燃料電池客車氫能系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)分析

我國燃料電池汽車商業(yè)示范運(yùn)營的主要車型是燃料電池客車和物流用燃料電池輕卡汽車。下面對(duì)燃料電池客車氫能系統(tǒng)經(jīng)典設(shè)計(jì)予以分析，供同行參考。

一、燃料電池的基本功能及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

燃料電池是發(fā)電系統(tǒng)，主要功能是為車載動(dòng)力電池充電。燃料電池客車的基礎(chǔ)是純電動(dòng)汽車（如圖1所示）即在其基礎(chǔ)上加裝一套燃料電池系統(tǒng)，如圖2所示。從外形看，區(qū)別不大。

圖1 純電動(dòng)客車	圖2 燃料電池客車

要說明的是，純電動(dòng)客車安全必須先到位，再來討論燃料電池系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)。車載氫系統(tǒng)功能框如圖3所示。

圖3 車載氫系統(tǒng)功能框

 1. 主要總成有：
(a)燃料電池,如圖4所示

圖4 燃料電池

(b)儲(chǔ)氫氣瓶，如圖5所示

圖5 儲(chǔ)氫氣瓶

高壓儲(chǔ)氫瓶組是燃料電池供氫系統(tǒng)中的儲(chǔ)能部件，也是安全隱患的根源所在。采用足夠強(qiáng)度的專用儲(chǔ)氫系統(tǒng)固定支架將氫瓶組、氫瓶閥及高壓管路集成在一起，并用鋼帶支撐，以保證在碰撞過程中，高壓氫瓶的動(dòng)態(tài)位移不會(huì)太大，能避免造成連接管路的斷裂和變形導(dǎo)致氫氣大量泄漏。
(c)氫氣系統(tǒng)監(jiān)視控制器，如圖6所示。

圖6 氫氣系統(tǒng)控制器

氫氣安全監(jiān)控系統(tǒng)主要包括氫系統(tǒng)控制器、氫氣泄漏傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器等元器件。其控制要求，如圖7所示。

圖7 氫氣系統(tǒng)控制要求

氫系統(tǒng)控制器到電氣元件發(fā)生短路時(shí)，立即關(guān)閉氫系統(tǒng)所有電磁閥并使氫系統(tǒng)斷電，同時(shí)通過聲光報(bào)警提示司機(jī)氫系統(tǒng)短路，采取相應(yīng)的安全措施。