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NEWS INFORMATION隨著中國新能源汽車的深入發(fā)展,氫燃料電池汽車的前景逐漸清晰,越來越多的人相信,中國氫燃料電池汽車將首先應(yīng)用于商用車領(lǐng)域,尤其是客車和物流車的應(yīng)用。2017年10月20日,科技部部長萬鋼來到北京億華通科技股份有限公司,參觀了配套億華通技術(shù)的福田歐輝全系列氫燃料電池客車。萬鋼部長十分看好氫燃料電池客車在遠(yuǎn)程公交領(lǐng)域的發(fā)展前景。
但也有不少的公交客運(yùn)物流企業(yè)對氫燃料電池客車的安全性有所顧慮。國內(nèi)航天專家靳殷實(shí)在近日接受中國客車網(wǎng)采訪時表示,現(xiàn)在很多車企都在研制燃料電池汽車,因此,氫燃料電池汽車的安全性研究更要加強(qiáng),中國客車不能再重復(fù)電動化過程中“先進(jìn)入后提高”、“先上馬后治理”的現(xiàn)象,否則就會出現(xiàn)低端重復(fù)制造、企業(yè)扎堆競爭的老路子。
氫燃料技術(shù):汽車與航天技術(shù)擦出的火花
從上來看,目前豐田、本田、日產(chǎn)、現(xiàn)代在氫燃料電池汽車研發(fā)生產(chǎn)方面走在了世界前列,寶馬、凱迪拉克等也在推進(jìn),近些年美國Van Hool、New Flyer、德國奔馳戴姆勒、日本豐田和日野都有氫燃料電池客車上路運(yùn)營。
在國內(nèi),2008年北京奧運(yùn)會期間,福田歐輝與清華大學(xué)億華通團(tuán)隊合作的3輛氫燃料電池客車參與示范;2010年上海世博會期間,清華大學(xué)與億華通團(tuán)隊、同濟(jì)大學(xué)與上汽合作的各3輛申沃氫燃料電池客車參與示范,2010年新加坡青奧會期間,海格和清華大學(xué)億華通團(tuán)隊合作的1輛氫燃料電池客車參與示范。
2016年佛山飛馳客車與廣東國鴻、億華通等合作的28輛氫燃料電池客車在云浮、三水開始掛牌運(yùn)營;2016年,福田歐輝氫燃料電池客車獲得某運(yùn)營企業(yè)100臺訂單,這是迄今為止zui大的商業(yè)化訂單,2017年-2018年,歐輝氫燃料電池客車將在張家口開始運(yùn)營。
據(jù)中國客車網(wǎng)了解,截止2017年10月第301批工信部公告,已經(jīng)通過工信部產(chǎn)品公告的客車企業(yè)有宇通、福田、金旅、申龍、南京金龍、青年、飛馳等;輕客品牌有上海大通;物流車品牌有東風(fēng)、青年。
此外,中植、中通、申沃、揚(yáng)子江、五洲龍、陸地方舟、沂星等客車企業(yè)的氫燃料電池樣車先后亮相,青年、重汽、聯(lián)孚等客車企業(yè)也都紛紛宣布有樣車問世。
其實(shí),早在上個世紀(jì)60年代,氫燃料電池就已經(jīng)成功地應(yīng)用于航天領(lǐng)域。往返于太空和地球之間的“阿波羅”飛船就安裝了這種體積小、容量大的裝置。進(jìn)入20世紀(jì)70年代以后,隨著燃料電池技術(shù)成熟,氫燃料電池很快被運(yùn)用于發(fā)電和汽車。
北京航天發(fā)射技術(shù)研究所與長征火箭工業(yè)有限公司就是在這種情況下,利用技術(shù)優(yōu)勢,共同設(shè)立了航天新長征電動汽車技術(shù)有限公司,公司依托15所與長征火箭公司多年積累的航天應(yīng)用技術(shù)能力,致力于燃料電池、新能源車、新能源汽車零部件等項目與產(chǎn)品的運(yùn)營。
靳殷實(shí)是這家公司的專家,他的身份還包括中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院研究員、全國燃料電池及液流電池標(biāo)委會委員、全國汽車標(biāo)委會燃料電池汽車標(biāo)準(zhǔn)工作組成員等。
從航天專家轉(zhuǎn)向氫燃料汽車專家,靳殷實(shí)積極響應(yīng)國家新能源戰(zhàn)略,跟隨國家產(chǎn)業(yè)政策和市場需求,充分發(fā)揮自身的技術(shù)優(yōu)勢,力爭在新能源汽車及零部件行業(yè)中貢獻(xiàn)自己的知識和力量。
靳殷實(shí)告訴中國客車網(wǎng):氫是易燃易爆化學(xué)危險品,但氫燃料電池汽車本身是安全的。
不過,靳殷實(shí)認(rèn)為,氫安全的問題,不但需要汽車企業(yè)深入了解,也需要對用戶進(jìn)行科普。下文的內(nèi)容,就是中國客車網(wǎng)根據(jù)靳殷實(shí)研究員的訪談,結(jié)合他的演講內(nèi)容和研究成果,整理而成:
氫易燃易爆,但它是風(fēng)險可控相對安全的燃料
靳殷實(shí)介紹,氫氣是易燃易爆危險品,它無色無味,所以人類感官無法對其泄露有所警覺,但它又是一種風(fēng)險可控的燃料。因此氫燃料電池汽車的安全主要包括三個方面:機(jī)械及結(jié)構(gòu)方面的安全、電安全、氫安全。
根據(jù)上圖所示的氫氣特性,氫氣的可燃范圍為4-75vol%,爆炸范圍為18-59vol%,點(diǎn)火能量為0.02mj。結(jié)合以往氫氣事故研究,靳殷實(shí)向中國客車網(wǎng)介紹,當(dāng)儲氫氣的壓力容器受熱,氫氣壓力超過容器材料zui大壓力極*,會引起容器爆裂,因此,儲氫氣的壓力容器必須要始終處于安全狀態(tài)。
另外,氫氣不允許泄露。當(dāng)空氣中氫的濃度達(dá)到4%-75%的時候,施加靜電、明火或混合空氣溫度達(dá)到攝氏527°及以上時,氫氣會發(fā)生爆炸。
燃料電池儲氫方式有三種:高壓儲氫、液氫、金屬氫化物(如下圖)
附:
氫燃料電池汽車,廠家和用戶都要學(xué)的安全問題,涉及到國家標(biāo)準(zhǔn)的,重點(diǎn)有以下方面:
首先在加氫過程中的安全
靳殷實(shí)向中國客車網(wǎng)介紹,根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《燃料電池電動汽車 加氫口》方面的要求如下:
5.1一般要求
5.1.1接口型式及尺寸應(yīng)符合4.1的要求。
5.1.2加氫口應(yīng)符合GB/T 24549--2009中4.2.2的有關(guān)規(guī)定。
5.1.3加氫口應(yīng)有防止水和灰塵進(jìn)人接口并能防止接口損傷的防塵蓋,應(yīng)有防止防塵蓋丟失的裝置。
5.1.4加氫口應(yīng)有接地連接裝置,除非車輛上有其他能消除靜電的措施。
5.1.5加氫口應(yīng)有防止壓力超過標(biāo)稱壓力的壓縮氫氣通過加氫口的功能。
5.1.6加氫口與氫接觸的材料應(yīng)與氫兼容,在設(shè)計的使用壽命期限內(nèi),不會發(fā)生氫脆現(xiàn)象。
《燃料電池電動汽車 安全要求》安全要求如下:
氣密性:按6.3規(guī)定的方法進(jìn)行氣密性試驗(yàn),用檢漏液檢查如果1 分鐘之內(nèi)無氣泡產(chǎn)生則為合格。
耐溫性:按6.4規(guī)定的方法進(jìn)行耐溫性試驗(yàn)后其氣密性應(yīng)符合5.2.1的要求。
相容性:加氫口與氫氣接觸的非金屬零件,按6.5規(guī)定的方法進(jìn)行相容性試驗(yàn)后,其體積膨脹率應(yīng)不大于25%,體積收縮率應(yīng)不大于10%,質(zhì)量變化率應(yīng)不大于10%。
耐氧老化性:加氫口與氫氣接觸的非金屬零件,按6.6規(guī)定的方法進(jìn)行耐氧老化性試驗(yàn)后,不應(yīng)出現(xiàn)變形、變質(zhì)、斑點(diǎn)及裂紋等現(xiàn)象。
液靜壓強(qiáng)度:加氫口的承壓零件按6.7規(guī)定的方法進(jìn)行液靜壓強(qiáng)度試驗(yàn)后,應(yīng)不出現(xiàn)任何裂紋、*變形。
耐振性:加氫口按6.8規(guī)定的方法進(jìn)行耐振性試驗(yàn)后,所有連接件不應(yīng)松動,其氣密性應(yīng)符合5.2.1的要求。
耐異常壓力:加氫口按6.9規(guī)定的方法進(jìn)行耐異常壓力試驗(yàn)后,所有連接件不應(yīng)松動,其氣密性應(yīng)符合5.2.1的要求。
耐久性:加氫口的單向閥完成耐溫性試驗(yàn)后,按6.10規(guī)定的方法再進(jìn)行耐久性試驗(yàn),試驗(yàn)后不應(yīng)出現(xiàn)異常磨損,且應(yīng)符合5.2.1氣密性的要求。
在供氫系統(tǒng)方面,氫氣溫度、充裝速率會有如下影響:
氣瓶在進(jìn)行充裝時,氫氣從加氫站固定容器以很快的流速充入車載儲氫氣瓶,氣瓶內(nèi)氫氣溫度由于受到壓縮而升高。溫升大小受充裝速率的影響較大,如果在很短的時間內(nèi)充裝完畢,氣瓶內(nèi)氣體的溫升很大,中心溫度會超過100℃甚至200℃,因此需要對充裝速率進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和控制。
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