[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(dòng)力外，純電動(dòng)汽車如今也是一個(gè)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(duì)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(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，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(dòng)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(shí)間很好的解決了純電動(dòng)車的“里程焦慮“問題，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(huì)“談氫色變”
其實(shí)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(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，是人類歷史上生產(chǎn)的最長的飛行器，它的存在曾經(jīng)是當(dāng)時(shí)德國的驕傲，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(gè)安全的存在，這也就有了大家對(duì)燃料電池車安全性的各種懷疑?？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)角度來說，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，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保險(xiǎn)的措施，就要知道氫在燃料電池車?yán)锏膬?chǔ)存和使用情況。首先，氫在燃料電池車中是如何作為能源參與到動(dòng)力傳輸?shù)哪?
換言之，氫在燃料電池車內(nèi)的作用就是發(fā)電，和增程式電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)原理類似，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)的燃料電池乘用車都有哪些？
儲(chǔ)氫系統(tǒng)的安全性則主要由車輛內(nèi)部的儲(chǔ)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、本田CLARITY(參數(shù)|詢價(jià))以及來自韓國的現(xiàn)代Nexo。
| 三款量產(chǎn)燃料電池車各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)比 | ||||||
| 車型 | 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，在發(fā)生泄漏、車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，能夠檢測周圍氫氣的含量，當(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，使氫氣密封在儲(chǔ)氫罐內(nèi)。
有人會(huì)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(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)做過相關(guān)的試驗(yàn)，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(shí)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(shí)由于氫氣基本已從儲(chǔ)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(yàn)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(yàn)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(shí)際的碰撞中，燃料電池車會(huì)不會(huì)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(píng)鑒協(xié)會(huì)(Euro-NCAP)的碰撞測試，它在碰撞中表現(xiàn)如何?
雖然儲(chǔ)氫罐本身的強(qiáng)度很高，但是車企們還是對(duì)它們進(jìn)行了多重保護(hù)，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(hù)結(jié)構(gòu)，通過緩沖結(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(huì)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(shí)不然，在車載儲(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)層面來看，大家覺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 汽車之家 苗帥)
