PDF《燃料电池汽车的氢安全问题》

200 mm 的距离. 单向阀在加气口出现损 坏情况下防止气体向外泄漏并提高加气口的使用寿 命.管路电磁阀,在给气瓶充气时,可有效防止气 体进入电池.减压阀可以将氢气的压力调节到电池 所需要的压力.当出现危险的时候针阀可以将氢气 瓶中的残余氢气安全放空.气体流动的高压管路的 材质一般会选用不锈钢,耐压要大于

5 000 psi. 燃料电池堆 加气口 压缩氢气 气罐安全阀气罐手动截止阀(常开) 气罐附件 储罐 安全系统实例 气罐电磁阀 电磁阀 单向阀 针阀 放空 减压阀 温度传感器压力传感器图1车载氢气安全系统示意图 Fig.

1 The sketch map of on-board hydrogen safety system 从监控的角度来说主要是指氢气泄漏传感器 以及碰撞传感器.由于氢气传感器的测量原理不 同,造成了其测量灵敏度及测量范围的差别,主 要有半导体式、催化燃烧式、电化学式以及光化 学式等.根据传感器的量程不同,又可以分为低 量程 TGS821(1 000*10-6 ~5 000*10-6 )传感器和高量 程TGS813(1 000*10-6 ~10 000*10-6 )传感器.从灵敏 度上看,低量程的反应比较快,并且两种传感器在 低浓度时反应比较明显.传感器可以等效于两个电 阻,一个是可变电阻,另一个为固定电阻.可变电 阻随着氢气浓度、湿度和温度的变化而变化,其中 氢气浓度和湿度对它的影响比较大.传感器的可变 电阻随着浓度变大而变小(即信号端的输出电压也 变大) .固定电阻是用来加热的. 根据不同的要求,在车上对氢气传感器类型、 数量以及布置的位置均有一定的要求.一般来说, 出于对安全性能考虑,氢能汽车总共要求安装

4 个 氢气传感器,而所有传感器信号需直接传送到仪表 盘的醒目位置,及时通知驾驶员. 同济大学自行研制的氢燃料电池轿车的氢气传 感器的布置位置如图

2 所示. 图2氢气泄漏报警仪位置布置示意图 Fig.

2 The disposition of hydrogen leakage alarms 由于位置

1 处靠近氢源,因而布置

2 个氢气 泄露报警仪, 报警值设置在

1 000 *10-6 (2.5% LEL)、

5 000 *10-6 (12.5% LEL)和10

000 *10-6 (25% LEL),报 警级别分别为三级、二级和一级(一级氢气浓度报 警,系统自动切断氢气供应,由司机将车移至指定 的安全区域由专人检查整个系统;

二级氢气浓度报 警,红色报警,建议驾驶员切断氢气供应,将车开 第3卷第5期2008 年5月368 至指定的安全区域由专人检查整个系统;

三级氢气 浓度报警,黄色报警,建议提醒驾驶员及时停机用 氢气检漏工具检查供氢系统) . 在位置

2 处,布置

2 个报警仪, 报警值设置在

1 000 *10-6 (2.5% LEL)和5000 *10-6 (12.5% LEL), 报警级别为一级和二级,分别安装在后坐的左右两 侧.报警系统需要自带蜂鸣器,氢气传感器需要常 供电,在不开车的情况下如果测到氢气泄漏,蜂鸣 器可以发出报警声音. 在车辆发生碰撞的情况下,整车控制系统能通 过车上安装的碰撞传感器信号将氢气供应系统切 断,这一点与传统汽车在发生碰撞情况下自动切断 油路系统一样.

2 车载氢气系统的安全性测试与试验 除了保证车载氢气系统安全性之外,一些相关 的安全性试验在燃料电池汽车动力系统的开发方面 也显得尤为重要. 燃料电池车载供氢系统使用之前应进行气体泄 漏检测.常规的检查方法就是向供氢系统通入氮气 或氦气等惰性气体,气泡检测(水下)或者皂泡试 验,检查所有连接点;