國內(nèi)首個,氫燃料電池整車極限火燒試驗完成

近日，中國汽車工程研究院股份有限公司（以下簡稱“中國汽研”）宣布，已成功完成國內(nèi)首個氫燃料電池整車極限火燒試驗。中國汽研通過氫能部件—系統(tǒng)—整車多層級極限火燒試驗，輔助提升氫燃料電池汽車的安全設計，著力完善氫安全檢測認證，助力開展車用氫能安全測評技術研究和標準體系建設，讓公眾消除疑慮，不再談“氫”色變。

氫車逐步進入日常生活

國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》提出，到2025年，燃料電池車保有量達5萬輛。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會最新公布的數(shù)據(jù)，2023年，燃料電池汽車產(chǎn)銷量分別約為5600輛和5800輛，同比分別增長55.3%、72.0%。自2021年我國五部委共同啟動燃料電池汽車城市群商業(yè)示范以來，車輛推廣規(guī)模快速提升，應用場景逐漸豐富，示范運行覆蓋了城市、物流、運輸、工程、港口、園區(qū)等多元場景。 

縱觀全球，現(xiàn)代Nexo、豐田Mirai等車型已成為暢銷的氫燃料電池車型。目前，國內(nèi)氫燃料電池汽車示范以商用車為主，但乘用車的商業(yè)化運營也正逐漸起步，氫燃料電池汽車正逐漸進入日常生活。

2022年底，我國首款全功率燃料電池乘用車——“東風氫舟”在廣東省佛山市開展示范運營，與此同時，上汽大通首批80輛氫能源網(wǎng)約車作為上海網(wǎng)約車平臺指定商務車型投放上海街頭。

另外，10臺啟辰大V氫境在花都開展36個月的示范運營，涵蓋園區(qū)擺渡車、公務用車等多種方式，后續(xù)將覆蓋機場、高鐵站等核心區(qū)域，并進一步推廣到廣州市區(qū)，預計3月后將上線打車平臺，未來還將逐步向私人用戶開放。

不過，在燃料電池汽車蓬勃發(fā)展的背后，公眾仍然質(zhì)疑其安全性。作為“制儲運加用”中的關鍵一環(huán)，氫燃料電池汽車的安全性不容忽視。《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》中明確提出：氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展要以安全為先，把安全作為內(nèi)在要求，建立健全氫能安全監(jiān)管制度和標準規(guī)范，強化對氫能全產(chǎn)業(yè)鏈重大安全風險的預防和管控，提升全過程安全管理水平，確保氫能利用安全可控。

高壓儲氫瓶是關注重點

根據(jù)燃料電池汽車的設計，需要氫氣和氧氣在燃料電池堆里進行電化學反應。對此，全國氣瓶標委會車用高壓燃料氣瓶分標委委員袁奕雯指出，只有在氫氣和氧氣混合后達到爆炸極限，外界再提供點火能量，才會發(fā)生燃燒和爆炸。氫氣如果只是儲存在瓶子里，沒有與其他氣體接觸，就不存在爆炸的可能性。

“氫氣是易燃易爆氣體，這是大家對它的普遍印象，但其實氫氣很安全。”一位從事儲氫材料研究的行業(yè)人士在接受《中國能源報》記者采訪時表示，正常情況下氫氣儲運很安全，因此需要考慮氫燃料電池汽車在碰撞、燃燒等極端情況下的安全性。

此次中國汽研通過試驗模擬火災工況，從氫燃料電池汽車火災場景下主被動安全措施響應正確性與及時性、燃燒規(guī)律及速度、泄漏擴散特性、泄放風險等多個維度綜合評定氫能整車火災安全可靠性。中國汽研指出，如何提升實火下車載氫系統(tǒng)可靠性、防范車輛運行中氫泄漏兩大特性安全問題更是亟需突破的難點。

作為車載高壓供氫系統(tǒng)的核心部件，儲氫瓶對保障燃料電池汽車安全性至關重要。據(jù)悉，啟辰大V氫境的儲氫罐碰撞安全防護達到70MPa。在保障儲氫瓶安全性方面，國家標準《車用高壓儲氫氣瓶組合閥門》（GB/T 42536—2023）已在去年發(fā)布。而在國家標準化管理委員會剛印發(fā)的《2024年國家標準立項指南》中，高壓儲氫容器也在名單之列。

上述行業(yè)人士更是指出，如果用儲氫材料代替高壓氣瓶進行儲氫，將極大提高燃料電池汽車的安全性。

完善認證準則及規(guī)范標準

目前，國內(nèi)外對于氫安全的研究主要以仿真模擬為主，相關試驗較少，基于氫燃料電池汽車各個工況下可能導致的泄漏、點火等測試方法與技術的研究更是甚少。

在此背景下，中國汽研設計規(guī)劃并聯(lián)合多方專家針對氫燃料電池汽車極限火燒試驗方案進行多次研討。一位了解此次試驗的行業(yè)人士告訴記者，中國汽研此次試驗的核心目的，就是要解決氫燃料電池汽車安全性方面的關鍵問題。

車夫咨詢合伙人曹廣平在接受《中國能源報》記者采訪時表示，應科學宣傳氫的擴散特點、爆炸極限、點火能量、泄漏檢測以及排除措施等，逐步打消用戶對氫能汽車安全性的顧慮。

曹廣平也提到，氫能汽車在設計上與油車、電車不同，更需要科學規(guī)范設計車輛。而從“制儲運加用”全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來看，也需要全面防范。除了氫燃料電池汽車，氫內(nèi)燃機汽車在發(fā)展中也需注重安全。

記者了解到，中國汽研后續(xù)將分析整理火燒試驗數(shù)據(jù)，為氫燃料電池汽車的安全設計、整車預警響應及時性、風險防控和應急救援提供可參考的認證準則及規(guī)范標準。

早在2022年11月，針對氫燃料電池汽車的火災事故風險，中國汽研就開展了國內(nèi)首次實火下車載氫系統(tǒng)火燒試驗安全測評技術研究，探究實火等極限工況下車載氫系統(tǒng)可靠性。試驗完成后，中國汽研助力完善氫安全標準體系建設，完成相關認證準則一項、團標立項一項。