我國(guó)純電動(dòng)公交車的安全措施越來(lái)越完善，氫燃料公交車的研發(fā)已經(jīng)提上主機(jī)廠的日程。但是，氫燃料電池電動(dòng)公交車如何保障其安全性？目前這方面的介紹的文章比較少，下面結(jié)合自己的學(xué)習(xí)分享如下。

一、氫燃料是易燃、易爆的危險(xiǎn)品

氫燃料為易燃易爆危險(xiǎn)品，已經(jīng)是常識(shí)。但是要開(kāi)發(fā)氫燃料公交車，工程技術(shù)人員必須了解其物理性能。

1）基本參數(shù)

① 感官特性： 氫氣是無(wú)氣味，無(wú)色，無(wú)味道的氣體，所以人類感官無(wú)法對(duì)其泄漏有所警覺(jué)。(注意：感官無(wú)法對(duì)其泄漏有所警覺(jué)，這比較危險(xiǎn)的）；

②可燃范圍： 4-75vol%；爆炸范圍： 18-59vol%；③點(diǎn)火能量： 0.02mJ；④封閉空間： 可燃范圍： 4-75vol%，⑤爆炸范圍：18-59vol%；⑥開(kāi)放空間： 擴(kuò)散系數(shù)是汽油的12倍； 

2）危險(xiǎn)程度

①汽油爆炸能量是相同體積氫氣的22倍，且發(fā)生爆炸時(shí)，氫氣燃料由于密度遠(yuǎn)低于空氣，會(huì)迅速上升擴(kuò)散。

②爆炸發(fā)生在氣源的上方；而汽油發(fā)生爆炸是在燃料的泄漏處，危險(xiǎn)程度要遠(yuǎn)大于氫氣。

3）基本結(jié)論

氫氣上車，一定易燃易爆危險(xiǎn)品，是危險(xiǎn)品必須要有安全措施。

二、氫燃料電池電動(dòng)公交車安全措施的基礎(chǔ)

1）氫氣與汽油、天然氣危險(xiǎn)性比較

2）氫燃料電池電動(dòng)公交車安全措施與天然氣公交車基本相同

氫燃料電池是發(fā)動(dòng)機(jī)原理，即與天然氣內(nèi)燃機(jī)工作原理基本相同，不同的是氫燃料電池輸出電能，而天然氣內(nèi)燃機(jī)輸出的是機(jī)械能。一句話，天然氣公交車要采取的安全措施，多可以用到氫燃料電池電動(dòng)公交車上，不同是技術(shù)要求不同而已。歸納起來(lái)，天然氣公交車的安全措施主要天然氣內(nèi)燃機(jī)的輸入端。

三、氫燃料電池電動(dòng)公交車主要安全措施介紹

1）以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)是最佳途徑

①整車層面基本安全標(biāo)準(zhǔn)

②零部件層面的本安全標(biāo)準(zhǔn)

2）安全措施的關(guān)鍵要求

加氫口

①加氫口應(yīng)能防止壓縮氫氣倒流至大氣。

②加氫口標(biāo)志檢查：應(yīng)在靠近加氫口處，設(shè)有標(biāo)志，標(biāo)志應(yīng)包含：燃料類型、公稱工作壓力、氣瓶報(bào)廢日期。

③加氫口應(yīng)有必要的防護(hù)裝置，防止灰塵、水等異物進(jìn)入加氫口內(nèi)。

氫排放系統(tǒng)

超壓泄放系統(tǒng)（C6試驗(yàn)方法）

①在連接溫度驅(qū)動(dòng)壓力泄放裝置（TPR D）和壓力驅(qū)動(dòng)泄放裝置（PRD）釋放管路的出口處采取必要的保護(hù)措施，防止在使用過(guò)程中被異物堵塞，影響氣體釋放。例如：可以加蓋一個(gè)管帽。

②通過(guò)溫度驅(qū)動(dòng)壓力泄放裝置（TPRD）釋放的氫氣，不應(yīng)：

ⅰ. 流入封閉空間或半封閉空間

ⅱ. 流入或流向任一車輪罩

ⅲ. 流向氫氣瓶

通過(guò)壓力泄放裝置（如爆破片）釋放的氫氣，不應(yīng)：

ⅰ. 流向裸露的電氣端子、電氣開(kāi)關(guān)或其它引火源

ⅱ. 流向或流入乘客艙或貨艙

ⅲ. 流向或流入任一汽車輪罩

ⅳ. 流向氫氣瓶

燃料電池/車輛排氣系統(tǒng)

在汽車排氣系統(tǒng)的排氣測(cè)量點(diǎn)處，氫氣濃度應(yīng)滿足以下兩項(xiàng)要求：

①在進(jìn)行正常操作(包括開(kāi)車和停車)時(shí)，任意3 s中內(nèi)的平均氫氣濃度不超過(guò)4%（體積濃度）；

②在任何瞬時(shí)氫氣濃度不大于8%（體積濃度）（C4試驗(yàn)方法）。

氫氣泄露情況下的火災(zāi)防護(hù)

①儲(chǔ)氫系統(tǒng)泄漏或滲透的氫燃料，不應(yīng)直接排到乘客艙、行李艙、貨艙，或者車輛中任何存在未受保護(hù)潛在火源的封閉空間或半封閉空間。

②任何發(fā)生在主截止閥下游的單點(diǎn)泄露不應(yīng)導(dǎo)致乘客艙內(nèi)氫氣的體積濃度大于4%。

③如果在汽車運(yùn)行過(guò)程中，某單點(diǎn)泄露導(dǎo)致封閉空間或半封閉空間內(nèi)氫氣的體積濃度大于2±1%，應(yīng)該發(fā)出警報(bào)，濃度大于3±1%，則應(yīng)關(guān)閉主截止閥停止氫氣供應(yīng)。

燃料系統(tǒng)泄漏

加氫管路和主截止閥下游的氫系統(tǒng)不應(yīng)存在泄漏。應(yīng)在1.15倍NWP下進(jìn)行該驗(yàn)證（C5試驗(yàn)方法）。

報(bào)警裝置

報(bào)警裝置應(yīng)通過(guò)警報(bào)燈或具有下列特性的文字顯示對(duì)駕駛員發(fā)出警報(bào)：

①坐在駕駛座位的駕駛員應(yīng)能夠看到警報(bào)，不應(yīng)受天氣和時(shí)間的影響。

②當(dāng)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到氫泄漏時(shí)，大于2%警報(bào)應(yīng)為黃色；當(dāng)出現(xiàn)B1.3.3中的泄漏情況時(shí)，大于3%，警報(bào)應(yīng)為紅色。

③在車輛運(yùn)行過(guò)程中或燃料電池汽車啟動(dòng)狀態(tài)過(guò)程中，當(dāng)車內(nèi)封閉空間或半封閉空間內(nèi)出現(xiàn)氫氣濃度超過(guò)2%的泄漏情況時(shí)，警報(bào)應(yīng)保持亮起。

④當(dāng)大于3%泄漏報(bào)警發(fā)生后，泄漏濃度低于報(bào)警值時(shí)，只有在下次燃料電池系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)才能復(fù)位報(bào)警狀態(tài)，取消報(bào)警。

⑤車內(nèi)安裝的氫濃度監(jiān)測(cè)設(shè)備精度應(yīng)高于1%vol。

碰撞后燃料系統(tǒng)的安全要求

①燃料泄漏極限：采用壓縮氣態(tài)儲(chǔ)氫形式的汽車，在發(fā)生碰撞后的60 min之內(nèi)，燃料系統(tǒng)的平均氫氣泄漏率不應(yīng)超過(guò)118 NL/min。

②封閉空間濃度極限：采用壓縮氣態(tài)儲(chǔ)氫形式的車輛，碰撞后的氫燃料泄漏不應(yīng)使乘客艙、行李艙或貨艙內(nèi)的氫氣濃度超過(guò)4%（體積濃度）。

四、氫燃料電池電動(dòng)公交車主要總成件安全指標(biāo)

LNG天然氣氣瓶最高是20MPa,而氫氣要求35MPa,的氣瓶。于是與其配套管子、閥門的技術(shù)要求，都必須要求提高技術(shù)等級(jí)。下面是車載氣瓶的技術(shù)參數(shù)：

五、氫燃料電池電動(dòng)公交車是安全的

①相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)基本建立；

②有關(guān)第三方檢測(cè)幾個(gè)基本建立；

③有關(guān)零部件不合格是不能上車；

④不合格車輛是不能出廠。

總之，氫燃料電池電動(dòng)公交車是安全的，指的是目前已經(jīng)擁有的技術(shù)條件下，措施到位。非專業(yè)人士是沒(méi)有必要擔(dān)心的。

本文根據(jù)靳殷實(shí)的報(bào)告改編。

返回第一電動(dòng)網(wǎng)首頁(yè) >