付亦凡

摘 要：目前，隨著我國科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，汽車領(lǐng)域的科技也有了較大的進(jìn)步。與此同時(shí)，汽車燃料電池車載氫氣技術(shù)也被汽車行業(yè)高度關(guān)注，在汽車行業(yè)中廣泛使用。但是車載燃料電池氫氣的安全問題也就隨之出現(xiàn)。比如車載氫氣的系統(tǒng)、泄露、儲(chǔ)存等。本文筆者重點(diǎn)提出了關(guān)于燃料電池汽車車載氫氣的安全問題，并對(duì)這些問題進(jìn)行研究與分析，提出了相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞：燃料電池；車載氫氣；汽車；安全

1 引言

近年來，尤其是自2015年以來，車載氫氣燃料電池汽車已經(jīng)成為新能源汽車。通過氫氣與氧氣的化學(xué)反映產(chǎn)生動(dòng)力，因?yàn)闅錃夂脱鯕舛际侨紵Ψ浅?qiáng)的氣體，它的能量也非常的大，所以氫氣和氧氣在反映的過程中所產(chǎn)生的能量效率也是超強(qiáng)的。而且氫氣與氧氣反映后產(chǎn)生的水對(duì)于環(huán)境是無危害性的。我們生活中氫氣和氧氣也是比較常見的氣體，收集氫氣和氧氣也比較容易，這兩種氣體通過化學(xué)反映也可以產(chǎn)生。但是氫氣的氣體易爆，氧氣的氣體易燃，兩者在汽車的應(yīng)用上還存在著一些隱患，尤其是易爆的氫氣。所以汽車燃料電池是具有一定的危險(xiǎn)性的，因此，在保障人們的安全的前提下，才可以把氫氣作為燃料。

2 燃料電池汽車車載氫氣安全措施

氫氣雖然與許多的燃料有相似的地方，但是氫氣也與其他的燃料有所不同，它是密度較輕的一種元素，也可以說是一種最小的元素，它容易從微型的小孔中泄露，氫氣體是一種很活躍的氣體，氧氣融合不當(dāng)就會(huì)引起容器的爆炸，所以人們認(rèn)為氫氣是很危險(xiǎn)的氣體，使用在車上更是不可能的。但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，氫氣這種氣體的應(yīng)用越來越廣泛，工業(yè)方面把氫氣作為燃料，火箭的主要燃料也是氫氣，通過不斷的研究，吸取有效的儲(chǔ)存經(jīng)驗(yàn)，這樣就能夠在根本上解決氫氣泄露的問題。

目前，車載氫燃料電池汽車有許多輔助設(shè)備用來保護(hù)安全的燃料電池汽車。如電磁閥、安全閥和熱溶栓等，當(dāng)燃料電池出現(xiàn)狀況時(shí)，這些輔助工個(gè)會(huì)做出及時(shí)的反映并控制燃料電池出現(xiàn)問題。這就在操作上實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)的模式。也在氫氣燃料電池汽車的安全上有所提高。

氫氣易燃易爆，溫度上的控制非常重要，可以用溫度傳感器監(jiān)控溫度，它可以有效的測(cè)出氫氣瓶?jī)?nèi)的溫度并在駕駛室內(nèi)的儀表上顯示出，這樣就可以清楚汽車內(nèi)部是否有狀況發(fā)生。壓力傳感器可以判斷氣瓶?jī)?nèi)的壓力，駕駛員可以通過表盤的顯示掌握氣瓶?jī)?nèi)氫氣的剩余量。電磁閥的作用是在充氣時(shí)凸顯，可以防止氣體接觸到電池。燃料電池主要是為汽車提供能量，變壓器可以通過一定的數(shù)值，在氫氣輸入的過程中對(duì)氫氣的多少進(jìn)行控制。減壓閥可以調(diào)節(jié)氫氣輸出的壓力。使氫氣輸出壓力可以和燃料電池相符。一旦出現(xiàn)問題，針閥可以將氫氣體放空。

3 氫氣在車載中的安全性測(cè)試

3.1 汽車車載氫氣泄露檢測(cè)

燃料電池汽車在出廠前，必需要對(duì)其做安全性的測(cè)試。因?yàn)闅錃獾兔芏鹊奶厥庑?，液體檢測(cè)是最有效的檢查泄露的方法，這種方法和輪胎漏氣的測(cè)試方法相似。一般的安全性測(cè)試，可以將一定量的惰性氣體注到氣瓶?jī)?nèi)，比如氣體密度較小且活躍性低的氦氣和氮?dú)?，然后可以?duì)整體的各個(gè)接點(diǎn)進(jìn)行水體氣泡和皂泡的測(cè)試，水體的測(cè)試也只是其中的一方面，因?yàn)樗某杀颈容^低且效果也相對(duì)明顯。另一方面是高科技的測(cè)試，比如使用紅外線檢測(cè)、氦質(zhì)譜檢測(cè)儀、超聲波檢測(cè)等，這種檢測(cè)的方法成本相對(duì)比較高且測(cè)試也比較復(fù)雜，高級(jí)車輛的應(yīng)用比較多。

3.2 進(jìn)行系統(tǒng)振動(dòng)的檢測(cè)

作為新型能源汽車的車載氫氣燃料電池汽車，其發(fā)展的比較晚，技術(shù)方面也不是很完善，許多的環(huán)節(jié)也需要進(jìn)行多方面的檢測(cè)，防止燃料電池汽車在嚴(yán)重的振動(dòng)下發(fā)生漏氣的現(xiàn)象。整體進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè)包括氫氣瓶、燃料電池、輔助工具等，這也可以叫做系統(tǒng)振動(dòng)的檢測(cè)。 具體是垂直加速度的檢測(cè)方法，又可稱之重力加速度，然后燃料汽車可以通過水平加速度的方式進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試，燃料電池汽車經(jīng)過指定振動(dòng)試驗(yàn)以后，再進(jìn)行整體氣密性的系統(tǒng)檢查。

3.3 追尾碰撞安全和防碰撞檢測(cè)

在所有汽車研究的過程中，汽車防碰撞和碰撞安全性考慮放在首位。車載氫燃料電池汽車防碰撞的問題，最主要的是氫氣泄漏方面的安全性問題。氫氣如果泄露再和氧氣相融合，一旦有火點(diǎn)的出現(xiàn)就會(huì)引起爆炸。因此，碰撞安全性是很重要的環(huán)節(jié)。測(cè)試的根本目的是在燃料汽車碰撞發(fā)生時(shí)保證氫氣體不會(huì)泄漏，確保汽車碰撞引起起火等問題。

4 車載氫氣燃料電池汽車在日常中的安全維護(hù)

4.1 氫氣瓶和相關(guān)系統(tǒng)的日常安全維護(hù)

作為一種非常活躍的氫氣氣體，它本身是完全沒有腐蝕性的，也不會(huì)和氧氣容器一樣和其他材料相互反映發(fā)生化學(xué)變化?？墒且?yàn)樗幕钴S性，其本身會(huì)影響其他金屬的質(zhì)量，通俗的叫做氫脆現(xiàn)象，也被叫做白色斑點(diǎn)，在金屬的內(nèi)部容易產(chǎn)生裂縫導(dǎo)致氫泄漏。因此，車載氫系統(tǒng)必須要符合國家的標(biāo)準(zhǔn)，確保定期例行維護(hù)。無論如何提高科學(xué)技術(shù)，氫氣泄漏現(xiàn)象都會(huì)有可能發(fā)生。所以，必須對(duì)整體的車載氫系統(tǒng)提出較高的要求，汽車很多傳感器能夠及時(shí)的反映出氫氣瓶?jī)?nèi)有無異常的反應(yīng)。所以相關(guān)人員應(yīng)該對(duì)汽車氣的密性和傳感器進(jìn)行測(cè)試和維護(hù)。

4.2 燃料電池的日常維護(hù)

燃料電池在汽車內(nèi)部零部件當(dāng)中占重要組成部分。燃料電池的生產(chǎn)中必須考慮到車載氫燃料電池汽車本身的安全問題，因?yàn)檐囕d氫氣系統(tǒng)和燃料電池是燃料電池汽車的兩個(gè)主要的組成。所以，一旦燃料電池出現(xiàn)問題，氫氣系統(tǒng)再怎樣提高也無濟(jì)于事，而氫燃料電池系統(tǒng)的維護(hù)不是很復(fù)雜，其作用卻是至關(guān)重要的。日常維護(hù)的重點(diǎn)是檢查燃料電池有無老化現(xiàn)象，燃料電池有無異?，F(xiàn)象，燃料電池應(yīng)定期清潔，避免積灰引起接觸不良或短路，同時(shí)加強(qiáng)通風(fēng)對(duì)流結(jié)構(gòu)，氫氣要加強(qiáng)流通，避免引起氫氣聚集。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段傳統(tǒng)的能源非常缺少，石油和煤炭在社會(huì)的發(fā)展過程中也有供應(yīng)短缺的跡象。目前全球產(chǎn)業(yè)化在不斷的增加，傳統(tǒng)能源的缺點(diǎn)越來越突出。人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)也不斷的提高，傳統(tǒng)的能源并不是人類發(fā)展所必需的能源，綠色能源和新能源已成為人們的追求。車載氫燃料電池汽車是人們?cè)谄囶I(lǐng)域當(dāng)中取得的新突破，而安全性仍需要進(jìn)一步的完善。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，新能源汽車將成為未來的汽車領(lǐng)域當(dāng)中的主流，人類和自然環(huán)境也將會(huì)更加的和諧。

參考文獻(xiàn)：

[1]詹姆斯.拉米尼，安德魯.迪克斯.燃料電池系統(tǒng)——原理設(shè)計(jì)應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2014.12-13.

[2]馮文，王淑娟，倪維斗等.氫能的安全性和燃料電池汽車的氫安全問題[J].太陽能學(xué)報(bào)，2013，24（5）：677-682.