一、氫燃料電池汽車安全嗎
雖然氫燃料電池避免了氫氣和空氣的直接接觸,但是對于有著很大碰撞風險的汽車來說,氫燃料電池汽車上的(de)(de)高壓氫氣(qi)瓶(ping)仿佛一個潛在的(de)(de)“炸彈”,氫燃(ran)料(liao)電池汽車的(de)(de)安全是(shi)否能(neng)夠(gou)得(de)到保障呢?
事(shi)實上,氫燃料電(dian)池汽車有很高的(de)(de)安(an)全(quan)性(xing)和(he)可靠(kao)性(xing)。在出廠前每(mei)一輛(liang)氫燃料電(dian)池汽車都(dou)需要經過非常嚴(yan)格的(de)(de)檢測流程,車中高壓氫氣瓶的(de)(de)安(an)全(quan)性(xing)和(he)可靠(kao)性(xing)需要經過全(quan)面(mian)的(de)(de)設(she)計和(he)測試,達到與標準(zhun)CNG發(fa)動機相當(dang)的(de)(de)安(an)全(quan)性(xing)水平。
自(zi)2015年(nian)燃(ran)料電池(chi)汽車上市以(yi)來,截至目前并沒(mei)發(fa)(fa)生(sheng)過因氫(qing)氣泄漏(lou)而引(yin)發(fa)(fa)的(de)(de)(de)事故(gu)。氫(qing)氣是比空氣輕14倍的(de)(de)(de)氣體(ti),具有較大(da)的(de)(de)(de)浮力(快速上升)和(he)較強的(de)(de)(de)擴(kuo)散(san)性(橫向移動),所(suo)以(yi)就算萬一發(fa)(fa)生(sheng)泄漏(lou),氫(qing)氣也會立(li)即(ji)擴(kuo)散(san)到空氣中(zhong)。因此,在空曠的(de)(de)(de)道(dao)路上,即(ji)便是在汽車起火(huo)的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下,泄漏(lou)的(de)(de)(de)氫(qing)氣發(fa)(fa)生(sheng)燃(ran)燒的(de)(de)(de)可能(neng)性非常低。
二、氫能源汽車爆炸的風險大嗎
只要不是密閉空間(jian),氫燃(ran)料電池車(che)在露天發生交通(tong)事故碰撞的情況下,相比燃(ran)油(you)車(che)和純電動車(che)發生爆炸(zha)的可(ke)能性更低,安全系數也相對更高(gao)。
氫氣(qi)(qi)雖(sui)然是(shi)(shi)易(yi)(yi)燃易(yi)(yi)爆氣(qi)(qi)體,但氫氣(qi)(qi)如果要(yao)(yao)發生爆炸(zha)(zha)是(shi)(shi)需要(yao)(yao)滿足幾個(ge)基本(ben)條件(jian)的。首(shou)先氫氣(qi)(qi)的爆炸(zha)(zha)極限為4.0%-75.6%,也就是(shi)(shi)說當(dang)氫氣(qi)(qi)與空(kong)氣(qi)(qi)混合,在空(kong)氣(qi)(qi)中占據了4.0%-75.6%范圍(wei)內的體積濃度時,這時候遇(yu)(yu)到火源才會(hui)爆炸(zha)(zha),而當(dang)氫氣(qi)(qi)濃度小于4.0%或大于75.6%時,即(ji)使(shi)遇(yu)(yu)到火源,氫氣(qi)(qi)也是(shi)(shi)不會(hui)爆炸(zha)(zha)。氫氣(qi)(qi)的自燃點是(shi)(shi)527℃,不易(yi)(yi)自燃。所以我們平時把氫燃料電池車開在露天(tian)的大街(jie)上,是(shi)(shi)基本(ben)不可(ke)能達到4.0%-75.6%范圍(wei)的體積濃度的。
假如(ru)我們這(zhe)時(shi)候發(fa)生交通事(shi)故(gu)碰撞了(le)(le),車(che)上最危(wei)險的兩個地(di)方,一個是(shi)氫燃(ran)料電池,一個是(shi)儲(chu)氫罐(guan)(guan)。燃(ran)料電池只是(shi)氫氣(qi)和(he)(he)氧氣(qi)發(fa)生電化學反應的場所,本身(shen)并不(bu)會儲(chu)存能(neng)量(liang)和(he)(he)氫氣(qi),所以(yi)汽車(che)會不(bu)會爆炸(zha),主要就是(shi)看儲(chu)氫罐(guan)(guan)會不(bu)會爆炸(zha)了(le)(le)。
氫燃(ran)料電池汽車所(suo)用(yong)的(de)(de)(de)高壓(ya)氫氣瓶為IV型儲罐(guan),采用(yong)纖維纏繞復(fu)合材(cai)(cai)料來(lai)保障罐(guan)體(ti)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)和剛度(du)(du)(du)。單位重量(liang)的(de)(de)(de)碳(tan)纖維復(fu)合材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)是(shi)鋼材(cai)(cai)的(de)(de)(de)6倍,其剛度(du)(du)(du)是(shi)鋼材(cai)(cai)的(de)(de)(de)4倍。因此,碳(tan)纖維復(fu)合材(cai)(cai)料比鋼材(cai)(cai)更輕、更可靠。在1.8米(mi)的(de)(de)(de)落(luo)差測試實驗中,高壓(ya)氫氣瓶并沒(mei)有受到損壞。同時(shi)在槍擊和碰撞試驗后,高壓(ya)氫氣瓶僅僅是(shi)噴(pen)射出(chu)了所(suo)有的(de)(de)(de)氫氣,而氫氣則(ze)快速地擴散到了空氣中,也并未發生爆炸。
不僅如(ru)此,儲(chu)氫(qing)罐(guan)上(shang)還(huan)設(she)有氫(qing)傳(chuan)感(gan)器和(he)泄壓閥,氫(qing)傳(chuan)感(gan)器能夠(gou)檢(jian)測(ce)周(zhou)圍氫(qing)氣的(de)(de)含量,當氫(qing)氣發生(sheng)泄漏時,傳(chuan)感(gan)器讀數偏(pian)高,這時候如(ru)果是(shi)微量泄漏的(de)(de)話(hua)會(hui)警報,如(ru)果是(shi)大量泄漏的(de)(de)話(hua),會(hui)強制(zhi)關閉儲(chu)氫(qing)罐(guan)閥門,使氫(qing)氣密封在(zai)儲(chu)氫(qing)罐(guan)內,車身周(zhou)圍的(de)(de)碰(peng)撞(zhuang)傳(chuan)感(gan)器在(zai)檢(jian)測(ce)到碰(peng)撞(zhuang)時,同(tong)樣也會(hui)關閉儲(chu)氫(qing)罐(guan)閥門。
儲氣(qi)(qi)罐上(shang)還(huan)安裝有(you)一個泄壓閥,如果車(che)(che)輛發生(sheng)燃燒,這個泄壓閥會因為(wei)高溫融化而(er)打開,將氫氣(qi)(qi)從車(che)(che)輛的(de)右后方(fang)釋(shi)放(fang)出來。有(you)朋友(you)可能會問(wen),這時候從車(che)(che)輛后方(fang)釋(shi)放(fang)氫氣(qi)(qi)的(de)過(guo)程中,如果排氣(qi)(qi)的(de)區域有(you)明火,難(nan)道不會因為(wei)氫氣(qi)(qi)被點(dian)燃而(er)發生(sheng)爆(bao)炸(zha)嗎?關于這點(dian)我們(men)還(huan)是要(yao)回到上(shang)面說(shuo)過(guo)的(de),氫氣(qi)(qi)要(yao)想爆(bao)炸(zha),需(xu)要(yao)在空氣(qi)(qi)中占據4.0%-75.6%范圍的(de)體積(ji)濃度。但是想要(yao)在露天的(de)大街上(shang)達到這樣的(de)濃度,還(huan)是比較困難(nan)的(de)。
因為氫氣非(fei)常輕,很容易(yi)往上跑,而且擴散(san)系數是(shi)汽油(you)的(de)(de)11倍,比重大約是(shi)空氣的(de)(de)1/14,極易(yi)擴散(san),揮發速度非(fei)常快。所(suo)以(yi)說(shuo)即使這時候氫氣被點燃了,它也不(bu)會(hui)爆炸,你只要給(gei)它一(yi)個上升的(de)(de)通道,它就會(hui)一(yi)直非(fei)常快的(de)(de)往空中(zhong)跑,燒著的(de)(de)話火(huo)焰(yan)也是(shi)往天上噴,對地面(mian)其實也沒有什么太大的(de)(de)影響(xiang)。
有專業人(ren)士對泄露的氫(qing)燃料(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)車(che)(che)和傳統燃油汽(qi)車(che)(che)進(jin)行了人(ren)為點火實(shi)驗,發現(xian)(xian)由于(yu)(yu)具有非常快的向上(shang)(shang)擴(kuo)散速度(du),氫(qing)氣(qi)火焰呈火炬狀且隨著氫(qing)氣(qi)量的減少越來越小。相比(bi)之下,由于(yu)(yu)汽(qi)油比(bi)空(kong)氣(qi)重,在發生燃燒后(hou)會(hui)在車(che)(che)底形成了一(yi)個(ge)大火球直至(zhi)將汽(qi)車(che)(che)燒光(guang)。所以(yi)即便是車(che)(che)輛出現(xian)(xian)燃燒的情(qing)況,氫(qing)燃料(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)車(che)(che)在空(kong)曠的路上(shang)(shang)發生爆炸的可能性也(ye)非常低。
但對于空氣流通不暢的地方,比如說半封閉的地下停車場、密閉的車庫,這時候發生爆炸的風險就會非常大了,所以為了大家的安全,不建議讓氫燃料電池車進車庫的,純電動車也一樣,在(zai)密閉空間(jian)都比較危險。