氫燃料電池車輛與傳統(tǒng)燃油車相比,技術(shù)特點(diǎn)和所用燃料差異明顯。傳統(tǒng)汽油車發(fā)展歷程已過百年,而燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)走入大眾視野時(shí)間較短,公眾對(duì)其安全性、穩(wěn)定性的信任度不高,在選擇燃料電池車時(shí)顧慮較多。
因此,在進(jìn)行與傳統(tǒng)燃油車相似的車輛測(cè)試之外,氫燃料電池車輛還需要針對(duì)氫燃料與傳統(tǒng)燃油不同的儲(chǔ)運(yùn)方式、氫氣易燃的特性,采取更多試驗(yàn)方法來評(píng)估安全性能,保證燃料電池車運(yùn)行安全。
今年6月,由中國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)和日本共同牽頭修訂的UN GTR No.13《燃料電池電動(dòng)汽車安全全球技術(shù)法規(guī)》(以下簡(jiǎn)稱燃料電池汽車安全法規(guī))經(jīng)投票表決,獲得全票通過。
UNGTR13制定了車輛在碰撞條件下系統(tǒng)完整性的要求,同時(shí),本次修訂在2013年發(fā)布的側(cè)重于乘用車安全的UNGTR13一階段(目前為二階段)文本基礎(chǔ)上,增加了對(duì)重型車輛的安全性要求,更加貼合我國(guó)燃料電池車輛物流、客運(yùn)等應(yīng)用場(chǎng)景中的試驗(yàn)需求。
UNGTR13中規(guī)定的燃料電池車碰撞后完整性要求,包括燃料泄漏限值、封閉空間內(nèi)的濃度限值和儲(chǔ)氫容器位移。
燃料泄漏限值:在時(shí)間間隔Δt內(nèi),氫氣泄漏的平均體積流量不得超過118NL/min。
封閉空間內(nèi)的濃度限值:空氣中氫氣濃度超過4%時(shí)遇到明火會(huì)發(fā)生燃燒,因此氫氣泄漏不得導(dǎo)致乘客和行李艙內(nèi)的氫氣體積濃度大于空氣體積的4.0%。如果壓縮氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)的截止閥在碰撞后5s內(nèi)關(guān)閉,且壓縮氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)無泄漏,則滿足要求。
容器位移:容器應(yīng)至少在一個(gè)連接點(diǎn)處與車輛保持連接。
由于氫氣密度小,泄漏后擴(kuò)散速度快,碰撞發(fā)生后,泄露的氫氣積聚在車輛內(nèi)部封閉環(huán)境中,有爆燃的風(fēng)險(xiǎn)?;跉錃鉄o色無味的特性,泄漏很難人為發(fā)現(xiàn),需要在碰撞后進(jìn)行封閉空間的碰撞后濃度測(cè)試。
傳感器可以測(cè)量氫氣和氦氣的積聚或者氧氣的減少(這是由于氫氣或氦氣泄漏而導(dǎo)致空氣中的氧氣減少)來確定氫氣或氦氣的含量。這些傳感器應(yīng)經(jīng)過可追溯的參考校準(zhǔn),以確保在空氣中氫氣濃度為4.0%或氦氣濃度為3.0%時(shí),其精度為±5%。
此外,這些傳感器的測(cè)量能力至少應(yīng)超過目標(biāo)條件25%滿量程。最后,這些傳感器應(yīng)能夠在10秒內(nèi)對(duì)90%滿量程的濃度變化做出響應(yīng)。
在碰撞之前,傳感器按如下所述,放置于車輛的乘客艙和行李艙中。
1.距離駕駛員座椅上方車頂篷250mm以內(nèi),或靠近乘客艙頂部中心;
2.在乘客艙后排(或最后排)座位前方,距離車內(nèi)地板250mm范圍內(nèi);
3.距離車輛內(nèi)行李艙頂部100mm內(nèi),不會(huì)直接受到將要進(jìn)行的特定碰撞撞擊影響。
安全法規(guī)中提出,傳感器應(yīng)牢固地安裝在車輛結(jié)構(gòu)或座椅上,不會(huì)被碰撞試驗(yàn)導(dǎo)致的碎片、氣囊排出的氣體和拋射物破壞,并由位于車輛內(nèi)的儀器或遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備記錄碰撞后的測(cè)量值。
傳感器在車輛停止后開始收集封閉空間內(nèi)的碰撞后數(shù)據(jù)。在碰撞后持續(xù)的60分鐘內(nèi),應(yīng)至少每5秒采集一次來自傳感器的數(shù)據(jù)。在碰撞后60分鐘測(cè)試期間,每個(gè)傳感器的讀數(shù)應(yīng)始終低于目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn):氫氣為4.0%,氦氣為3.0%。
試驗(yàn)內(nèi)容除了上述提到的封閉空間氫氣濃度測(cè)試,對(duì)于車輛不同的儲(chǔ)氫方式,法規(guī)中也進(jìn)行了針對(duì)壓縮氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)和液氫儲(chǔ)存系統(tǒng)(LHSS)的泄漏測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
除此之外,為了更貼合國(guó)內(nèi)燃料電池車輛的使用場(chǎng)景和技術(shù)特點(diǎn),我國(guó)的相關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)也開始進(jìn)行有關(guān)燃料電池車輛碰撞測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)制定工作。曾有相關(guān)專家表示:“燃料電池汽車總體的發(fā)展質(zhì)量和水平還在提高,安全性是它的關(guān)鍵指標(biāo)之一,應(yīng)該得到更多的關(guān)注?!?/span>
今年5月,燃料電池電動(dòng)汽車碰撞后安全及系統(tǒng)耐久性標(biāo)準(zhǔn)專題研究組會(huì)議在襄陽(yáng)舉行。GB/T《燃料電池電動(dòng)汽車碰撞后安全要求》主要討論了測(cè)試對(duì)象、整車碰撞/滑車測(cè)試選擇、不同類型車輛碰撞要求分類、壓縮氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)溫度測(cè)量等方面內(nèi)容。
車輛的碰撞試驗(yàn)一直是車輛安全性能完善的重要保障。氫燃料電池車的碰撞試驗(yàn),還具有為燃料電池車的安全性能提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和案例支撐的作用,證明其在發(fā)生事故時(shí)具有足夠的安全保障,讓廠商在生產(chǎn)中有據(jù)可依,以增加公眾對(duì)氫燃料電池車輛和氫能的認(rèn)可,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,促進(jìn)燃料電池車的商業(yè)化應(yīng)用。
為探索氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)路徑,構(gòu)建開放共贏的發(fā)展格局,氫啟未來網(wǎng)將于11月29日在成都市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)舉辦“HVFC 2023中國(guó)(成都)氫能汽車與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)”。
大會(huì)擬邀請(qǐng)政府部門、行業(yè)協(xié)會(huì)、知名企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等相聚成都,共同探討氫能汽車與燃料電池產(chǎn)業(yè)有關(guān)話題,搭建行業(yè)交流與合作平臺(tái),交流學(xué)術(shù)思想,助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
資料引用:中國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化研究院、電動(dòng)學(xué)堂