[汽車之家 安全技術(shù)] 隨著各地環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)苛,越來越多的廠商也加速在新能源車型上的投入,增加他們的競爭力。除了比較常見的各種混合動力外,純電動汽車如今也是一個大趨勢。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燃料電池車碰撞標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)劃,似乎也預(yù)示著官方開始鼓勵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,一般都被稱之為氫燃料電池車(下文簡稱燃料電池車)。
燃料電池車相較于純電動車來說,優(yōu)勢和劣勢可以說都比較明顯,與傳統(tǒng)車型幾乎相同的燃料加注時間很好的解決了純電動車的“里程焦慮“問題,然而氫能源較為苛刻的貯存、運輸及生產(chǎn)也為其普及帶來了困難,再加上人們常認(rèn)為的氫容易燃燒和爆炸,更是給消費者帶來了一絲恐懼。所以燃料電池車是不是在碰撞后容易發(fā)生爆炸呢?咱們一起來看看。
- 為何大家會“談氫色變”
其實燃料電池汽車并不是氫第一次使用在人類的交通工具上,早在上世紀(jì)四十年代,德國人就在巨型客運飛艇上使用了氫氣,但氫氣在那時并非作為燃料,而是填充在整個飛艇中充當(dāng)浮升氣體而存在。著名的興登堡號飛艇,是人類歷史上生產(chǎn)的最長的飛行器,它的存在曾經(jīng)是當(dāng)時德國的驕傲,并且在1936年柏林奧運會上投入到宣傳活動中。
正是由于歷史上有過這樣的悲劇發(fā)生,讓大家從心底就認(rèn)為以氫為燃料的燃料電池車,其加注的燃料本身就不是一個安全的存在,這也就有了大家對燃料電池車安全性的各種懷疑?墒聦嵣,以氫為燃料真的會這么不安全么?
從氫氣的這些特性來看,作為加注燃料其可靠性確實值得商榷。但是從另一個角度來說,氫氣的擴散能力很強,擴散速度很快,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散性,跟汽油和甲烷等燃料進行對比的話,它的安全性還是會高于這些燃料。
- 氫氣如何作為能源驅(qū)動車輛?
雖然理論上比較安全,但是針對氫氣的這些特性,工程師們在設(shè)計燃料電池車時也加入了許多的應(yīng)對措施,防止氫氣遇火發(fā)生爆炸。當(dāng)然要弄明白這些堪稱保險的措施,就要知道氫在燃料電池車?yán)锏膬Υ婧褪褂们闆r。首先,氫在燃料電池車中是如何作為能源參與到動力傳輸?shù)哪?
換言之,氫在燃料電池車內(nèi)的作用就是發(fā)電,和增程式電動車的驅(qū)動原理類似,或燃料電池發(fā)的電直接驅(qū)動電動機,或燃料電池發(fā)的電和動力電池內(nèi)儲存的電一起驅(qū)動電動機。
- 現(xiàn)在量產(chǎn)的燃料電池乘用車都有哪些?
儲氫系統(tǒng)的安全性則主要由車輛內(nèi)部的儲氫罐來決定。目前世界上量產(chǎn)且在售的氫燃料電池乘用車共有三款,分別是來自日本的豐田Mirai(參數(shù)|詢價)、本田CLARITY以及來自韓國的現(xiàn)代Nexo。
三款量產(chǎn)燃料電池車各項數(shù)據(jù)對比 | ||||||
車型 | 最大功率 | 最大扭矩 | 續(xù)航里程 | 儲氫罐容積 | 儲氫罐壓力 | 加入燃料時間 |
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的儲氫罐被槍械擊穿后的狀況,可見其主體結(jié)構(gòu)依舊保持完好:
除了結(jié)構(gòu)強度很強之外,儲氫罐上還設(shè)置有傳感器和閥門,在發(fā)生泄漏、車輛著火和碰撞等極端條件下保護駕乘人員的安全,避免爆炸。一個氫傳感器被布置在儲氫罐上,能夠檢測周圍氫氣的含量,當(dāng)氫氣發(fā)生泄漏時,傳感器讀數(shù)偏高,因此系統(tǒng)關(guān)閉閥門,使氫氣密封在儲氫罐內(nèi)。
有人會問,那氫氣向外排氣的過程中,如果排氣的區(qū)域有明火,難道不會因為氫氣燃燒而造成危險么?很多人都以為氫氣遇到明火就會發(fā)生爆炸,但其實并不是這樣。日本曾經(jīng)做過相關(guān)的試驗,人為的讓燃料電池車和汽油車都遇到燃料泄漏和著火的情況。
60秒時燃料電池車的火焰已經(jīng)有了明顯的減小,而汽油車由于火勢蔓延,燒的正旺。90秒時由于氫氣基本已從儲氫罐中排出,因此燃料電池車的火焰已漸漸熄滅,已經(jīng)快被燒成廢鐵了。因此單論事故后的車輛著火,燃料電池車在試驗中相比汽油車有著更好的表現(xiàn)。
- 燃料電池車碰撞后安全么?
既然在燃燒試驗中燃料電池車表現(xiàn)出了比傳統(tǒng)能源車型更高的安全性,那么在實際的碰撞中,燃料電池車會不會有上面說的這么安全呢?在目前量產(chǎn)的三款燃料電池車中,只有現(xiàn)代Nexo接受了歐洲新車安全評鑒協(xié)會(Euro-NCAP)的碰撞測試,它在碰撞中表現(xiàn)如何?
雖然儲氫罐本身的強度很高,但是車企們還是對它們進行了多重保護,除了布置在車內(nèi),沒有緊貼車身之外,還在其周圍布置了特殊的保護結(jié)構(gòu),通過緩沖結(jié)構(gòu)和里的傳遞,將碰撞中儲氫罐受到了撞擊力度減小到最低,從而造成擠壓。
- 目前有沒有合適的法規(guī)幫助限制燃料電池車的安全?
由于量產(chǎn)的燃料電池車很少,并且在我國根本沒有上市銷售,因此有不少人會認(rèn)為燃料電池車這一塊的相關(guān)法律法規(guī)還是一片空白。其實不然,在車載儲氫領(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)層面來看,大家覺得以氫為燃料不安全,甚至談氫色變,其實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)在儲存和使用方面讓氫氣能夠達到甚至超過我們現(xiàn)在所熟知的汽油、柴油、天然氣等能源。所以對于氫能源的使用,大家不應(yīng)戴著有色眼鏡來看待。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間,畢竟它在大批量生產(chǎn)制造和運輸?shù)确矫婢嚯x我們還是有很大的距離。(文/圖 汽車之家 苗帥)
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