氢燃料电池车相比其他车是否更易爆炸?
2019-06-12 08:26来源:我爱汽车网阅读量:

随着各地环保法规的日益严苛,越来越多的厂商也加速在新能源车型上的投入,增加他们的竞争力。除了比较常见的各种混合动力外,纯电动汽车如今也是一个大趋势。那么除此之外,还能有什么其他的解决方案么?随着近日工信部的一则针对燃料电池车碰撞标准的规划,似乎也预示着官方开始鼓励一种截然不同的新能源发展:氢,而使用氢作为能源的量产车,一般都被称之为氢燃料电池车(下文简称燃料电池车)。

  燃料电池车相较于纯电动车来说,优势和劣势可以说都比较明显,与传统车型几乎相同的燃料加注时间很好的解决了纯电动车的“里程焦虑“问题,然而氢能源较为苛刻的贮存、运输及生产也为其普及带来了困难,再加上人们常认为的氢容易燃烧和爆炸,更是给消费者带来了一丝恐惧。所以燃料电池车是不是在碰撞后容易发生爆炸呢?咱们一起来看看。

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- 为何大家会“谈氢色变”

  其实燃料电池汽车并不是氢第一次使用在人类的交通工具上,早在上世纪四十年代,德国人就在巨型客运飞艇上使用了氢气,但氢气在那时并非作为燃料,而是填充在整个飞艇中充当浮升气体而存在。著名的兴登堡号飞艇,是人类历史上生产的最长的飞行器,它的存在曾经是当时德国的骄傲,并且在1936年柏林奥运会上投入到宣传活动中。

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  正是由于历史上有过这样的悲剧发生,让大家从心底就认为以氢为燃料的燃料电池车,其加注的燃料本身就不是一个安全的存在,这也就有了大家对燃料电池车安全性的各种怀疑。可事实上,以氢为燃料真的会这么不安全么?

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  从氢气的这些特性来看,作为加注燃料其可靠性确实值得商榷。但是从另一个角度来说,氢气的扩散能力很强,扩散速度很快,是天然气的6倍。因此极不易形成可爆炸的器物。由于氢的爆炸极限以及它的可扩散性,跟汽油和甲烷等燃料进行对比的话,它的安全性还是会高于这些燃料。

- 氢气如何作为能源驱动车辆?

  虽然理论上比较安全,但是针对氢气的这些特性,工程师们在设计燃料电池车时也加入了许多的应对措施,防止氢气遇火发生爆炸。当然要弄明白这些堪称保险的措施,就要知道氢在燃料电池车里的储存和使用情况。首先,氢在燃料电池车中是如何作为能源参与到动力传输的呢?

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  换言之,氢在燃料电池车内的作用就是发电,和增程式电动车的驱动原理类似,或燃料电池发的电直接驱动电动机,或燃料电池发的电和动力电池内储存的电一起驱动电动机。

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- 现在量产的燃料电池乘用车都有哪些?

  储氢系统的安全性则主要由车辆内部的储氢罐来决定。目前世界上量产且在售的氢燃料电池乘用车共有三款,分别是来自日本的丰田Mirai(参数|询价)、本田CLARITY以及来自韩国的现代Nexo。

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三款量产燃料电池车各项数据对比
车型 最大功率 最大扭矩 续航里程 储氢罐容积 储氢罐压力 加入燃料时间
丰田Mirai 155马力 335N·m 502km 122.4L 70MPa 约3分钟
本田CLARITY 176马力 300N·m 589km 141L 70MPa 约3分钟
现代Nexo 154马力 395N·m 595km 156L 70MPa 小于5分钟

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下面的视频是丰田Mirai的储氢罐被枪械击穿后的状况,可见其主体结构依旧保持完好:

 

 
 
 
 
 
 
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  除了结构强度很强之外,储氢罐上还设置有传感器和阀门,在发生泄漏、车辆着火和碰撞等极端条件下保护驾乘人员的安全,避免爆炸。一个氢传感器被布置在储氢罐上,能够检测周围氢气的含量,当氢气发生泄漏时,传感器读数偏高,因此系统关闭阀门,使氢气密封在储氢罐内。

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  有人会问,那氢气向外排气的过程中,如果排气的区域有明火,难道不会因为氢气燃烧而造成危险么?很多人都以为氢气遇到明火就会发生爆炸,但其实并不是这样。日本曾经做过相关的试验,人为的让燃料电池车和汽油车都遇到燃料泄漏和着火的情况。

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  60秒时燃料电池车的火焰已经有了明显的减小,而汽油车由于火势蔓延,烧的正旺。90秒时由于氢气基本已从储氢罐中排出,因此燃料电池车的火焰已渐渐熄灭,已经快被烧成废铁了。因此单论事故后的车辆着火,燃料电池车在试验中相比汽油车有着更好的表现。

- 燃料电池车碰撞后安全么?

  既然在燃烧试验中燃料电池车表现出了比传统能源车型更高的安全性,那么在实际的碰撞中,燃料电池车会不会有上面说的这么安全呢?在目前量产的三款燃料电池车中,只有现代Nexo接受了欧洲新车安全评鉴协会(Euro-NCAP)的碰撞测试,它在碰撞中表现如何?

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  虽然储氢罐本身的强度很高,但是车企们还是对它们进行了多重保护,除了布置在车内,没有紧贴车身之外,还在其周围布置了特殊的保护结构,通过缓冲结构和里的传递,将碰撞中储氢罐受到了撞击力度减小到最低,从而造成挤压。

- 目前有没有合适的法规帮助限制燃料电池车的安全?

  由于量产的燃料电池车很少,并且在我国根本没有上市销售,因此有不少人会认为燃料电池车这一块的相关法律法规还是一片空白。其实不然,在车载储氢领域,早就存在着各种不同的法规。

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总结:

  从现在的技术层面来看,大家觉得以氢为燃料不安全,甚至谈氢色变,其实更多的还是存在着历史原因,而现代技术的发展,已经在储存和使用方面让氢气能够达到甚至超过我们现在所熟知的汽油、柴油、天然气等能源。所以对于氢能源的使用,大家不应戴着有色眼镜来看待。当然,即便证明了氢能源的安全性,在大面积推广方面能然需要时间,毕竟它在大批量生产制造和运输等方面距离我们还是有很大的距离。


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