“氢”风吹拂，公交行业作为氢燃料汽车先行先试的“试验田”，应努力配合国家新能源技术路线发展变化实现模范带头作用。为了扩大氢能及燃料电池汽车知识普及度，2019年12月12日“氢燃料公交车技术应用及售后服务规范事项培训班”在上海国际客车展期间鸣锣开班。

会上，亚星客车氢燃料总工程师潘永昌发表了主题为“氢燃料车辆安全法规、设计、服务以及防护”的演讲，以下为内容实录：

尊敬的各位专家，各位领导，各位同行，大家下午好。

在我们汽车行业有一个高度的共识，就是安全重于泰山，尤其是客车行业，安全更是重中之重。

现在我们根据行业的要求来推广燃料电池客车的使用。首先要问一个问题：我们的产品是不是已经足够的安全了？我们如何来通过我们的设计改进和规范我们的使用来使得我们的产品更加的安全，让我们的用户、乘客更加放心的使用呢？今天我们感谢主办方提供的机会给大家做一个汇报。

今天的汇报是三个部分，首先是介绍一下亚星客车研发的进程，这一部分不是广告，主要是汇报一下我们实践的经历，为理论汇报增加一些说服力。

第二部分汇报一下燃料电池安全的法规和我们的设计应对。

由于今天是售后服务的培训班，第三部分我们汇报一下我们的服务理念、流程以及维修的一些注意事项。

下面进入第一部分。在17年初，纯电动的产业化发展已经进入了非常高速的时期了，行业内普遍已经关注到纯电动几个短板。首先是充电慢，续航里程短，和我们将来要面对的动力电池的二次污染，在这种情况下我们亚星客车制定了用三年时间完成燃料电池客车原理样车研发，资质准入和产品推广的工作计划。

到18年的3月，亚星第一台燃料电池客车在上海检测中心完成国家的强检，标志着燃料电池客车的第一代产品开发成功。

18年7月，亚星客车承担潍柴动力牵头的国家新能源汽车重点专项，燃料电池发动机及商用车产业化技术应用项目中燃料电池城市客车整车研发和推广任务。

到19年1月26日，亚星客车通过工信部专家39号文的现场审核，取得了燃料电池企业和产品的生产资质。

到19年的4月，亚星客车第一批燃料电池产品公告及新能源推荐目录的发布。

19年的10月，我们获得了跨国集团领导人青岛峰会会务用车的资格，并且圆满完成了会务的保障任务。

经过三年的科技攻关，亚星客车目前已掌握氢燃料电池系统研发匹配，燃料电池系统与整车性能匹配，整车与氢系统结构耦合安全，以及整车轻量化、可靠性、耐久性和环境适应性提升等共性技术，解决了多部件能量最优控制的难题，完成了企业标准、技术规范、研发报告等等40多份，专利论文20多篇，完成了燃料电池产品3代迭代研发。

我们的主要的技术优势是安全性、环境适应性、耐久性、动力经济性，有部分的指标如我们低温启动可达零下30度，耐高温是45度可以正常运行，我们的耐久性是2万小时，在目前行业里面都是很先进的指标。

第二部分汇报一下燃料电池客车的安全知识，首先汇报一下法规的结构，由于燃料电池客车技术要求目前还在征求意见中，没有正式的发布。现在我们掌控燃料电池安全的依据就是GB/T 24549-2009，这个标准对燃料电池整车安全有三个部分，涉及到传统汽车安全如操控、结构、强度，以及灯光信号等等主要是引用了7258和13094的条文。涉及到纯电动和混合动力部分如动力电池，涉水绝缘，防火，高压控制，通讯方面是引用了电动客车安全技术条件。

涉及到燃料电池电动汽车安全要求是24549是做了一些详细的规定，我们下面逐条的汇报一下。

首先是24549规定燃料电池车辆外部要有明显的标识，我们不管在哪里，燃料电池客车一出现可以认出来，因为有明显的标识，这个标识好象是对车辆先进性的宣传，最重要的作用是安全的贡献，它能够让我们的司乘人员，过往车辆，和专业救援的人员快速的识别这个是燃料电池车辆，它里面装有氢气，它的安全贡献是很大。

为什么说燃料电池客车有氢气就有安全问题？刚刚两位博士在前面介绍了氢气的很多的性质，我们讲了24549是针对氢安全，我也汇报一下我们从安全需求来分析一下氢气的几个性质。

首先氢气是一个无色无味无毒，这看起来不是像有安全隐患的性质，但是它的危险性正在于他的隐蔽性，不容易发现，这个是危险属性。

第二是氢气的能量高，着火能量小，爆炸极限宽，这个是氢气危险性的主要伤害的形式。前面两位嘉宾介绍了，氢气的燃烧的热量是1.4乘10的8次方焦耳每千克，是汽油的3倍，着火的能量是汽油的十分之一，爆炸极限从4%到75%，从宽度来讲是汽油或者是天然气的10倍左右。

这个性质导致了它是一个易燃易爆，不管是燃料还是危化品，他的性质是正式存在的，我们氢安全主要是针对易燃易爆。

第三个性质就是氢气的分子体积小，氢气的分子直径大约是我们常见空气的3分之一，算成体积大约是27分之一，它的体积小带来了一个特性就是像一个蚂蚁有逢可以钻进去，这个分子很小有缝就可以钻出去，很容易泄露。

在材料里面有很多的微裂纹，氢气虽然不能钻透，但会在材料的裂缝里面搞一些破坏，导致材料的机械性能的下降，造成氢脆等现象发生，这个也是一个危险的属性。

最后一个就是氢气的质量非常的轻，同体积的氢气是空气的重量十四分之一，在空气当中的浮力非常大，这一点我们认为是一个可利用的一个利好的安全属性。

讲了这么多，这一页主要是要讲什么？掌握氢气的可燃极限就是4%，我们叫做LFL，为了让氢气安全我不能让它达到4%，这个是我们的底线。

氢气在客车上最集中的地方就是氢瓶，氢瓶不能保证安全的话整车的安全无从谈起。我们氢瓶是不是安全？目前我们行业普遍用的是3型瓶，什么概念？里面是铝合金的内胆，中间是碳纤维的强度层，外面是玻璃纤维加树脂的防护层。里面的内胆是6061铝合金，是目前发现的抗氢脆最好的材料。它的强度怎么样？正常现在商用车是用的35MPA，氢瓶的许用压力是43.75MPA，有25%的余量。国家的标准是1.1万次循环，我们主流的厂家按照欧洲标准是1.5万次，在15年中，你每天充3次氢气，压力超过35MPA也可以15年放心使用。

最后一点，我们的氢瓶即使在遭遇火烧，枪击这种极端的情况也不会爆炸，所以我们有理由相信只要氢气在瓶子里面，它一定是安全的。

我们搞整车安全只有氢瓶的安全是不够的，车上的氢气不全在瓶子里面，我们看一下瓶子外面很什么地方有氢气？我们怎么管理安全？我们简单介绍一下，我们认为氢气正常在车上是三部分的管路，首先是高压管路，从加氢口开始，这里是一级减压阀，包括储氢的氢瓶部分。主要的设施是什么？加氢口有一个单项阀，拔枪了以后，加氢口这里的氢气不会泄露，因为加氢口在车辆的周边，有一定的危险性，为了防止加氢遭遇意外，造成高压管路氢气的泄露，我们在加氢口到这里中间还有一个单向阀。

瓶阀上面有很多的安全件，有一个手动截至阀，可以双向关断。什么作用？这个瓶子要拆下来，或者是检测这个瓶子的这部分的管路压力的时候，把这个阀门可以关闭。这个后面有一个电磁阀，这个是受整车控制器控制，这个是主动控制主要的措施。

这个电磁阀不通电是单向向氢瓶导通，我们在加氢可以不上电。这个后面有一个过流阀，如果瓶子外部氢气管路遭遇了意外，氢瓶供氢的流量异常增大，这个会主动关了，这个就是我们一个高压管路的安全措施。

看绿的部分低压管路，从减压阀出来了以后，这是两个设施，一个是安全阀，下游压力增高的话，那么安全阀会放，还有一个压力的传感器，如果下游压力增高会向整车控制器发送信号，请求关断这个供氢电磁阀。在二级减压阀到燃料电池后面还有一道，这个是为了保护燃料电池的正常工作需求，这个是第二部分。

第三部分，我们有一个排空装置，这个装置在哪？安全阀就是压力超过以后把氢气放出来，放到这个排空管里面。还有我们氢瓶，我们是用的长瓶，我们在两头有加保护装置TPRD，就是温度、压力、释放装置。瓶内温度是到110度的时候，会打开释放装置，会让氢气在释放管路里面释放，这个释放口是通向车顶，在车顶上有一个释放的装置。

这个是整车的氢气的布置，控制在后面汇报一下怎么执行的。

我们布置元件、原理安全了，还有一个就工程化的问题，我们要保证安装和防护是到位的，不然好的东西也没有好的效果。

这个防护主要是几个方面，一个是成组固定，24549规定这个氢瓶的固定在8倍于自身重量静推的时候位移不可以超过13毫米，我们是进行成组的固定，我们把氢瓶成组的固定在一个支架上，然后在把这个支架固定在车辆的上面，这样在中心测下来，施加8倍力度推的时候，它的位移是3到4毫米，这个是弹性形变造成的，非常的安全。

第二个就是我们采用顶置开放式的布置，这个是公交车的情况，全世界的公交车包括丰田都是顶置式布置，为什么优先用顶置式布置？在顶上，受撞击的几率大大变小，很少是撞击装到顶上。还有一个是氢气很轻，在顶上发生氢气泄露会很快的飘走。

第三个措施就是防护措施，我们为了顶置氢瓶设置了挡板，可以有效的防止日光暴晒以及风沙雨雪直接接触氢瓶带来的腐蚀老化，延长使用的寿命。

所有的氢瓶部件和管路，保持最小100毫米的安全距离，这个是所有管路的固定在哪，固定间距有多少，这些有明确的保证，这一切都是为了保证安全。

下面讲讲几个主动控制的策略。

24549对氢气加注有三个要求，第一个就是加氢口一定要设置在侧面，因为侧面受撞击的几率比较小。还有在加氢的时候，氢系统不能向燃料电池供氢，整车不能由自身的扭矩进行驱动，为什么这么做？按照加氢站的规定，你进站以后是熄火、关钥匙，这个没有问题的，肯定是安全的。但是熄火是人控制的，我们安全有一个理念就是人操作的东西会犯错，会忘记，如果这个驾驶员忘记了，我们人疏忽了，就会导致带电加氢的危险的情况，这个是不允许的，我们在加氢口设置了感应开关。

把加氢口打开，我们送给整车控制器一个正电位信号，我们认为正电位比负电位更安全，失效几率更低。这个时候整车控制器会知道要进入一个加氢的程序，它下指令给燃料电池控制器，燃料电池停止工作。PDU会按照流程下电，同时给电机控制器下指令，停止扭矩输出，整个车是和关钥匙的一模一样的状态，保证加氢的安全。

第二主动控制策略就是碰撞。我们在车上有一个碰撞的传感器。我们整车有几个概念，正向紧急刹车，它的加速度是0.8G，不会超过的。在急转弯的时候侧向加速度是0.4G。垂直的加速度，就是在路上有一个坑会跳起来，这个加速度是2G，我们这个突然检测到7.5G的加速度，一定是发生了碰撞，这个时候碰撞的控制器向整车的控制器汇报，下了一个紧急断氢的需求。

第三主动控制就是分级断氢，24549对这个讲的很细，很多的条款都有。总结起来，无非就是50%LFL和75%LFL，一个是声光报警，还有一个是断氢。

我们的措施是什么？我们凡是有氢气可以泄露的地方装传感器，像在氢瓶舱，在客舱，客舱我们重点关注的地方，还有就是我们燃料电池舱有传感器，这个传感器检测到1万个PPM的时候，会向整车控制器、仪表发警报，告诉司机这个车现在有氢气泄露。到2%的时候，会进入正常的关机的程序，因为突然关氢断电对安全性有一些影响，到3%以前，一定是氢关断，高压电关断，是变成一个安全的状态。

这个执行就是整车控制器对氢瓶电磁阀的控制，就是我们前面介绍的这个氢瓶电磁阀。

第四个主动控制就是排气控制，燃料电池车一共是两个排气口，第一个就是在顶上的。24549也有规定，这个和PRD相连的管道，通道出口的材料熔点必须是高于538摄氏度，1千华氏度。我们用的什么材料？我们管路是316L，它的熔点是1450，最高是1850，我们取最低的1450也是远远超过标准的要求。它的屈服强度是170MPA，我们是35MPA在里面的时候是不超过70MPA，这个管子的安全系数是超过2.5，我们认为是非常的安全。

第二个排气口就是正常发动机的排气口，按照大家正常的说法，燃料电池排出来都是水，其实也不完全是。刚才杨博士讲燃料电池原理的时候，燃料电池是要间断性的排氢，排出来的氢是绿色的图，这个电磁阀打开，纯氢出来了，虽然是时间很短，法规要求任何时候任何地方排出来氢外浓度气体不可以超过4%，我们设计的时候有一个混合区，长度大于500毫米，这样用燃料电池阴极的大量的空气，氢排出来就进行稀释，确保燃料电池的排气达到4%以下。另外这个排气管的位置一定是到车后外，这样氢气不会在车身的底部有集聚。

第六个部分讲一下静电防护，我们刚刚介绍了氢气的点燃的能量就是汽油的十分之一，非常小。静电可能会造成氢气的点燃，所以我们任何与电平台有电压差的地方都有接地保证没有电压差。还有我们整车有静电拖带，任何时候整车都是接地的。还有在加氢的时候，整车是强制接地，在插枪之前，我们有一个专门的接地线，保证车辆没有静电的存在。

下面讲一下电安全，3805规定，讲一下电安全的控制原理。人体的安全电流是10毫安，我们要求就是每伏100欧姆可以达到10毫安以下的控制要求。交流电的伤害比直流电大，对交流电来说，18384规定如果系统里面有交流电，那么绝缘的要求是每伏500欧，交流电的电流控制在2毫安，那么安全系数是很高的。

安全是怎么监测的？我们在整车上面对动力电池的B级电压的正极，负极、对地有绝缘监测，这个是时刻工作，如果绝缘不符合要求绝对不允许上高压，这个值是报给仪表，当这个绝缘值接近安全值的时候，仪表会报警，到安全值的时候，一定是下高压，确保安全。

这个是给大家讲一下目前两种监测，燃料电池确实有绝缘的难度，冷却液是经过双极板。冷却液的电导率会影响整个系统的绝缘。这个燃料电池是直流电，在整车上面，和系统在一起，它的绝缘要求是提高了5倍，所以说在操作上、成本上有一些问题，现在有一个方案就是我们用隔离式的DC/DC，把燃料电池的绝缘单独监测。现在的问题是什么？绝缘的问题是解决的比较稳妥，但是隔绝式的DC/DC是效率比较低，成本也高一点，这个是一个技术路线，也和大家汇报一下。

这个是燃料电池电安全，桔红、橘黄的线一定是高压线，是不能碰的。我们对绝缘的检测很苛刻，每一个车有半个小时以上的6方面的淋雨，还有300毫米5到10公里速度连续500米以上涉水的监测，保证绝缘在安全值以上这个车才可以出厂。

之后说一下防火，我们条例对燃料电池的防火做了明确的要求，我们整车对燃料电池也有很多防火的措施，我们在燃料电池舱，动力电池舱，高压电器舱这些有高温或者是高压可能引发起火的地方有装有干粉灭火器，每一个干粉灭火器有三个驱动源，首先是热敏驱动。当灭火器的周边的温度达到安全值就会启动。还有是点火索，如果有明火会点燃，还有一个就是每一个灭火器和司机有通讯，当司机接受到危险信号的时候有最高的权限可以强制启动。

还有一个就是司机手边有一个强制断氢、断高压的开关，这个是全车的最高控制权。

24549有规定，因为纯电动不像有发动机的车，我们很多司机水平很高，发动机声音一听就知道正常不正常。从纯电动出现了以后，声音很小。燃料电池也有这个问题，他在车子的后面，驾驶员不知道什么情况，所以有通讯，燃料电池有没有启动，功率正常不正常，都会向仪表一个反馈，让司机时刻观察到。

如果司机离开了驾驶座位，这个车存在高压电驱动的可能，那么就会报警，提醒司机这个是高压的状态，你不能离开。

这个安全就是后台监控，在纯电动和混合动力方面是做的很完善了，现在我们燃料电池来了，我们和我们的合作伙伴做了燃料电池所有的指标监控，包括位置、功率、电压、主要氢浓度的传感器，一旦监测到异常，系统会主动发警报，这些数据给我们后面的分析也有支撑。

第三部分是汇报一下车辆安全以及维修的事项。我们说一个观点，服务很重要。为什么服务重要？我们做车都是企业，客户满意是我们企业生存的唯一法则。怎么让客户满意？以前大家说我产品好可以让客户满意，实际上用户真正满意是要用的放心。

我们没有一个产品可以百分之百没有问题的，不可能的。不足的怎么办？我们用服务来配合，来保障。服务最核心的东西是什么？我们说一个服务就是要快，你快就没有问题了，你有问题用快来解决。怎么快？我们以正确的流程，专业的团队，和快速响应的机制，这些都是我们传统客车厂已经具备的一些成熟的东西，我们不做详细的汇报了。

还有一个就是车在示范运营，规模推广的时候会进入到各个公交公司、专业运输公司，需要专业公司培养一些力量，我们也涉及到B级电压要涉及到一些高电压的操作人员，也要有高气压体操作的人员，还有一些设备和维修人员。我们虽然是保姆式的服务，现在所有的服务是我们燃料电池商和客车厂做服务，但是我们建议我们的客户有准备。

还有对场地有要求，我们讲了氢气很轻，放在顶上往上跑，原则上这个带氢的车进入室内要有氢安全的设施，这个设施是三个方面，防爆电气，排氢装置，这个排氢是自动控制的。第三是强制的采光通风的情况。这些除了我们专业的厂家有这个设备，一般的用户没有。我们怎么解决示范运营的问题？我们一般是半开放或者是室外做，同样要做好隔离和警示标志，不能一个露天的场所我们叼一根香烟进去了，这个是绝对不允许。另外我们可以用栅栏，或者是半开放的室内来改善一下我们维修、服务的环境。

最后回顾一下，今天也是断断续续讲了很多，讲了燃料电池的知识，讲到法规、标识，氢气性质，氢安全，电安全，防火安全，司机警示，后台监控，还有维修有人员要求，设备要求，场地要求，我们总的是让大家更放心用我们燃料电池的产品，也是让我们这个产品加快产业化，谢谢大家。