[汽車(chē)之家 安全技術(shù)] 隨著各地環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)苛,越來(lái)越多的廠(chǎng)商也加速在新能源車(chē)型上的投入,增加他們的競(jìng)爭(zhēng)力。除了比較常見(jiàn)的各種混合動(dòng)力外,純電動(dòng)汽車(chē)如今也是一個(gè)大趨勢(shì)。那么除此之外,還能有什么其他的解決方案么?隨著近日工信部的一則針對(duì)燃料電池車(chē)碰撞標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)劃,似乎也預(yù)示著官方開(kāi)始鼓勵(lì)一種截然不同的新能源發(fā)展:氫,而使用氫作為能源的量產(chǎn)車(chē),一般都被稱(chēng)之為氫燃料電池車(chē)(下文簡(jiǎn)稱(chēng)燃料電池車(chē))。
燃料電池車(chē)相較于純電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō),優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)可以說(shuō)都比較明顯,與傳統(tǒng)車(chē)型幾乎相同的燃料加注時(shí)間很好的解決了純電動(dòng)車(chē)的“里程焦慮“問(wèn)題,然而氫能源較為苛刻的貯存、運(yùn)輸及生產(chǎn)也為其普及帶來(lái)了困難,再加上人們常認(rèn)為的氫容易燃燒和爆炸,更是給消費(fèi)者帶來(lái)了一絲恐懼。所以燃料電池車(chē)是不是在碰撞后容易發(fā)生爆炸呢?咱們一起來(lái)看看。
- 為何大家會(huì)“談氫色變”
其實(shí)燃料電池汽車(chē)并不是氫第一次使用在人類(lèi)的交通工具上,早在上世紀(jì)四十年代,德國(guó)人就在巨型客運(yùn)飛艇上使用了氫氣,但氫氣在那時(shí)并非作為燃料,而是填充在整個(gè)飛艇中充當(dāng)浮升氣體而存在。著名的興登堡號(hào)飛艇,是人類(lèi)歷史上生產(chǎn)的最長(zhǎng)的飛行器,它的存在曾經(jīng)是當(dāng)時(shí)德國(guó)的驕傲,并且在1936年柏林奧運(yùn)會(huì)上投入到宣傳活動(dòng)中。
正是由于歷史上有過(guò)這樣的悲劇發(fā)生,讓大家從心底就認(rèn)為以氫為燃料的燃料電池車(chē),其加注的燃料本身就不是一個(gè)安全的存在,這也就有了大家對(duì)燃料電池車(chē)安全性的各種懷疑?墒聦(shí)上,以氫為燃料真的會(huì)這么不安全么?
從氫氣的這些特性來(lái)看,作為加注燃料其可靠性確實(shí)值得商榷。但是從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō),氫氣的擴(kuò)散能力很強(qiáng),擴(kuò)散速度很快,是天然氣的6倍。因此極不易形成可爆炸的器物。由于氫的爆炸極限以及它的可擴(kuò)散性,跟汽油和甲烷等燃料進(jìn)行對(duì)比的話(huà),它的安全性還是會(huì)高于這些燃料。
- 氫氣如何作為能源驅(qū)動(dòng)車(chē)輛?
雖然理論上比較安全,但是針對(duì)氫氣的這些特性,工程師們?cè)谠O(shè)計(jì)燃料電池車(chē)時(shí)也加入了許多的應(yīng)對(duì)措施,防止氫氣遇火發(fā)生爆炸。當(dāng)然要弄明白這些堪稱(chēng)保險(xiǎn)的措施,就要知道氫在燃料電池車(chē)?yán)锏膬?chǔ)存和使用情況。首先,氫在燃料電池車(chē)中是如何作為能源參與到動(dòng)力傳輸?shù)哪?
換言之,氫在燃料電池車(chē)內(nèi)的作用就是發(fā)電,和增程式電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)原理類(lèi)似,或燃料電池發(fā)的電直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),或燃料電池發(fā)的電和動(dòng)力電池內(nèi)儲(chǔ)存的電一起驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
- 現(xiàn)在量產(chǎn)的燃料電池乘用車(chē)都有哪些?
儲(chǔ)氫系統(tǒng)的安全性則主要由車(chē)輛內(nèi)部的儲(chǔ)氫罐來(lái)決定。目前世界上量產(chǎn)且在售的氫燃料電池乘用車(chē)共有三款,分別是來(lái)自日本的豐田Mirai(參數(shù)|詢(xún)價(jià))、本田CLARITY以及來(lái)自韓國(guó)的現(xiàn)代Nexo。
三款量產(chǎn)燃料電池車(chē)各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)比 | ||||||
車(chē)型 | 最大功率 | 最大扭矩 | 續(xù)航里程 | 儲(chǔ)氫罐容積 | 儲(chǔ)氫罐壓力 | 加入燃料時(shí)間 |
豐田Mirai | 155馬力 | 335N·m | 502km | 122.4L | 70MPa | 約3分鐘 |
本田CLARITY | 176馬力 | 300N·m | 589km | 141L | 70MPa | 約3分鐘 |
現(xiàn)代Nexo | 154馬力 | 395N·m | 595km | 156L | 70MPa | 小于5分鐘 |
下面的視頻是豐田Mirai的儲(chǔ)氫罐被槍械擊穿后的狀況,可見(jiàn)其主體結(jié)構(gòu)依舊保持完好:
除了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很強(qiáng)之外,儲(chǔ)氫罐上還設(shè)置有傳感器和閥門(mén),在發(fā)生泄漏、車(chē)輛著火和碰撞等極端條件下保護(hù)駕乘人員的安全,避免爆炸。一個(gè)氫傳感器被布置在儲(chǔ)氫罐上,能夠檢測(cè)周?chē)鷼錃獾暮浚?dāng)氫氣發(fā)生泄漏時(shí),傳感器讀數(shù)偏高,因此系統(tǒng)關(guān)閉閥門(mén),使氫氣密封在儲(chǔ)氫罐內(nèi)。
有人會(huì)問(wèn),那氫氣向外排氣的過(guò)程中,如果排氣的區(qū)域有明火,難道不會(huì)因?yàn)闅錃馊紵斐晌kU(xiǎn)么?很多人都以為氫氣遇到明火就會(huì)發(fā)生爆炸,但其實(shí)并不是這樣。日本曾經(jīng)做過(guò)相關(guān)的試驗(yàn),人為的讓燃料電池車(chē)和汽油車(chē)都遇到燃料泄漏和著火的情況。
60秒時(shí)燃料電池車(chē)的火焰已經(jīng)有了明顯的減小,而汽油車(chē)由于火勢(shì)蔓延,燒的正旺。90秒時(shí)由于氫氣基本已從儲(chǔ)氫罐中排出,因此燃料電池車(chē)的火焰已漸漸熄滅,已經(jīng)快被燒成廢鐵了。因此單論事故后的車(chē)輛著火,燃料電池車(chē)在試驗(yàn)中相比汽油車(chē)有著更好的表現(xiàn)。
- 燃料電池車(chē)碰撞后安全么?
既然在燃燒試驗(yàn)中燃料電池車(chē)表現(xiàn)出了比傳統(tǒng)能源車(chē)型更高的安全性,那么在實(shí)際的碰撞中,燃料電池車(chē)會(huì)不會(huì)有上面說(shuō)的這么安全呢?在目前量產(chǎn)的三款燃料電池車(chē)中,只有現(xiàn)代Nexo接受了歐洲新車(chē)安全評(píng)鑒協(xié)會(huì)(Euro-NCAP)的碰撞測(cè)試,它在碰撞中表現(xiàn)如何?
雖然儲(chǔ)氫罐本身的強(qiáng)度很高,但是車(chē)企們還是對(duì)它們進(jìn)行了多重保護(hù),除了布置在車(chē)內(nèi),沒(méi)有緊貼車(chē)身之外,還在其周?chē)贾昧颂厥獾谋Wo(hù)結(jié)構(gòu),通過(guò)緩沖結(jié)構(gòu)和里的傳遞,將碰撞中儲(chǔ)氫罐受到了撞擊力度減小到最低,從而造成擠壓。
- 目前有沒(méi)有合適的法規(guī)幫助限制燃料電池車(chē)的安全?
由于量產(chǎn)的燃料電池車(chē)很少,并且在我國(guó)根本沒(méi)有上市銷(xiāo)售,因此有不少人會(huì)認(rèn)為燃料電池車(chē)這一塊的相關(guān)法律法規(guī)還是一片空白。其實(shí)不然,在車(chē)載儲(chǔ)氫領(lǐng)域,早就存在著各種不同的法規(guī)。
總結(jié):
從現(xiàn)在的技術(shù)層面來(lái)看,大家覺(jué)得以氫為燃料不安全,甚至談氫色變,其實(shí)更多的還是存在著歷史原因,而現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)在儲(chǔ)存和使用方面讓氫氣能夠達(dá)到甚至超過(guò)我們現(xiàn)在所熟知的汽油、柴油、天然氣等能源。所以對(duì)于氫能源的使用,大家不應(yīng)戴著有色眼鏡來(lái)看待。當(dāng)然,即便證明了氫能源的安全性,在大面積推廣方面能然需要時(shí)間,畢竟它在大批量生產(chǎn)制造和運(yùn)輸?shù)确矫婢嚯x我們還是有很大的距離。(文/圖 汽車(chē)之家 苗帥)
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