氢燃料电池汽车氢系统氢气泄漏的燃爆危险性研究

作者: 时间:2025-06-26 点击数:

张 磊1,马秋菊2,黄 昊1,张永丰1

1. 抢险救援技术与装备研究室;2.中国矿业大学(北京)

摘 要:车载氢系统氢气泄漏燃爆是氢燃料电池汽车(FCV)的主要致灾形式之一,如何精准复现和科学评价氢系统氢气泄漏致灾行为,是 FCV 发展过程中急需解决的重大挑战。本文搭建了 FCV 氢系统氢气泄漏着火试验台架,开展了高压氢气泄漏着火试验与 FCV 乘员舱内氢气泄漏燃爆数值模拟研究,采集了氢气喷射火形态、火焰长度、典型位置温度及热辐射通量等参数。试验结果表明,0.4 L/0.84 MPa 高压氢气经直径 6 mm 圆孔水平泄漏的时间仅为 80 ms,氢气着火后的火焰呈水平喷射状,火焰长度达 1.4 m,燃烧时间为 0.3 s,且距离泄漏口约 1.0 m 处的氢气燃烧强度最大,(1000,500,0)处采集的最大热辐射通量为 0.27 kW/m2;数值模拟结果显示,氢气在乘员舱内泄漏着火后,仅 28 ms 整个乘员舱就被引燃,乘员舱内的最高绝热温度达 2 000 ℃以上,最大相对压力达 0.5 MPa 以上。车载氢系统氢气泄漏燃爆的危险性极大,严重威胁乘员生命安全,FCV 应加强安全性能设计,避免此类事故发生。

关键词:车载氢系统;氢气泄漏;燃爆危险性;数值模拟

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