如何保障氢燃料动力电池电动公交车的安全性

我国纯电动公交车的安全措施越来越完善，氢燃料公交车的研发已经提上主机厂的日程。但是，氢燃料动力电池电动公交车如何保障其安全性？目前这方面的介绍的文章比较少，下面结合自己的学习分享如下。

一、氢燃料是易燃、易爆的危险品

氢燃料为易燃易爆危险品，已经是常识。但是要开发氢燃料公交车，工程技术人员必须了解其物理性能。

1）基本参数

①感官特性：氢气是无气味，无色，无味道的气体，所以人类感官无法对其泄漏有所警觉。(注意：感官无法对其泄漏有所警觉，这比较危险的）；

②可燃范围：4-75vol%；爆炸范围：18-59vol%；③点火能量：0.02mJ；④封闭空间：可燃范围：4-75vol%，⑤爆炸范围：18-59vol%；⑥开放空间：扩散系数是汽油的12倍；

2）危险程度

①汽油爆炸能量是相同体积氢气的22倍，且发生爆炸时，氢气燃料由于密度远低于空气，会迅速上升扩散。

②爆炸发生在气源的上方；而汽油发生爆炸是在燃料的泄漏处，危险程度要远大于氢气。

3）基本结论

氢气上车，一定易燃易爆危险品，是危险品必须要有安全措施。

二、氢燃料动力电池电动公交车安全措施的基础

1）氢气与汽油、天然气危险性比较

2）氢燃料动力电池电动公交车安全措施与天然气公交车基本相同

氢燃料动力电池是发动机原理，即与天然气内燃机工作原理基本相同，不同的是氢燃料动力电池输出电能，而天然气内燃机输出的是机械能。一句话，天然气公交车要采取的安全措施，多可以用到氢燃料动力电池电动公交车上，不同是技术要求不同而已。归纳起来，天然气公交车的安全措施重要天然气内燃机的输入端。

三、氢燃料动力电池电动公交车重要安全措施介绍

1）以国家标准为指导是最佳途径

①整车层面基本安全标准

②零部件层面的本安全标准

2）安全措施的关键要求

加氢口

①加氢口应能防止压缩氢气倒流至大气。

②加氢口标志检查：应在靠近加氢口处，设有标志，标志应包含：燃料类型、公称工作压力、气瓶报废日期。

③加氢口应有必要的防护装置，防止灰尘、水等异物进入加氢口内。

氢排放系统

超压泄放系统（C6试验方法）

①在连接温度驱动压力泄放装置（TPRD）和压力驱动泄放装置（PRD）释放管路的出口处采取必要的保护措施，防止在使用过程中被异物堵塞，影响气体释放。例如：可以加盖一个管帽。

②通过温度驱动压力泄放装置（TPRD）释放的氢气，不应：

ⅰ.流入封闭空间或半封闭空间

ⅱ.流入或流向任一车轮罩

ⅲ.流向氢气瓶

通过压力泄放装置（如爆破片）释放的氢气，不应：

ⅰ.流向裸露的电气端子、电气开关或其它引火源

ⅱ.流向或流入乘客舱或货舱

ⅲ.流向或流入任一汽车轮罩

ⅳ.流向氢气瓶

燃料动力电池/车辆排气系统

在汽车排气系统的排气测量点处，氢气浓度应满足以下两项要求：

①在进行正常操作(包括开车和停车)时，任意3s中内的平均氢气浓度不超过4%（体积浓度）；

②在任何瞬时氢气浓度不大于8%（体积浓度）（C4试验方法）。

氢气泄露情况下的火灾防护

①储氢系统泄漏或渗透的氢燃料，不应直接排到乘客舱、行李舱、货舱，或者车辆中任何存在未受保护潜在火源的封闭空间或半封闭空间。

②任何发生在主截止阀下游的单点泄露不应导致乘客舱内氢气的体积浓度大于4%。

③假如在汽车运行过程中，某单点泄露导致封闭空间或半封闭空间内氢气的体积浓度大于2±1%，应该发出警报，浓度大于3±1%，则应关闭主截止阀停止氢气供应。

燃料系统泄漏

加氢管路和主截止阀下游的氢系统不应存在泄漏。应在1.15倍NWP下进行该验证（C5试验方法）。

报警装置

报警装置应通过警报灯或具有下列特性的文字显示对驾驶员发出警报：

①坐在驾驶座位的驾驶员应能够看到警报，不应受天气和时间的影响。

②当检测系统检测到氢泄漏时，大于2%警报应为黄色；当出现B1.3.3中的泄漏情况时，大于3%，警报应为红色。

③在车辆运行过程中或燃料动力电池汽车启动状态过程中，当车内封闭空间或半封闭空间内出现氢气浓度超过2%的泄漏情况时，警报应保持亮起。

④当大于3%泄漏报警发生后，泄漏浓度低于报警值时，只有在下次燃料动力电池系统启动时才能复位报警状态，取消报警。

⑤车内安装的氢浓度监测设备精度应高于1%vol。

碰撞后燃料系统的安全要求

①燃料泄漏极限：采用压缩气态储氢形式的汽车，在发生碰撞后的60min之内，燃料系统的平均氢气泄漏率不应超过118NL/min。

②封闭空间浓度极限：采用压缩气态储氢形式的车辆，碰撞后的氢燃料泄漏不应使乘客舱、行李舱或货舱内的氢气浓度超过4%（体积浓度）。

四、氢燃料动力电池电动公交车重要总成件安全指标

LNG天然气气瓶最高是20MPa,而氢气要求35MPa,的气瓶。于是与其配套管子、阀门的技术要求，都必须要求提高技术等级。下面是车载气瓶的技术参数：

五、氢燃料动力电池电动公交车是安全的

①相关安全标准基本建立；

②有关第三方检测几个基本建立；

③有关零部件不合格是不能上车；

④不合格车辆是不能出厂。

总之，氢燃料动力电池电动公交车是安全的，指的是目前已经拥有的技术条件下，措施到位。非专业人士是没有必要担心的。