對未知或不熟悉的恐懼是一種完全自然和人類的反應。FCEV對消費者來說相對較新，司機可能不熟悉，但它們真的像一些人描述的那樣危險嗎?對未知的恐懼是否使我們忘記了氫燃料電池的高效環(huán)保特性，被與氫彈的詞聯(lián)想嚇壞了?以下是韓國現(xiàn)代汽車Mabuk環(huán)境技術中心專家對于氫安全問題的回答。
1、關于氫的一般知識是它很容易氧化或可燃。如果車輛在NEXO內部或外部發(fā)生火災，或者如果車輛泄漏氫氣，儲氫瓶是否安全?
首先，沒有一例FCEV事故因氫氣泄漏而發(fā)生。氫氣是一種比大氣輕14倍的氣體，因此如果發(fā)生泄漏，它會立即擴散到空氣中。即使在車輛起火的情況下，泄漏氫氣燃燒的可能性也幾乎不存在。
此外，還有多個實時傳感器可以檢測儲氫瓶，氫氣供給系統(tǒng)和燃料電池堆上的任何泄漏。如果在標準操作期間或在損壞氫氣供給系統(tǒng)的外部沖擊中檢測到氫氣泄漏，駕駛員的儀表板顯示屏會發(fā)出警告。安全系統(tǒng)甚至可能阻塞儲氫瓶閥，防止氫氣從儲罐中大量噴射，這可能導致其他危險。
如果火災導致儲氫瓶周圍的溫度升高到過高的水平，探測系統(tǒng)會強制將氫氣從儲罐中排出到大氣中。由于這些冗余的安全措施，儲氫瓶不會爆炸;即使車輛經過完全焚燒。儲罐本身覆蓋著防火涂層。在車輛火災、泄漏和爆炸方面，F(xiàn)CEV比汽油燃燒汽車安全得多。
FCEV上的眾多消防安全測試之一。即使在車輛起火的情況下，儲氫瓶也不會"著火"或爆炸
2、密閉空間(例如車庫或隧道)中的氫氣泄漏怎么辦?
在非常特殊的情況下，富含氫氣的密閉環(huán)境可能導致火災或爆炸。NEXO中的氫氣密封系統(tǒng)旨在將任何泄漏抑制到政府氫氣泄漏政策標準的1/60，其安全性已多次得到驗證。
此外，車庫或隧道實際上不是完全封閉的空間。有建筑法規(guī)定了通過這種結構的氣流設施。除非故意違反這些定律，并且氣流被密封，否則導致爆炸的氫氣泄漏極不可能。
3、儲氫瓶使用什么材料，結構如何，每種材料的強度是多少?
儲氫瓶的內表面由薄聚酰胺襯里(尼龍)制成，可最大限度地減少氫氣滲透。外表面覆蓋著增強塑料(碳纖維+環(huán)氧樹脂)，厚度為20-25mm，能夠保持700 bar的壓力。
關于儲氫瓶的安全性，強度是破裂安全的關鍵，而剛度對于耐用性很重要。強度是受力時的抗斷裂性，而剛度是受力時的抗變形性。碳纖維增強塑料在重量上比鋼有許多優(yōu)點。其中兩個好處是強度提高6倍，剛度提高4倍。換句話說，增強塑料更輕，同時更可靠。
4、它是否可以抵抗撞擊造成的任何損害?
儲氫瓶經受住了1.8米的跌落測試，而不會對其功能造成任何損害。子彈射入加壓為700bar的儲氫瓶，僅導致氫氣通過穿刺排放到大氣中，沒有爆炸。即使在與標準內燃機相同的條件下進行的后沖擊測試中，儲氫瓶也噴射出所有氫氣，甚至沒有檢測到微量。即使發(fā)生車輛火災，多余的耐火材料和安全機制也能防止升級，同時迅速排出氫氣，從而防止任何爆炸的可能性。這種全面的安全系統(tǒng)為NEXO贏得了Euro NCAP的第一個最高五星級總體評級。
5、測試哪些項目以確保儲氫瓶的安全性，耐用性和其他指標?
韓國國土交通省(MOLIT)關于《CNG壓力容器安全條例》的行政通知列出了14項安全測試，包括破裂測試、篝火測試和滲透測試。此外，還進行了其他安全測試，包括前后碰撞測試，極端寒冷和天氣條件測試。
自早期開發(fā)以來，NEXO儲氫瓶的測試幾乎翻了一番。提高了批量生產的安全標準。該技術不僅需要滿足國內外法規(guī)的要求，還需要滿足現(xiàn)代汽車自己指定的200多項單獨測試標準。也就是說，我們對安全性和耐用性的標準比管理機構制定的標準要嚴格得多。
例如，模擬運輸過程中損壞的跌落損壞測試和針對復合材料急性損壞的耐久性測試均進行了12000次。此外，還使用了200多個NEXO來徹底審查車輛的整體安全性。
6、儲氫瓶的內部壓力非常高，為700bar。如何控制壓力?更重要的是，如何控制高壓以避免對人造成傷害?
FCEV內部有一個燃料電池堆，使用氫燃料和從外部大氣中吸入的氧氣發(fā)電。燃料電池堆需要壓力，并且所需的最小壓力隨著電堆的所需電輸出而增加。儲氫罐的標準壓力約為350bar，但技術的進步允許更大的壓力，安全性和穩(wěn)定性。現(xiàn)在的標準壓力約為700bar，特別是在NEXO的情況下，最大爆破壓力達到1575bar。
立即降低儲氫瓶內的高壓是一項挑戰(zhàn)，因此通過連接到燃料電池堆的氫燃料供給系統(tǒng)，壓力在兩階段過程中被抑制。首先，通過第一個減壓裝置將700bar的壓力降低到16bar，然后在氫氣與氧氣反應發(fā)電的燃料電池堆入口處，壓力進一步下降到約1.0-1.5bar。
氫氣在700bar的高壓下儲存在儲氫瓶中，當它被供應到燃料電池模塊時，它在16bar時進行減壓，并且由于氣體的高壓和可燃性，該過程涉及一定的風險。因此，工程師應用了各種安全機制和邏輯。從更基本的泄漏檢測傳感器到更復雜的高壓和中壓傳感器，邏輯傳感器可檢測超壓和微泄漏。安全機制還包括僅在點火關閉時才允許加氫的邏輯，以及可以檢測加氫過程中可能發(fā)生的氫氣泄漏的邏輯。
7、儲氫瓶的耐用性或安全性是否受到FCEV長期運行的影響?
涂覆在儲氫瓶外殼上的碳纖維復合材料以數(shù)十種圖案分層。這意味著對碳纖維涂層的任何損壞僅限于局部幾股，并且不會影響儲罐的安全性或耐用性的性能。
儲氫瓶部件符合最高的安全標準，其認證條件是最嚴格的標準之一。事實上，這些儲罐能夠承受相當于海面下15公里或更深的外部壓力，并且在700bar壓力下充裝后離開后安全。盡管有這樣的設計安全裕度，但法律使用壽命最長為15年(歐洲為20年)或4，000小時(歐洲為5，000小時)，以先到者為準。因此，我們設計的儲氫瓶遠遠超過法律規(guī)定的安全性和耐用性標準。
我們測試了大約45，000次充裝過程，然后在跌落后或極端天氣條件下又測試了15，000次。沒有必要比駕駛基于化石燃料的內燃機時感到更焦慮，也就是說儲氫瓶幾乎沒有爆炸的可能性。
8、NEXO獲得了歐洲汽車安全性能評估計劃Euro NCAP的第一個最高五星總體評級。團隊克服了哪些挑戰(zhàn)才能達到該評級?
NEXO有三個儲氫瓶，每個儲罐的大小相同。為了提高行駛質量，我們將扭力梁懸架換成了多連桿系統(tǒng)。這需要一個螺栓固定裝置來鉸接支撐和下臂，這是靠近儲罐的突出部件。在碰撞測試中，我們發(fā)現(xiàn)突出的螺栓可能對儲罐的復合表面造成危險，并用金屬板容納螺栓和儲罐的脆弱部分。我們再次測試了安全預防措施，發(fā)現(xiàn)即使在撞擊情況下，突出部分也不會影響儲氫瓶。
9、團隊正在跟進NEXO，推出另一款下一代FCEV。團隊在安全性和性能方面設定了哪些目標?
消除對儲氫瓶的毫無根據(jù)的恐懼將是一個主要目標。我們正在開發(fā)一種用于儲氫的智能儲罐，為車輛操作員提供儲罐狀態(tài)的實時通知。考慮到FCEV及其儲氫瓶的安全性，我們已經處于一個相當好的位置。從更面向消費者的角度來看，我們理解儲氫瓶存在一些不安，我們正試圖從工程的角度解決這個問題。
所有這一切背后的一個關鍵因素是成本降低。FCEV的普及將需要更低的價格，與傳統(tǒng)的內燃機汽車相當。儲氫瓶的高成本是目前的主要障礙之一。我們的研究旨在實現(xiàn)這三個目標：使用更便宜的儲氫瓶制造更安全的車輛和更高的續(xù)航里程。例如，我們正在研究氫氣儲存的替代方法;我們正在尋找液體或固態(tài)存儲，而不是高壓罐，以及各種其他手段，以最大限度地提高存儲效率。儲氫瓶中的儲存效率是根據(jù)儲存的總氫氣的重量除以儲罐的重量來衡量的。NEXO儲氫瓶是世界上效率最高的儲罐之一，為5.7%。目前的儲氫瓶體積龐大，并不是最節(jié)省空間的。團隊正在尋找通過不同的儲罐形狀和外形尺寸提高這方面效率的方法。
