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    188宝金博页面版: 燃料电池车高压储氢系统碰撞安全设计与分析

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    内容提示： 燃料电池车高压储氢系统碰撞安全设计与分析 蒋燕青 王鸿鹄 李亚超 吴 兵 何 雍 ( 上海汽车集团股份有限公司新能源汽车事业部， 上海 201 804) 【摘要】 针对燃料电池车氢系统碰撞试验的方法， 从试验和理论的手段进行氢系统结构碰撞安全性研究。 通过研究和分析国内外汽车安全测试法规， 确定了氢系统碰撞试验的测试方法及评价氢系统碰撞安全性的方法。 最后， 经实车碰撞试验验证， 该系统的安全设计满足整车碰撞要求。 【关键词】 燃料电池 汽车 整车碰撞 0 引言 随着能源危机和环境污染的日益严重， 寻找新型清洁能源代替传统...

    文档格式：DOC | 页数：3 | 浏览次数：24 | 上传日期：2015-12-31 23:54:19 | 文档星级：
    燃料电池车高压储氢系统碰撞安全设计与分析 蒋燕青 王鸿鹄 李亚超 吴 兵 何 雍 ( 上海汽车集团股份有限公司新能源汽车事业部， 上海 201 804) 【摘要】 针对燃料电池车氢系统碰撞试验的方法， 从试验和理论的手段进行氢系统结构碰撞安全性研究。 通过研究和分析国内外汽车安全测试法规， 确定了氢系统碰撞试验的测试方法及评价氢系统碰撞安全性的方法。 最后， 经实车碰撞试验验证， 该系统的安全设计满足整车碰撞要求。 【关键词】 燃料电池 汽车 整车碰撞 0 引言 随着能源危机和环境污染的日益严重， 寻找新型清洁能源代替传统能源以实现低碳、 甚至零排放已经成为现今汽车行业未来发展的一个趋势。 氢燃料作为一种具有来源广泛、 获取容易、 单位重量发热量高、 产物清洁以及本身无毒无害等优点的能源， 是未来最有发展前途的清洁能源之一， 非常适合作为汽车的动力来源。 与传统内燃机车相比， 燃料电池车以氢气替代传统能源作为动力来源， 它不经过燃烧直接以电化学反应方式将燃料和氧化剂的化学能转变为电能。 由于其原电池反应不涉及到燃烧， 因此其能量转换效率不受“卡诺循环”的限制， 实际使用效率是普通内燃机的 2 ～ 3 倍。 同时， 它还具备噪声低、 对环境污染小、可靠性高等优点。 近几年世界各大汽车公司燃料电池和燃料电池汽车的研究工作进展迅速， 燃料电池汽车已进入试用阶段。 在实际运用中， 由于燃料电池车采用氢气作为动力源， 相对于传统内燃机汽车而言， 其安全性要求更高。氢气爆炸极限为 4% ～74． 2% ， 范围较大， 一旦出现泄露， 极易造成爆炸; 同时氢气燃烧速度非常快，着火能很低。 不仅如此， 氢气作为自然界中密度最小的气体， 具有很大的扩散速度， 一旦泄露， 极易在车内扩散， 并在乘员舱积聚， 在遇到周围有明火时， 极易发生燃烧和爆炸， 造成安全事故。 因此在研究燃料电池汽车技术的过程中， 车载氢安全的研究是重要的组成部分， 而最易出现安全问题的时候就是整车发生碰撞的时候。 为此， 本文通过对燃料电池车进行实车碰撞试验研究， 测评供氢系统在碰撞破坏后的气体泄漏情况， 评估供氢系统的安全性， 并为燃料电池的氢系统的安全设计提供理论分析。 1 整车碰撞安全法规 目前， 汽车安全规范体系可分为两类: 一类是由国家颁布的汽车安全技术法规， 如美国的 FM-VSS; 另一类是汽车安全星级评定标准， 如新车评估组织 NCAP 的评定标准。 在国际上实车碰撞试验法规主要有美国的 FMVSS 和欧盟的 ECE 两大体系， 这两种法规都规定了相应的碰撞试验方法和评价标准。 在国内，关于燃料电池汽车安全方面的相关规范， 还处于起步阶段， 我国的汽车碰撞标准是依据 ECE 标准进行制定的， 但是非等效采用 ECE 法规制定的， 在碰撞角度、 碰撞速度等方面与欧盟 ECE 体系法规是不一样的。 本次研究针对的是 2007 年 863 项目燃料电池样车的供氢系统， 采用的测试方案分为两部分: 实车正面碰撞和后面追尾碰撞。 采用车辆的纵轴线与障碍壁表面垂直， 障碍壁为固定刚性平面， 车辆的碰撞速度为 50 km/h。 其中， 正面碰撞中对供氢系统按照安全、 可行的原则进行氦气加压检查， 后面追尾碰撞则主要对供氢系统进行观察、 测量检查， 将氢瓶拆解耐压试验。 2 整车碰撞氢安全设计与评价 本文所研究的燃料电池汽车的供氢系统包含储氢瓶、 电磁阀、 安全阀、 溢流阀、 减压阀和压力传感器等辅助安全装置。 储氢瓶利用支撑框架固定在后排座椅和后行李箱下， 通过相应的供氢管道和燃料电池辅助系统相连接。 供氢系统原理图如图 1 所示， 此系统基本实现了供氢、 加注、 排空、 安全保护等功能。 由图 1 可知， 在燃料电池轿车中涉及氢安全的部件主要包括氢瓶、 氢瓶电磁阀、 组合阀、 单向阀、 减压阀、 高压氢气管路、 低压氢气管路、 压力传感器等。 在碰撞过程中， 参考基准《使用压缩氢气汽车

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