氢能汽车安不安全？看这一篇就够了！

发布时间：

2024-01-25

有很多朋友认为氢燃料电池汽车比纯电和燃油车更危险，甚至有人将氢燃料电池汽车妖魔化为移动的炸弹。

有很多朋友认为氢燃料电池汽车比纯电和燃油车更危险，甚至有人将氢燃料电池汽车妖魔化为移动的炸弹。

小明认为有这种观点的朋友一部分是受中学化学实验的影响，另一部分人对氢气恐惧是因为氢弹。但是氢弹和氢气根本没有半毛钱关系，氢弹是利用氢的同位素氘（dāo），和氚聚合反应释放的能量产生爆炸的。

其实只要不是密闭空间，氢燃料电池车在露天发生交通事故碰撞的情况下，相比燃油车和纯电动车发生爆炸的可能性更低，安全系数也相对更高。小明知道很多人对氢有一种莫名的恐惧，可能无法认同我的观点，但是您可以先耐心听我给你分析一哈。

氢气易爆的前提

首先我们需要认识到一点，氢气≠爆炸。单从化学性质角度来讲，氢气的燃烧极限和爆炸极限的确都很宽，也属于危险化学品，但其实氢气的爆炸极限的最小值比汽油蒸汽和天然气都要高。大家提到汽油和天然气的时候好像就不会觉得安全性有问题，然而一旦发生泄漏的话这两者其实比氢气更容易爆炸。小明认为氢气=爆炸这个深入人心的固有概念的形成应该是托了中学化学实验课的福，然而大家都记住了氢气很容易爆炸这点，却没记住发生爆炸的必要条件有3个：·浓度达到一定值·在密闭空间·有足够的点火能量汽车通常都在露天环境中行驶，基本上不可能满足条件1和2，所以即使氢气泄漏以后即使被点燃也只会发生燃烧而不会发生爆炸。因为氢气的爆炸极限为4.0%-75.6%，也就是说当氢气与空气混合，在空气中占据了4.0%-75.6%范围内的体积浓度时，这时候遇到火源才会爆炸。其次氢气有一个特点是非常轻，泄漏之后迅速上升，只要通风良好，在开阔的马路上一般不会发生爆炸危险。即便出现燃烧现象，燃料电池车也是相对安全的。有一个研究试验结果表明，在汽油车和氢燃料电池汽车分别创造燃料泄漏和着火条件下，3秒时汽油车下方漏油着火，而氢气则是迅速冲高在汽车上方着火。一分半钟以后燃料电池汽车的明火已经熄灭，而汽油车火势正旺最终烧得只剩车架。

左：氢燃料电池车右：汽油车如果你不相信国外的试验，那你再看看国内刚刚做过的试验：2024年1月11日，中国汽研联合深蓝汽车、中国建研院等行业权威单位，成功完成国内首次氢燃料电池整车极限火烧试验。通过试验模拟火灾工况，从氢燃料电池汽车火灾场景下主被动安全措施响应正确性与及时性、燃烧规律及速度、泄漏扩散特性泄放风险等多个维度综合评定氢能整车火灾安全可靠性。

燃料电池汽车极限火烧试验视频

发生车祸更容易爆炸？

燃料电池卡车结构可以分三个部分，分别是后部的氢储存区、中部的电池及逆变器、前部的燃料电池及动力总成。有氢气留存的地方主要是电池堆和储氢罐两个部分。咱们一个一个来分析：

燃料电池发电原理视频燃料电池堆只是氢气和氧气发生电化学反应的场所，可以理解成一种直接把燃料所具有的化学能转换成电能的发电装置，其本身并不会储存能量和氢气，不容易发生爆炸。因此容易造成爆炸的是储氢罐了。储氢罐也叫氢瓶，这个概念最早应该是由美国能源部DOE在2002年提出的定义的。在大部分文献中，研究学者将氢瓶分为四类，依次被称为I型、II型、III型与IV型瓶，这里咱们不展开讨论，只要知道数字越大，储氢罐越安全，现在燃料电池汽车上用的都是IV型瓶。

IV型储氢瓶结构图

IV型储氢罐的内胆是高分子材料，全瓶身由纤维与树脂复合材料的包裹。包裹形式则采用两极铺设或螺旋形铺设，强度是钢材的6倍，刚度是钢材的4倍，所以被撞变形的可能性很小。一般分为35MPa和70MPa两种。

碰撞直接引发爆炸？

丰田以前就做过一个碰撞实验，实验结果显示，罐体就算是被80公里每小时的速度追尾碰撞，罐体也不会发生变形。

丰田氢瓶试验

而且储氢罐上是有氢传感器和泄压阀的，氢传感器能够检测周围氢气的含量，当氢气发生泄漏时，传感器读数偏高，这时候如果是微量泄漏的话会警报，如果是大量泄漏的话，会强制关闭储氢罐阀门，使氢气密封在储氢罐内，车身周围的碰撞传感器在检测到碰撞时，同样也会关闭储氢罐阀门。

碰撞引发着火进而引发爆炸？

那有些朋友这时候就要问了，如果碰撞导致卡车起火点燃氢气怎么办？其实储气罐上还安装有一个热熔栓泄压阀，如果车辆发生燃烧，泄压阀在110℃的时候就会熔化然后把高压氢气释放掉了，所以即使车辆着火，氢罐也不会发生爆炸。有朋友可能又会问，这时候从车辆后方释放氢气的过程中，如果排气的区域有明火，难道不会因为氢气被点燃而发生爆炸吗？这个问题就回到咱们开头讲的了，氢气非常轻，就好像我们小时候玩的氢气球一样，很容易往上跑，而且扩散系数是汽油的11倍，比重大约是空气的1/14，极易扩散，挥发速度非常快。所以说即使这时候氢气被点燃了，它也不会爆炸，你只要给它一个上升的通道，它就会一直非常快的往空中跑，烧着的话火焰也是往天上喷，对地面其实也没有什么太大的影响。

氢气点燃试验

韩国现代就做过一个试验(Euro-NCAP)，用枪把储氢罐打一个孔，并没有发生爆炸。

氢瓶枪击试验如果出现这种情况，燃油车更危险。因为热流密度最高的是天然气，其次是汽油和柴油，最后才是氢。而且柴油油比空气重，容易在空气里堆积，在发生燃烧后，会在车底形成一个大火球，直到把车烧光为止。所以说在敞开空间，氢气车要比燃油车的安全系数更高。

图中的新能源汽车指的是纯电动汽车

中国消费者质量安全促进会副理事长、国家市场监督总局网络交易监管司副司长，严冯敏教授在全球汽车新生态发展大会上指出：平均每天就有8辆新能源车（纯电动汽车）因发生火灾自燃，据应急管理部门统计的数据显示，仅2023年第一季度新能源汽车自燃率就上涨了32%。

截至2023年底，全球燃料电池汽车保有量已经超过7万辆。到目前还还没有发生过因氢气泄漏导致的安全事故，更没有发生过自燃或者爆炸之类的重大安全事故。这么看，你觉得和纯电动车和燃油车相比，哪个更安全？

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