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安全占了FCV燃料电池车标准的60%篇幅

前不久,燃料电池电动汽车标准工作组第十次会议在北京召开。会后,记者采访了工作组会议召集人、全球技术法规中方负责人、中国汽车技术研究中心教授级高工何云堂,他说:“无论是传统汽车还是新能源汽车,安全始终放在第一位,这是标准制定首要考虑的问题。燃料电池电动汽车(FCV)在安全方面的要求更高,从国外的标准来看,安全占了60%的篇幅,我国制定的FCV标准,安全也是重头,差不多也要占60%的篇幅。”

■安全是重中之重

氢气极其活跃,注定了危险性非常高。FCV使用氢气作为驱动能源,安全成为重中之重。何云堂说:“在FCV标准制定上,国内外的机构都把安全列为头等大事。FCV的安全特点与传统内燃机有很大的差异,主要与高压电气装备和高压氢源的爆燃有关。”

FCV的安全分为电气安全、氢源安全、机械安全和特殊安全。FCV通过氢气还原反应产生电流,电气标准是为了防止电器漏电,导致使用者触电;FCV 携带易燃、易爆的高压氢源,氢源安全标准规定储气瓶氢气泄漏的限值等要求,以避免危险的发生; 机械安全标准与现有燃油汽车标准基本上等效; 特殊安全标准与FCV的结构有关,主要涉及蓄电池、储气瓶的安装位置以及特殊结构安全要求,电磁辐射、操作安全性、故障防护等。

何云堂说:“氢气的特性导致FCV 的安全要求很高,尤其是储氢瓶的安全更是重中之重。储氢瓶的安全标准如果没有制定好,每一辆FCV都有可能成为移动的炸弹,不仅伤害驾驶者,也会波及周围无辜的人,更会对燃料电池产业造成致命的打击。”

■我国标准有自己的特色

我国从上世纪九十年代末开始研究制定燃料电池电动汽车标准,第一批颁布的标准是《燃料电池电动汽车术语》和《燃料电池电动汽车安全要求》。

何云堂说:“术语是整个标准的基础,必然第一批颁布,与术语同时颁布的是安全要求,由此可见,我国对FCV的安全要求非常重视。”

我国在FCV标准制定过程中,既借鉴了日本和美国的相关条款,也结合我国的实际情况,形成了自己的特色。《燃料电池发动机性能试验方法》由我国最早颁布,规定了燃料电池发动机起动特性、稳态特性、动态响应特性、气密性、绝缘性等性能的试验方法。最近几年,欧美日也开始研究这方面的标准。

此外,《氢燃料电池电动汽车示范运行配套设施规范》、《燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法》、《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》、《示范运行氢燃料电池电动汽车技术规范》 四个标准是我国独有,确保了奥运会、世博会期间燃料电池客车运行安全。

何云堂说:“安全是FCV标准的重点,在这方面,我国也形成了自己的特色。”

欧美日等国家和地区流行使用四型储氢瓶,四型储氢瓶具有重量轻、循环寿命长、成本低等优点。但是,这种储氢瓶的密封性是一个重大的安全隐患。

何云堂说:“四型储氢瓶的内胆是塑料制品,瓶口是金属件,两种不同属性的材料在连接上存在气密性较差的问题。我国曾经在CNG公交车上使用过四型储气瓶,发生过泄漏事故,后来被禁止使用。”

发生事故后,我国CNG以及燃料电池汽车都采用三型储气瓶,三型储气瓶采用金属制造,与四型储气瓶的优缺点正好相反。

何云堂说:“四型储气瓶被禁止后,国内企业在这方面几乎是空白,我国在三型瓶上制定了完善的标准,对燃料电池电动汽车发展起了促进作用。”

何云堂接着说:“四型储气瓶的优点很明显,我国相关部门鼓励企业不断创新,寻求三型瓶的技术突破,国内有些企业投入到这方面的研究中,取得了一些成绩。”

■产业化目标

我国已经制定了十几项燃料电池汽车标准,从技术要求到试验方法等都已颁布,然而,这些还不够。何云堂说:“FCV兼有电动汽车和混合动力汽车的特点,氢与氧结合产生电能驱动车辆运行,表现出电动汽车的特点;电堆又有混合动力汽车的特点。因此,FCV的标准体系还需要借助电动汽车和混合动力汽车标准,构成一个完整的标准体系。”

何云堂接着说:“建立标准体系是为产业化做准备,更进一步是为了消费者能够更安全地驾乘FCV。”

目前,我国依靠汽车大集团的力量,以市场为导向,以企业为主体,建立了全新的燃料电池汽车技术平台。2006年~2010年,我国重点发展燃料电池汽车的小批量生产;2020年~2030年,我国电动汽车整体水平要基本与国际电动汽车水平相当,重点发展燃料电池汽车的大批量生产。就目前来看,我国燃料电池汽车水平与国外有一定的差距。

何云堂说:“我试驾过德国奔驰的燃料电池汽车,也了解丰田的发展情况,他们已经处于产业化的前夕。如果他们先完成产业化,产品进入中国,我国以前投入的科研精力和经费可能会打折扣。”“无论是欧美日的FCV率先投放市场,还是国内的研发迎头赶上,都必须把安全放在第一位,这决定了FCV未来的前途。”何云堂最后说。

借鉴别人经验制定我国标准

“我国发展燃料电池汽车离不开与国外的交流、合作,在这个过程中,必须对他们的标准法规有一个深入全面的了解,再结合我国的实际情况,制定我国自己的燃料电池汽车标准法规。”中国汽车技术研究中心高级工程师何云堂说。

全球技术法规研讨会已举办多次,何云堂十几年来一直代表中国出席。在燃料电池方面,2005年10月,联合国欧洲经济委员会/全球汽车法规论坛/第3管理委员会/燃料电池汽车全球技术法 规(UNECE/WP29/AC3/  HFCV -GTR)的专门会议在东京召开。在会上,大家确立了GTR的制定原则,成熟的燃料电池技术作为UN GTR制定性能标准;对于未成熟的技术领域,如氢存储和燃料质量,则制定过渡性标准,并通过示范项目评估标准的完整性,最后将过渡性标准修订为真正的性能标准。

何云堂说:“我国是《1998协定书》签字国,该项技术法规的确立将对我国的燃料电池汽车法规产生直接影响。”

国际性标准化组织和国外相关组织均已推出或即将推出燃料电池汽车相关的标准项目,其范围已经覆盖了燃料电池汽车整车、关键部件、基础设施等方面。据介绍,我国燃料电池汽车相关标准制定将借鉴他们的经验。

在整车试验方法方面,我国标准制定将借鉴ISO标准和日本道路车辆安全法规补充件的相关内容和思路,结合我国传统汽车整车的部分试验方法、道路行驶工况、我国本身的试验技术条件和验证手段。

在整车安全性方面,我国已经制定GB/T 18384.1-2001电动汽车安全要求和GB/T 19751-2005混合动力电动汽车安全要求等标准的要求,未来燃料电池标准制定将借鉴ISO、日本法规(附件100)和SAE(美国汽车工程师协会)的相关要求。

何云堂说:“燃料电池汽车整车的安全要求同纯电动汽车、混合动力汽车相比,主要差异体现在氢系统上,将对以上标准或法规中有关氢系统的内容进行针对性研究。”

在燃料电池堆方面,SAE推出的燃料电池堆性能和耐久试验方法有一定的参考意义。目前我国的大连化学物理研究所、武汉理工大学、清华大学、同济大学都开展了燃料电池堆、燃料电池发动机的试验研究。何云堂说:“我们将综合这些机构的研究成果,推出我国相应的试验方法。”

在燃料电池汽车基础标准方面,我国将参考IEC和SAE的术语标准,补充GB/T 19596-2004电动汽车术语。何云堂说:“在这个过程中,也会考虑到与我国最近刚刚推出的燃料电池术语国家标准协调。这有利于将来的国内国际交流。”

在互换性标准方面,SAE推出了加注设备标准,ISO基于SAE标准推出相关标准。何云堂说:“该标准非常重要,它是燃料电池汽车整车和基础设施接口。我国目前还没有液态氢,可以只考虑制定气态氢设施接口标准,如果有可能的话,我国标准在接口的尺寸等参数上向ISO看齐。加注设备尺寸的国际化是我国燃料电池汽车产业国际化的第一步。”

在基础设施方面,如地面加氢站、移动加氢站、加氢机等,ISO推出的相关标准将作为我国标准的参考。“制定标准不能闭门造车,别人有成功的经验,我国也有实际情况,把两者结合才能制定出符合我国燃料电池产业发展的标准体系。”何云堂最后说。

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