre que os sensores de pressão são utilizados em aplicações de hidrogênio. Isso ocorre porque os átomos de hidrogênio se difundem até mesmo através dos aços de alta qualidade, com pressão e temperatura suficientemente altas. Ao se recombinarem para formar H2 nas partes sensíveis de um sensor, a ponte de Wheatstone fica desequilibrada devido à mudança nas resistências individuais. O revestimento de ouro em um sensor faceado evita a permeação de hidrogênio e é, portanto, recomendado para aplicações de hidrogênio em alta temperatura, sejam fixas ou móveis. O revestimento de ouro é uma opção no transmissor de pressão com diagrama faceado S-11 e transmissor de pressão IS-3.
O Futuro dos Veículos Movidos a Hidrogênio
Tanto nos governos quanto no mercado, a maré está começando a mudar: O consenso global está convergindo em torno do hidrogênio verde como a forma mais conveniente e sustentável de fornecer energia aos veículos comerciais e de passeio do futuro.
Para ficar por dentro dessa tendência, fabricantes de equipamentos devem considerar maneiras de adicionar tecnologias de hidrogênio a seus negócios. A WIKA possui uma linha de instrumentos de pressão de alta qualidade adequados para aplicação de hidrogênio, desde componentes de veículos a postos de abastecimento e sistemas de abastecimento de gás. Entre em contato com nossos especialistas para obter mais informações, incluindo os mais recentes requisitos e aprovações regulamentares para sistemas de hidrogênio.
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