技术实力

“基于移动平台的液氢动力系统与移动式液氢制储加撬装设备”攻克了机载液氢储存密度低、动态供氢不稳定、野外补给困难等世界性难题，形成了“轻质罐–稳供氢–混合电–移动制–快速加”全链条自主知识产权技术体系，为绿色航空、低空经济和分布式氢能应用提供了装备支撑，具备广泛应用前景。

(1) 面向长航时无人机的液氢动力系统

本机载液氢动力系统成功构建了一套完整、高效、可靠的航空级氢能发电解决方案，实现了从低温液氢储存到稳定电力输出的全过程创新。系统采用“轻质液氢储罐—主动式气化复温—燃料电池发电—智能能量管理”的技术架构。

a）轻质高储氢密度液氢储罐子系统

材料应用与结构创新：采用航空铝合金材料的轻量化设计方案。通过有限元分析与多目标优化，创新性地设计了歧管连接与低应力集中封头结构，在承受2.5倍工作压力（约8bar）的循环载荷下，实现了高强度与轻量化，质量储氢密度10%以上，罐体自重较传统材料降低约60%。

先进绝热技术：开发了“点接触支撑”的低漏热内外罐支撑结构。在真空夹层内，端部采用点接触+弹簧补充收缩变形的支撑方式，并采用低导热系数的G10材料，辅以多层绝热材料与真空夹层，在保证强度的条件下最大限度降低的储罐漏热率。升级储罐的静态日蒸发率在15%以下，满足无人机供氢使用需求。

安全设计：储罐内置式防涡流装置、外部设置多级安全泄放阀、紧急截止阀以及分布式温度、压力传感系统，实时监测系统运行状态。

b）适应动态负载的液氢气化与供氢控制子系统

该子系统确保了液氢能按燃料电池功率需求，实现氢气的压力、温度、流量的匹配调节与供给，解决了气化过程的强非线性与负载需求的快速时变性矛盾。

燃料电池余热与液氢气化冷能耦合复温装置：利用燃料电池电堆空气端排气余热为热源，与液氢气化复温过程释放的冷能耦合换热，降低了电堆散热风扇的功率及液氢复温换热器的换热面积，提高了单位体积换热功率，降低了换热设备的总质量，并能确保供氢温度的稳定（10±5℃）输出。

多变量解耦与自适应控制策略：建立了包含电加热器、复温器、供气电磁阀、燃料电池功率在内的精确动态数学模型，研发了前馈-反馈复合的多维耦合策略。控制器以燃料电池的电流需求为前馈信号，实时采集供氢管路末端的压力、温度及流量信号，建立压力、流量、温度之间的耦合关系，实现燃料电池功率变化时，氢气供给压力波动小于±5%，温度波动小于±5°C，流量响应延迟小于0.5秒，完全满足了燃料电池对进气稳定性的要求。

c） 高度集成的一体化撬装动力模块

模块化集成设计：采用多单元撬装集成设计。液氢储罐、燃料电堆及其辅助系统、DC/DC变换器、锂离子电池组集成一体，并考虑重心分布与散热需求，形成撬装整体，所有管路与线缆采用航空快插接口和定制化线束，布局规整，便于快速安装与维护。

协同热管理与智能能量管理（EMS）： EMS管理供氢控制、协调燃料电池与锂电池的输出功率，优化了燃料电池的工作点，抑制了锂电的过充，并确保了全航程电力供给的充足与平稳。

(2) 移动式液氢制储加一体化撬装设备成果

通过高度集成、深度耦合和智能控制，将液氢的制储加系统与装备浓缩到可移动的集装箱内，实现了氢气的现场制备、液化、储存和加注全流程功能集成，解决了小型化、移动化场景下各氢液化系统的“兼容、协同与稳定”运行难题，为液氢在航空、交通等领域的分布式应用提供了基础设施支撑。

a) 全流程多模块高效匹配与集成技术

波动性输入适应设计：采用高效率PEM电解槽，直接利用风电、光伏等波动性可再生能源或市电，通过宽范围输入整流模块和先进电解槽控制策略，使制氢模块能在30%-110%额定功率范围内高效、稳定运行，适应能源输入的波动；

氢液化-储存一体化设计：将氢液化器的核心冷箱（包含换热器、节流阀等）与液氢储罐设计为一个连通的整体真空容器，彻底消除了传统独立设备间需要通过绝热管道转注而产生的“闪蒸汽”（Flash Gas）损失和冷量损失，使每次液化-转注过程的氢气损失从传统的3-5%降低到0.5%以内。

流程耦合与参数全局优化：通过全局优化，确定了各环节的最佳操作参数窗口，最终实现了从输入电能到输出液氢的全系统整体能效（LHV基准）超过20%。

b) BOG零损耗管理技术

“间歇运行”式BOG主动再液化技术：针对储罐静置时因漏热产生的蒸发气体（BOG），当储罐内压力上升至设定阈值时，通过自动启动液化器模块以低功耗模式运行，实现BOG的冷凝和再液化，实现BOG的“零净排放”和“零净损耗”，提高了液氢的保存率，有利于提高移动设备经济性与安全性。

c) 设备的抗振与稳定保障技术

通过撬装底座与标准集装箱底盘之间的高性能空气弹簧减振器、关键设备模块（如液化冷箱、压缩机机组）自身与撬装底座之间的橡胶-金属复合隔振支座、设备内部精密部件（如传感器、膨胀机轴承）的局部柔性支撑和阻尼设计等措施，对设备实现三级减震处理，保障部件在运输过程不受损坏。