科普 | 航天专家靳殷实告诉你如何正确掌握氢燃料电池汽车安全性-尊龙凯时·中国官方网站

    随着中国新能源汽车的深入发展，氢燃料电池汽车的前景逐渐清晰，越来越多的人相信，中国氢燃料电池汽车将首先应用于商用车领域，尤其是客车和物流车的应用。2017年10月20日，科技部部长万钢来到北京亿华通科技股份有限公司，参观了配套亿华通技术的福田欧辉全系列氢燃料电池客车。万钢部长十分看好氢燃料电池客车在远程公交领域的发展前景。

　　但也有不少的公交客运物流企业对氢燃料电池客车的安全性有所顾虑。国内航天专家靳殷实在近日接受中国客车网采访时表示，现在很多车企都在研制燃料电池汽车，因此，氢燃料电池汽车的安全性研究更要加强，中国客车不能再重复电动化过程中“先进入后提高”、“先上马后治理”的现象，否则就会出现低端重复制造、企业扎堆竞争的老路子。

　　氢燃料技术：汽车与航天技术擦出的火花

　　从上来看，目前丰田、本田、日产、现代在氢燃料电池汽车研发生产方面走在了世界前列，宝马、凯迪拉克等也在推进，近些年美国van hool、new flyer、德国奔驰戴姆勒、日本丰田和日野都有氢燃料电池客车上路运营。

　　在国内，2008年北京奥运会期间，福田欧辉与清华大学亿华通团队合作的3辆氢燃料电池客车参与示范;2010年上海世博会期间，清华大学与亿华通团队、同济大学与上汽合作的各3辆申沃氢燃料电池客车参与示范，2010年新加坡青奥会期间，海格和清华大学亿华通团队合作的1辆氢燃料电池客车参与示范。

　　2016年佛山飞驰客车与广东国鸿、亿华通等合作的28辆氢燃料电池客车在云浮、三水开始挂牌运营;2016年，福田欧辉氢燃料电池客车获得某运营企业100台订单，这是迄今为止zui大的商业化订单，2017年-2018年，欧辉氢燃料电池客车将在张家口开始运营。

　　据中国客车网了解，截止2017年10月第301批工信部公告，已经通过工信部产品公告的客车企业有宇通、福田、金旅、申龙、南京金龙、青年、飞驰等;轻客品牌有上海大通;物流车品牌有东风、青年。

　　此外，中植、中通、申沃、扬子江、五洲龙、陆地方舟、沂星等客车企业的氢燃料电池样车先后亮相，青年、重汽、联孚等客车企业也都纷纷宣布有样车问世。

　　其实，早在上个世纪60年代，氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。往返于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置。进入20世纪70年代以后，随着燃料电池技术成熟，氢燃料电池很快被运用于发电和汽车。

　　北京航天发射技术研究所与长征火箭工业有限公司就是在这种情况下，利用技术优势，共同设立了航天新长征电动汽车技术有限公司，公司依托15所与长征火箭公司多年积累的航天应用技术能力，致力于燃料电池、新能源车、新能源汽车零部件等项目与产品的运营。

     靳殷实是这家公司的专家，他的身份还包括中国运载火箭技术研究院研究员、全国燃料电池及液流电池标委会委员、全国汽车标委会燃料电池汽车标准工作组成员等。

　　从航天专家转向氢燃料汽车专家，靳殷实积极响应国家新能源战略，跟随国家产业政策和市场需求，充分发挥自身的技术优势，力争在新能源汽车及零部件行业中贡献自己的知识和力量。

　　靳殷实告诉中国客车网：氢是易燃易爆化学危险品，但氢燃料电池汽车本身是安全的。

　　不过，靳殷实认为，氢安全的问题，不但需要汽车企业深入了解，也需要对用户进行科普。下文的内容，就是中国客车网根据靳殷实研究员的访谈，结合他的演讲内容和研究成果，整理而成：

　　氢易燃易爆，但它是风险可控相对安全的燃料

　　靳殷实介绍，氢气是易燃易爆危险品，它无色无味，所以人类感官无法对其泄露有所警觉，但它又是一种风险可控的燃料。因此氢燃料电池汽车的安全主要包括三个方面：机械及结构方面的安全、电安全、氢安全。

    根据上图所示的氢气特性，氢气的可燃范围为4-75vol%，爆炸范围为18-59vol%，点火能量为0.02mj。结合以往氢气事故研究，靳殷实向中国客车网介绍，当储氢气的压力容器受热，氢气压力超过容器材料zui大压力极*，会引起容器爆裂，因此，储氢气的压力容器必须要始终处于安全状态。

　　另外，氢气不允许泄露。当空气中氢的浓度达到4%-75%的时候，施加静电、明火或混合空气温度达到摄氏527°及以上时，氢气会发生爆炸。

燃料电池储氢方式有三种：高压储氢、液氢、金属氢化物(如下图)

附：

　　氢燃料电池汽车，厂家和用户都要学的安全问题，涉及到国家标准的，重点有以下方面：

　　首先在加氢过程中的安全

　　靳殷实向中国客车网介绍，根据国家标准《燃料电池电动汽车 加氢口》方面的要求如下：

　　5.1一般要求

　　5.1.1接口型式及尺寸应符合4.1的要求。

　　5.1.2加氢口应符合gb/t 24549--2009中4.2.2的有关规定。

　　5.1.3加氢口应有防止水和灰尘进人接口并能防止接口损伤的防尘盖，应有防止防尘盖丢失的装置。

　　5.1.4加氢口应有接地连接装置，除非车辆上有其他能消除静电的措施。

　　5.1.5加氢口应有防止压力超过标称压力的压缩氢气通过加氢口的功能。

　　5.1.6加氢口与氢接触的材料应与氢兼容，在设计的使用寿命期限内，不会发生氢脆现象。

　　《燃料电池电动汽车 安全要求》安全要求如下：

　　气密性：按6.3规定的方法进行气密性试验，用检漏液检查如果1 分钟之内无气泡产生则为合格。

　　耐温性：按6.4规定的方法进行耐温性试验后其气密性应符合5.2.1的要求。

　　相容性：加氢口与氢气接触的非金属零件，按6.5规定的方法进行相容性试验后，其体积膨胀率应不大于25%，体积收缩率应不大于10%，质量变化率应不大于10%。

　　耐氧老化性：加氢口与氢气接触的非金属零件，按6.6规定的方法进行耐氧老化性试验后，不应出现变形、变质、斑点及裂纹等现象。

　　液静压强度：加氢口的承压零件按6.7规定的方法进行液静压强度试验后，应不出现任何裂纹、*变形。

　　耐振性：加氢口按6.8规定的方法进行耐振性试验后，所有连接件不应松动，其气密性应符合5.2.1的要求。

　　耐异常压力：加氢口按6.9规定的方法进行耐异常压力试验后，所有连接件不应松动，其气密性应符合5.2.1的要求。

　　耐久性：加氢口的单向阀完成耐温性试验后，按6.10规定的方法再进行耐久性试验，试验后不应出现异常磨损，且应符合5.2.1气密性的要求。

　　在供氢系统方面，氢气温度、充装速率会有如下影响：

　　气瓶在进行充装时,氢气从加氢站固定容器以很快的流速充入车载储氢气瓶,气瓶内氢气温度由于受到压缩而升高。温升大小受充装速率的影响较大,如果在很短的时间内充装完毕,气瓶内气体的温升很大,中心温度会超过100℃甚至200℃,因此需要对充装速率进行实时监测和控制。