国内首个,氢燃料电池整车极限火烧试验完成

2024-01-30 16:29  来源:中国能源报  浏览:  

中国汽研宣布,已成功完成国内首个氢燃料电池整车极限火烧试验。

近日,中国汽车工程研究院股份有限公司(以下简称“中国汽研”)宣布,已成功完成国内首个氢燃料电池整车极限火烧试验。中国汽研通过氢能部件—系统—整车多层级极限火烧试验,辅助提升氢燃料电池汽车的安全设计,着力完善氢安全检测认证,助力开展车用氢能安全测评技术研究和标准体系建设,让公众消除疑虑,不再谈“氢”色变。

氢车逐步进入日常生活

国家发改委、国家能源局联合印发的《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》提出,到2025年,燃料电池车保有量达5万辆。根据中国汽车工业协会最新公布的数据,2023年,燃料电池汽车产销量分别约为5600辆和5800辆,同比分别增长55.3%、72.0%。自2021年我国五部委共同启动燃料电池汽车城市群商业示范以来,车辆推广规模快速提升,应用场景逐渐丰富,示范运行覆盖了城市、物流、运输、工程、港口、园区等多元场景。

纵观全球,现代Nexo、丰田Mirai等车型已成为畅销的氢燃料电池车型。目前,国内氢燃料电池汽车示范以商用车为主,但乘用车的商业化运营也正逐渐起步,氢燃料电池汽车正逐渐进入日常生活。

2022年底,我国首款全功率燃料电池乘用车——“东风氢舟”在广东省佛山市开展示范运营,与此同时,上汽大通首批80辆氢能源网约车作为上海网约车平台指定商务车型投放上海街头。

另外,10台启辰大V氢境在花都开展36个月的示范运营,涵盖园区摆渡车、公务用车等多种方式,后续将覆盖机场、高铁站等核心区域,并进一步推广到广州市区,预计3月后将上线打车平台,未来还将逐步向私人用户开放。

不过,在燃料电池汽车蓬勃发展的背后,公众仍然质疑其安全性。作为“制储运加用”中的关键一环,氢燃料电池汽车的安全性不容忽视。《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》中明确提出:氢能产业发展要以安全为先,把安全作为内在要求,建立健全氢能安全监管制度和标准规范,强化对氢能全产业链重大安全风险的预防和管控,提升全过程安全管理水平,确保氢能利用安全可控。

高压储氢瓶是关注重点

根据燃料电池汽车的设计,需要氢气和氧气在燃料电池堆里进行电化学反应。对此,全国气瓶标委会车用高压燃料气瓶分标委委员袁奕雯指出,只有在氢气和氧气混合后达到爆炸极限,外界再提供点火能量,才会发生燃烧和爆炸。氢气如果只是储存在瓶子里,没有与其他气体接触,就不存在爆炸的可能性。

“氢气是易燃易爆气体,这是大家对它的普遍印象,但其实氢气很安全。”一位从事储氢材料研究的行业人士在接受《中国能源报》记者采访时表示,正常情况下氢气储运很安全,因此需要考虑氢燃料电池汽车在碰撞、燃烧等极端情况下的安全性。

此次中国汽研通过试验模拟火灾工况,从氢燃料电池汽车火灾场景下主被动安全措施响应正确性与及时性、燃烧规律及速度、泄漏扩散特性、泄放风险等多个维度综合评定氢能整车火灾安全可靠性。中国汽研指出,如何提升实火下车载氢系统可靠性、防范车辆运行中氢泄漏两大特性安全问题更是亟需突破的难点。

作为车载高压供氢系统的核心部件,储氢瓶对保障燃料电池汽车安全性至关重要。据悉,启辰大V氢境的储氢罐碰撞安全防护达到70MPa。在保障储氢瓶安全性方面,国家标准《车用高压储氢气瓶组合阀门》(GB/T 42536—2023)已在去年发布。而在国家标准化管理委员会刚印发的《2024年国家标准立项指南》中,高压储氢容器也在名单之列。

上述行业人士更是指出,如果用储氢材料代替高压气瓶进行储氢,将极大提高燃料电池汽车的安全性。

完善认证准则及规范标准

目前,国内外对于氢安全的研究主要以仿真模拟为主,相关试验较少,基于氢燃料电池汽车各个工况下可能导致的泄漏、点火等测试方法与技术的研究更是甚少。

在此背景下,中国汽研设计规划并联合多方专家针对氢燃料电池汽车极限火烧试验方案进行多次研讨。一位了解此次试验的行业人士告诉记者,中国汽研此次试验的核心目的,就是要解决氢燃料电池汽车安全性方面的关键问题。

车夫咨询合伙人曹广平在接受《中国能源报》记者采访时表示,应科学宣传氢的扩散特点、爆炸极限、点火能量、泄漏检测以及排除措施等,逐步打消用户对氢能汽车安全性的顾虑。

曹广平也提到,氢能汽车在设计上与油车、电车不同,更需要科学规范设计车辆。而从“制储运加用”全产业链环节来看,也需要全面防范。除了氢燃料电池汽车,氢内燃机汽车在发展中也需注重安全。

记者了解到,中国汽研后续将分析整理火烧试验数据,为氢燃料电池汽车的安全设计、整车预警响应及时性、风险防控和应急救援提供可参考的认证准则及规范标准。

早在2022年11月,针对氢燃料电池汽车的火灾事故风险,中国汽研就开展了国内首次实火下车载氢系统火烧试验安全测评技术研究,探究实火等极限工况下车载氢系统可靠性。试验完成后,中国汽研助力完善氢安全标准体系建设,完成相关认证准则一项、团标立项一项。

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