氢燃料汽车泄漏的处理方法研究



氢燃料汽车泄漏的处理方法研究

氢燃料汽车普及之前需要开发一系列的紧急处理程序，以确保车辆发生碰撞及火灾时汽车及用户的安全。在氢燃料汽车发生事故时，首先需要解决事故车辆氢燃料泄漏问题。因此，开发紧急处理程序可以在事故发生后进行相关清理工作，增加空气流动，稀释氢燃料浓度使其不超过燃烧下限。实车测试表明，当事故车辆氢燃料泄漏速度为1000NL/min，起火点在发动机处时，处于车辆附近的人员不会受到太严重的伤害，但是这些研究都没有考虑事故车辆附近由其它车辆行驶带来的空气流动影响。本文研究了空气流动速度不超过2m/s、氢燃料泄漏速度为2000NL/min时，氢燃料在事故车辆附近的分散情况。

进行试验时，使用一辆以汽油为燃料的商务车，利用鼓风机模拟事故车辆附近行驶车辆引起的空气流动，鼓风机（直径600mm、风量85m3/min）分别设置在距离车辆底部中心前端5m、侧面5m，这样可以保证空气流速约为2m/s。氢燃料通过一根布置在车辆底部中心直径为4mm的管道流出。管道出口位置距离地面高度约200mm，向上或向下排出氢燃料对于氢燃料的扩散没有影响，因而仅做向上排出氢燃料的试验，氢燃料泄漏速度设置为2000NL/min，这是根据输出功率为200kW且泄漏流止回阀不工作时的计算结果。鼓风机在氢燃料泄漏20s后开始工作，以保证车辆附近氢燃料浓度在无风条件下达到稳定。试验通过传感器测量了各处氢燃料浓度，并进行了点火测试，模拟救援情况。

试验结果如下。

（1）在空气流速2m/s、泄漏速度为2000NL/min时，与空气不流通时相比，试验车辆周围测量点的氢燃料燃烧下限升高4%（体积百分比）。此外，车辆底部附近的氢燃料很难扩散，若底部产生明火将对执行事故救援工作人员造成较大的危险。

（2）由于空气的流动，使得氢燃料通过车辆打开的门、窗进入车辆内部。与只打开迎风门相比，当左、右车门均打开时，会使更多的氢燃料进入到车辆内部，从而使车辆内部的氢燃料浓度相应升高。因而，氢燃料从车辆底部泄漏时只打开迎风门，将能提高救援人员的安全性。

Yohsuke Tamura et al. SAE 2013-01-0211.

编译：王祥