燃料电池客车氢能系统安全设计分析

我国燃料电池汽车商业示范运营的主要车型是燃料电池客车和物流用燃料电池轻卡汽车。下面对燃料电池客车氢能系统经典设计予以分析，供同行参考。

一、燃料电池的基本功能及系统结构

燃料电池是发电系统，主要功能是为车载动力电池充电。燃料电池客车的基础是纯电动汽车（如图1所示）即在其基础上加装一套燃料电池系统，如图2所示。从外形看，区别不大。

图1 纯电动客车	图2 燃料电池客车

要说明的是，纯电动客车安全必须先到位，再来讨论燃料电池系统安全设计。车载氢系统功能框如图3所示。

图3 车载氢系统功能框

 1. 主要总成有：
(a)燃料电池,如图4所示

图4 燃料电池

(b)储氢气瓶，如图5所示

图5 储氢气瓶

高压储氢瓶组是燃料电池供氢系统中的储能部件，也是安全隐患的根源所在。采用足够强度的专用储氢系统固定支架将氢瓶组、氢瓶阀及高压管路集成在一起，并用钢带支撑，以保证在碰撞过程中，高压氢瓶的动态位移不会太大，能避免造成连接管路的断裂和变形导致氢气大量泄漏。
(c)氢气系统监视控制器，如图6所示。

图6 氢气系统控制器

氢气安全监控系统主要包括氢系统控制器、氢气泄漏传感器、温度传感器和压力传感器等元器件。其控制要求，如图7所示。

图7 氢气系统控制要求

氢系统控制器到电气元件发生短路时，立即关闭氢系统所有电磁阀并使氢系统断电，同时通过声光报警提示司机氢系统短路，采取相应的安全措施。