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摘 要：美国国家可再生能源实验室（NREL）通过其独特的能源系统综合设施的最新技术，成功地对重型（HD）燃料电池电动汽车（FCEVs）系统的高流量加氢进行了验证。该能源系统综合设施是综合能源系统高级研究(ARIES)的一部分，适用于复杂的现代能源系统，ARIES是开展综合性研究活动以开发突破性新能源技术的研究平台。这次技术验证的成功汇集了为期两年的创新性高通量加氢站(IHS)项目的成果。该成果有助于实现美国能源部（DOE）和产业界的目标，即开发重型燃料电池电动汽车和建设基础设施，加速实现运输部门的脱碳化。虽然NREL十多年来一直支持着普通（LD）燃料电池电动汽车加氢方法的相关研究，但重型卡车和机械设备的加氢研究却是一项不同规模的业务。
关键字：重型卡车高速加氢、高流量加氢、重型燃料电池电动汽车、新型加氢站、FCEV燃料基础设施
美国国家可再生能源实验室（NRE）L与液化空气集团（法国）、本田技研工业株式会社、荷兰皇家壳牌公司和丰田公司合作实施了创新性高通量加氢站（IHS）项目，针对8类半卡车、船舶、铁路和采矿等应用场景，一直在努力解决高流量氢燃料系统开发中的问题，填补技术鸿沟。支持H2@Scale愿景（即在各种应用和经济领域实现清洁氢）的美国能源部氢燃料电池技术办公室（HFTO）也提供了一部分资金。
IHS项目的最终目标是，将燃料电池电动汽车的加氢时间缩短为大约10分钟，与柴油车的加油时间相当，当车辆最大储氢量为100kg时，平均氢气流量可达到10kg/min（峰值为20kg/min），这大约是普通燃料电池电动汽车所用的平均质量流量的10倍。
今年4月，NREL进行了一个验证项目，在2.87分钟内向8座氢罐（类似于重型燃料电池电动汽车的储氢罐）填充了40.3kg的氢气，证实其平均质量流量达到了14kg/min（峰值为21kg/min），已经超过了上述目标流量，这为实现以快速质量流量在10分钟内填充60-80kg氢气的最终目标开辟了可能性。
新型加氢站的设计采用了NREL的加氢模拟（H2FillS）模型，它是一种快速、灵活且可自由使用的热力学模型，用于模拟加氢站内普通燃料电池电动汽车的加氢。NREL针对HD要求和IHS项目进行了大幅度的改进，实施了20～40倍的高速化和压力斜率参数的优化。目前，NREL正在研究该模型的完整加氢过程，以计算重型燃料电池电动汽车的最佳燃料供应率。
此次的验证项目将为包括（目前尚未问世）燃料供应协议、安全性和标准在内的HD氢系统的进一步研究开拓铺平道路。作为此类加氢设施的先驱者，NREL的HD加氢站的问世，使得针对性地评估HD加氢硬件设备（例如受控站点的高流量喷嘴和加气口等）的安全性和可靠性成为可能，填补了市场空白。今后，NREL将利用新型加氢站的能力来支援建设重型燃料电池电动汽车的燃料基础设施。
翻译：王宁愿
审校：刘 翔
李 涵
统稿：李淑珊
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