燃料電池汽車氫電安全法規(guī)標準

1、燃料電池汽車氫電安全法規(guī)標準近年來，燃油汽車數(shù)量猛增，給環(huán)境造成嚴重污染，促進溫室效應(yīng)的發(fā)生，給人類的未來發(fā)展構(gòu)成較大威脅，因此，汽車行業(yè)必須在燃料方面做出新的變革，應(yīng)大力推廣與應(yīng)用新能源汽車。燃料電池汽車是新能源汽車的主要代表，其對環(huán)境友好，是未來汽車行業(yè)的主要發(fā)展方向。但燃料電池汽車中氫是主要原料，存在一定安全隱患，因此，為保證燃料電池汽車安全，需做好相關(guān)安全法規(guī)研究，及時制定行業(yè)標準，為燃料電池汽車更好的應(yīng)用、普及奠定堅實基礎(chǔ)。1、燃料電池的工作原理燃料電池為燃料電池汽車的運行提供必需的電能，其構(gòu)成復(fù)雜，包括陽極、陰極、電解質(zhì)、外部電路等。燃料電池的工作主要利用質(zhì)子交換膜技術(shù)，即，在覆蓋

2、有催化劑的質(zhì)子交換膜作用下，氫氣在陽極被分解為質(zhì)子。質(zhì)子在質(zhì)子交換膜作用下到達陰極。氫氣分解時釋放電子，電子經(jīng)過負載被引至陰極，如此便產(chǎn)生電能。在陽極催化劑作用下發(fā)生如下反應(yīng)：H22H+2e。在陰極催化劑作用下，發(fā)生反應(yīng)：0.5O2+2H+2eH2O。通過分析燃料電池工作原理不難發(fā)現(xiàn)，燃料電池汽車具備以下優(yōu)點：零排放或近似零排放，給環(huán)境不會造成污染。同時，運行平穩(wěn)、無噪聲，因此，當前很多國家開始重視燃料電池汽車的研發(fā)。眾所周知，燃料電池汽車研發(fā)專業(yè)性強，尤其以氫氣為原料，具有一定的安全隱患，因此，做好燃料電池汽車安全法規(guī)標準的研究，構(gòu)建完善的標準體系是基礎(chǔ)性工作。2、國外燃料電池汽車安全法規(guī)分

3、析國外在燃料電池汽車方面的研究較早，尤其為推動燃料電池汽車行業(yè)發(fā)展，制定較多安全法規(guī)。我國應(yīng)充分認識到研究國外燃料電池安全法規(guī)標準的重要性，即，對我國燃料電池汽車安全法規(guī)標準的制定具有較高的參考價值，可使我國少走彎路，提高規(guī)范標準制定效率，因此，我國職能部門應(yīng)注重收集與研究發(fā)達國家有關(guān)燃料電池汽車氫電安全法規(guī)標準，立足我國燃料電池汽車氫電安全規(guī)范標準實際，認真分析規(guī)范標準存在的不足，認真學習，積極借鑒，及時加以完善，制定符合我國燃料電池汽車行業(yè)實際的規(guī)范標準。首先，美國制定SAEJ2578燃料電池汽車安全的推薦性做法，對如何進行燃料電池的測試進行闡述，涉及電力系統(tǒng)安全、燃料電池系統(tǒng)安全、燃料系

4、統(tǒng)要求等諸多內(nèi)容。同時，對發(fā)生故障時的性能給與明確要求，即，當發(fā)生危險時，燃料電池汽車需能夠?qū)⑷剂舷到y(tǒng)關(guān)閉，并能完成階段性的安全警告。其次，國際標準化組織在相關(guān)標準中也做出相關(guān)規(guī)定，即，設(shè)計燃料電池汽車時應(yīng)考慮運行條件、環(huán)境因素的影響，尤其燃料電池的放電、安裝位置、氫關(guān)閉系統(tǒng)等不得違法標準內(nèi)容。另外，在國際公認的GTR13全球技術(shù)法規(guī)中，對在順序試驗、型式試驗中的加壓儲氫系統(tǒng)提出明確要求。最后，在參考GTR13歐盟對燃料電池汽車也做出相關(guān)規(guī)定，涉及車載氫系統(tǒng)、關(guān)鍵閥件、氣瓶等諸多內(nèi)容。3、我國燃料電池汽車安全檢測項目經(jīng)多年努力，我國在燃料電池汽車上也制定了較多的標準，使得燃料電池汽車的安全體系

5、越來越完善。以GB/T24549-2009標準為例，要求進行燃料電池汽車測試時需滿足以下內(nèi)容要求。3.1一般要求燃料電池汽車屬于汽車范疇，因此，其必須滿足已有的汽車方面規(guī)范法規(guī)要求。當然為將其與傳統(tǒng)汽車區(qū)分開來，需將燃料電池汽車類型的警示，張貼在外部。3.2具體系統(tǒng)要求燃料電池汽車構(gòu)成復(fù)雜，包括壓縮氫氣儲存系統(tǒng)、加氫口、排氣裝置等。為保證安全，標準對其均提出明確要求。其中壓縮氫氣儲存系統(tǒng)應(yīng)能將罐中的氣體溫度顯示出來，顯然為滿足這一要求應(yīng)將傳感器布置在儲氫容器合適位置。另外，能夠?qū)毫^高、過低做出預(yù)警，及時阻斷燃料的供應(yīng)，尤其當氫泄露時，燃料系統(tǒng)需及時做出切斷氫氣開關(guān)動作。加氫口同樣需滿足一定

6、要求，即，安裝專門的防塵蓋，組織污染物、液體、灰塵等的進入。同時，應(yīng)清晰標識出加注口可承受的最大壓力，并做防靜電處理。另外，加注口應(yīng)能承受來自不同方向的670N的作用力，尤其需保證良好氣密性。針對排氣裝置，如燃料電池汽車發(fā)生事故或故障，應(yīng)能及時放氣、通風。其中放氣的方向、方位應(yīng)和火源、電源、人等保持安全距離。一方面，為避免氫氣威脅人的生命安全，應(yīng)將放氣裝置設(shè)計在較高位置。另一方面，連接管道所用材質(zhì)應(yīng)具有較高的熔點，不易燃燒。另外，能夠?qū)錃庑孤蹲龀霭踩憫?yīng)，即，探測器需能及時檢測到氫氣泄露，并達到50%LEL之前發(fā)出警報，提醒駕駛員及時做相關(guān)處理。當氫氣濃度接近75%LEL時，應(yīng)將電源、氫氣源

7、自動切斷。為保證燃料電池汽車用電安全，標準對絕緣性、觸電防護、電壓標識等方面做了明確規(guī)定，即，禁止直接接觸動力系統(tǒng)外漏部分以及動力系統(tǒng)帶電部件。同時，要求各電平臺、電路之間具有良好的絕緣性。4、我國燃料電池汽車氫電安全法規(guī)標準構(gòu)建策略為保證燃料電池汽車盡快的普及，在明確安全性方面的要求上，我國應(yīng)做好相關(guān)標準內(nèi)容的研究，及時制定、修訂相關(guān)標準，具體應(yīng)注重以下內(nèi)容的落實：首先，氫氣具有易燃易爆特點，做好氫氣的檢測，對保證燃料電池汽車安全性意義重大?？紤]到氫泄露時，主要由傳感器負責檢測、預(yù)警，一旦傳感器靈敏度出現(xiàn)問題，后果不堪設(shè)想，因此，應(yīng)在標準中增加關(guān)于傳感器靈敏度方面的規(guī)定，具體可參考GTR13

8、中的相關(guān)內(nèi)容。其次，目前來看，不同國家在整車氫氣泄露探測方面的要求并未統(tǒng)一，因此，對標準進行修訂時，應(yīng)為標準的統(tǒng)一化做出努力，即，當燃料電池汽車工作中發(fā)生單點泄露，導致半封閉、封閉空間氫氣體積濃度增大，需能夠針對不同濃度做出相應(yīng)。例如，當濃度超過2%±1%時，應(yīng)及時預(yù)警；當超過3%±1%時，主截止閥應(yīng)能及時關(guān)閉，切斷氫氣輸送。同時，當濃度超過2%時報警時應(yīng)顯示為黃色，超過3%時報警應(yīng)顯示紅色。目前情況下，以貨車、客車為主的燃料電池汽車停放空間較開闊，可不考慮整車氫氣泄露的檢測。但是如停放在廠區(qū)或一些大型公交公司則容易導致氫氣聚集，引發(fā)安全事故，因此，做好汽車的氫氣泄露評估則

9、顯得尤為重要。評估時應(yīng)將其停放在密閉的空間中，將壓力增加到100%的標稱工作壓力，并將氫氣泄露量控制在0.15NL/min以內(nèi)。另外，為實時獲知氫氣泄露量，應(yīng)注重氫氣泄露探測器的安裝，數(shù)量至少一個。最后，注重在線絕緣檢測。燃料電池本質(zhì)上為發(fā)電系統(tǒng)，內(nèi)部存在大量電能，并且壓力較高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如絕緣性不好，會大大增加觸電事故發(fā)生機率。目前的絕緣性檢測僅在燃料電池不工作狀態(tài)下的檢測，因此，為提高安全性，應(yīng)在標準中增加在線絕緣檢測方面的內(nèi)容。燃料電池汽車不僅滿足人們的出行需要，而且污染較小，具有廣闊的發(fā)展前景，因此，我國職能部門應(yīng)提高認識，積極向國外發(fā)達國家學習先進經(jīng)驗，尤其做好氫電安全法規(guī)標準研究。本文通過研究得出的結(jié)論有：（1）燃料電池中氫氣是重要原料，因氫氣具有易燃易爆特點，危險性較高，因此，我國職能部門應(yīng)在明確燃料電