氫燃料電池汽車以氫氣作為燃料，氫氣具有無色無味、氣體分子小易泄漏、爆炸濃度范圍寬(4%～75%)的特點，氫燃料電池汽車的氫安全在當(dāng)下備受關(guān)注，也是其推廣需要克服的重要問題之一。

當(dāng)氫燃料電池汽車發(fā)生氫安全故障后應(yīng)有合理的故障處理方式保障車輛及駕乘人員安全，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)故障的危害嚴(yán)重程度劃分不同的故障等級，匹配相應(yīng)的控制策略。

為此，特嗨針對先進(jìn)成熟車型的氫安全測試，對車輛故障策略進(jìn)行了全面分析，形成了一整套測評體系，其成果對燃料電池汽車行業(yè)在整車氫安全、故障診斷、售后維修等方面有所啟發(fā)。

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燃料電池汽車氫安全故障等級

根據(jù)對駕乘人員和燃料電池系統(tǒng)的危害方向燃料電池系統(tǒng)的故障可以分為三類：

根據(jù)對駕乘人員和燃料電池系統(tǒng)的危害程度燃料電池系統(tǒng)的故障可以分為三級：

一級故障定義為嚴(yán)重影響燃料電池汽車的運行或?qū)︸{乘人員安全造成威脅的故障，稱為嚴(yán)重故障，這類故障需要燃料電池系統(tǒng)緊急停機；

二級故障指影響燃料電池系統(tǒng)的正常運行但不影響人員安全的故障，稱為一般故障，這類故障需要燃料電池系統(tǒng)受限運行；

三級故障指不影響燃料電池系統(tǒng)運行，短時間內(nèi)可接受的故障，稱為輕微故障，這類故障僅需持續(xù)監(jiān)控即可。

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燃料電池汽車氫安全測評方案

對于燃料電池系統(tǒng)傳感器故障和執(zhí)行器故障測試可通過斷開其電源線或信號線的方法觸發(fā)故障，對于氫氣泄漏測試可通過在氫氣濃度傳感器位置釋放含有一定氫氣濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體來模擬燃料電池系統(tǒng)氫氣泄漏。觸發(fā)故障時可設(shè)計工況使燃料電池系統(tǒng)及整車處于不同的工作狀態(tài)，以探究不同狀態(tài)下的整車及燃料電池系統(tǒng)應(yīng)對策略。

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燃料電池汽車氫安全測評案例

4%濃度氫氣泄漏

當(dāng)車輛低速行駛、燃料電池系統(tǒng)保持工作狀態(tài)，機艙氫氣濃度傳感器檢測到4%濃度的氫氣泄漏時，車輛儀表發(fā)出高頻報警提示音持續(xù)提示駕駛員，同時伴有“檢查燃料電池系統(tǒng)，盡快安全停車”的文字顯示，在儀表左側(cè)位置出現(xiàn)代表FCEV故障的橙色三角標(biāo)識。

車輛在檢測到氫氣4%濃度泄漏后不僅持續(xù)對駕駛員進(jìn)行提示，燃料電池系統(tǒng)也進(jìn)行了急停處理，燃料電池快速泄載，氫氣進(jìn)氣壓力設(shè)定值降至默認(rèn)值30kPaA不再進(jìn)行氫氣供應(yīng)。

【策略設(shè)計亮點】散熱風(fēng)扇開始運轉(zhuǎn)，目的是對泄漏到機艙內(nèi)的氫氣進(jìn)行吹散稀釋，防止氫氣聚集。

燃料電池系統(tǒng)以及散熱風(fēng)扇的一系列動作表明4%氫氣濃度泄漏在本次測試車輛的控制策略中危險等級極高，屬于對人員安全可能造成嚴(yán)重影響的故障。這種嚴(yán)重威脅人員和車輛安全的氫氣泄漏故障，若不及時應(yīng)對將有爆炸的風(fēng)險。

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總結(jié)

燃料電池系統(tǒng)在發(fā)生可能對人員安全造成嚴(yán)重影響的故障后，須發(fā)出明顯的聲光報警以引起駕駛員足夠的重視，為避免發(fā)生人員傷亡事件燃料電池系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置安全有效的措施。

提升燃料電池汽車氫安全水平才能更好地發(fā)揮燃料電池汽車環(huán)保、高效的優(yōu)勢，推動綠色出行和可持續(xù)發(fā)展。