鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:992次 | 2018年11月22日
燃料電池汽車安全性分析
最近2年,燃料電池技術(shù)及整車發(fā)展似乎大有超越電動(dòng)或混動(dòng)汽車技術(shù)之勢(shì)頭。2016年豐田mirai燃料電池汽車上市、量產(chǎn)甚至商業(yè)化。實(shí)際上,對(duì)于燃料電池技術(shù)以及整車應(yīng)用,早在10年前就在全球范圍眾多汽車廠商及科研單位所關(guān)注,并時(shí)不時(shí)的“露出”相關(guān)新技術(shù)獲得驗(yàn)證、集成燃料電池驅(qū)動(dòng)技術(shù)的整車進(jìn)入測(cè)試等咨詢。
直到2017年4月,上海車展期間福田汽車集團(tuán)歐輝8.5米燃料電池大巴上市,似乎國(guó)內(nèi)眾多非新能源媒體以及吃瓜群眾紛紛表示,燃料電池大巴安全嗎?這玩意背著好多氣瓶滿處跑會(huì)不會(huì)爆炸?
1、燃料電池大巴(汽車)驅(qū)動(dòng)總成:
電堆(發(fā)動(dòng)機(jī));氫燃料(存儲(chǔ)鋼瓶);高壓管路和閥體(氫燃料-電堆);散熱組件(用于電堆和空調(diào));空氣濾清器總成(為電堆過(guò)濾雜質(zhì)更低的氧氣);電堆控制系統(tǒng);發(fā)電機(jī)(電堆產(chǎn)生的動(dòng)力轉(zhuǎn)化成電量);驅(qū)動(dòng)電機(jī)(電量轉(zhuǎn)化為動(dòng)力);動(dòng)力電池(存儲(chǔ)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的額外電量);電池控制系統(tǒng);整車控制系統(tǒng)。
2、燃料電池大巴(汽車)運(yùn)行原理:
燃料電池大巴(汽車)頂置鋼瓶存儲(chǔ)的氫燃料,“壓”入電堆(“類似于傳統(tǒng)動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)”)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),所產(chǎn)生的的能量分為2路,1路傳遞給發(fā)電機(jī)至軸間電機(jī)驅(qū)動(dòng)整車行駛;1路傳遞給發(fā)電機(jī)至動(dòng)力電池存儲(chǔ)富裕電量。要注意的是,氫燃料在電堆中進(jìn)行的是化學(xué)反應(yīng),沒(méi)有任何油、液、氣混合燃燒環(huán)節(jié)。并不像傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī),通過(guò)燃料與空氣混合燃燒,產(chǎn)生的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。
實(shí)際上,燃料電池大巴(汽車)與傳統(tǒng)動(dòng)力大巴(汽車)一樣,只不過(guò)更換了不同動(dòng)力總成。與傳統(tǒng)動(dòng)力大巴(汽車)相比,燃料電池大巴(汽車)的氫燃料在電堆催化后,除了產(chǎn)生電量,還有純凈水排出。
至于燃料電池大巴(汽車)被質(zhì)疑的是否會(huì)爆炸問(wèn)題,其實(shí)就是對(duì)電堆催化過(guò)程、氫燃料存儲(chǔ)鋼瓶可靠性不明白而產(chǎn)生。
燃料電池大巴(汽車)的動(dòng)力源為鋼瓶存儲(chǔ)的純度為99.99%氫氣,即便遇到明火燃燒,也不會(huì)燃燒爆炸。氫氣燃燒爆炸要滿足3個(gè)條件:第1、體積濃度比是4.0%~75.6%;第2、氫氣在密閉的空間內(nèi);第3、火源點(diǎn)燃。
對(duì)于燃料電池大巴(汽車)而言,使用的氫氣濃度比為99.99%,遠(yuǎn)高于遇明火爆炸的4.0-75.6%濃度比的一般氫氣。在耐壓鋼瓶存儲(chǔ)中的氫氣,如果遭遇來(lái)自外界的明火燃燒,則會(huì)自動(dòng)關(guān)閉多級(jí)閥體。車載檢測(cè)系統(tǒng),偵測(cè)到鋼瓶或管路出現(xiàn)氫燃料泄漏,控制系統(tǒng)會(huì)即刻關(guān)閉氫氣輸出,避免與氧氣混合,確保不會(huì)自燃。
通過(guò)合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),燃料電池大巴(汽車)具備多重容錯(cuò)設(shè)定,保證氫燃料在不同危險(xiǎn)環(huán)境下,或切斷氫燃料輸出、或封閉與氧氣的混合。最重要的是,99.99%純度的氫燃料,從本質(zhì)上不具備燃燒的安全標(biāo)定。
在中國(guó)西部市場(chǎng)普及多年的CNG(天然氣)汽車多為后期換裝,甚至更多城市的出租車強(qiáng)制使用CNG(壓縮天然氣)為動(dòng)力的原廠車型。采用動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)大巴,早已在中國(guó)數(shù)十座城市的公交市場(chǎng)大規(guī)模應(yīng)用。作為新興產(chǎn)物的燃料電池大巴,其實(shí)并不神秘。完全可以看做是CNG(壓縮天然氣)汽車和電動(dòng)大巴的結(jié)合體。
至于安全性,沒(méi)有百分之百的肯定,卻可以從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)燃料電池大巴的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、主被動(dòng)安全狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)定。