燃料电池相关传感器先容文章之-压力传感器_合肥畅合能源科技有限企业_燃料电池冷却液_燃料电池空滤

1331com银河吴乐城

燃料电池相关传感器先容文章之-压力传感器

发布时间：

2023-07-19

燃料电池是一种将氢气和氧气转化为电能的清洁能源技术，广泛应用于汽车、能源存储和便携设备等领域。而在燃料电池系统中，传感器起着至关重要的作用，帮助实现对温度、压力、流量、浓度、湿度和电流等关键参数的监测和控制。

通过这些传感器的精确测量，燃料电池系统能够实现更高的效率、更长的寿命和更稳定的运行。同时，传感器的数据还可以用于故障诊断、系统优化和性能改进。

燃料电池传感器安装示意图

*传感器的具体安装位置可能会因燃料电池系统设计和制造商而有所不同

氢气路 主要是高压氢气瓶瓶阀上的高压传感器和经过减压阀后的氢气中压传感器，以及最后进入电堆时的氢气低压传感器，确保稳定的供氢压力，满足燃料电池系统的需求，防止进气压力过高/过低对燃料电池系统造成损坏，初次反应完的氢气经过汽水分离器后通过氢气循环泵/引射器再次进行循环。

空气路 主要是监测空压机后的进气压力、温度、流量、湿度等，确保有充足适合的氧气参与反应，同时需要保持燃料电池膜的水分含量，提供理想的反应环境。出口监测排气压力和温度，配合背压阀按照系统设定定时排气。

水路 主要是监测进水和出水温度和压力参数，确保对燃料电池堆的良好冷却和热管理，同时需要监测冷却液的电导率含量，以便能及时地更换冷却液。

本文将从氢气压力传感器开始先容

*压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。

*按不同的测试压力类型可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。

按原理可分为以下几种类型：

谐振式传感器：这种传感器使用一个可振动的谐振元件，当受到压力作用时，谐振频率发生变化，从而测量压力。

应变式传感器：这种传感器使用基于金属弯曲或拉伸的原理来测量压力。当受到压力作用时，金属元件发生形变，从而改变电阻、电容或电感等特性，实现对压力的测量。

电容式传感器：这种传感器基于电容的原理来测量压力。传感器的结构中包含两个电极或电容板，当压力作用于传感器时，电容值发生变化，通过测量电容的变化来获得压力值。

电磁式传感器：这种传感器利用压电材料的特性，当受到压力作用时，压电材料产生电荷或电压信号，通过测量电荷或电压的变化来获得压力值。

压阻式传感器：这种传感器是通过测量电阻值的变化来获得压力值。当压力作用于传感器时，导电材料的电阻值发生变化，通过测量电阻的变化来获得压力值。

以森萨塔压力传感器为例：

森萨塔高压传感器310PP11-06为压阻式原理传感器，为森萨塔研发的MSG微熔应变片技术，采用4个压敏电阻通过玻璃微熔密封的金属基板背面，组成惠斯通电桥，当受压时，压敏电阻因阻值变化导致电压变化，通过芯片放大处理后传输出随压力变化的电压信号（或数字信号）。

高压传感器310PP11-06结构图

森萨塔中低压及水路温压一体传感器为电容式原理，采用了APT陶瓷电容技术，陶瓷电容敏感元件对几乎所有压力介质均有极佳兼容性，具有无疲劳、无塑性变形、无迟滞、耐高温、温漂小等优点，测量压力范围可以做到0.2barA~80barA，陶瓷电容式压力传感器技术因其优异的介质兼容性与稳定性是氢气压力传感器最好的解决方案之一。

中压传感器32CP42-01结构图

温压一体传感器31CP42-08结构图

随着燃料电池技术的进一步发展和商业化应用，传感器技术也将不断创新和进步，为燃料电池系统的性能和可靠性提供更加优化的解决方案。