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氢储能安全及其检测技术综述

发电技术 2023年第4期44卷 431-442页

作者：曹冬惠杜冬梅何青华北电力大学能源动力与工程学院北京市102206

氢储能作为推动全球绿色低碳转型和实现我国“碳中和”目标的重要支撑,在“双碳”目标提出后,成为社会普遍关注的热点。氢储能的安全问题是必须重点关注和首要解决的问题之一。综述了在制氢、储氢、输氢和用氢4个阶段中存在的安全问题,... 详细信息

氢储能作为推动全球绿色低碳转型和实现我国“碳中和”目标的重要支撑,在“双碳”目标提出后,成为社会普遍关注的热点。氢储能的安全问题是必须重点关注和首要解决的问题之一。综述了在制氢、储氢、输氢和用氢4个阶段中存在的安全问题,主要包括氢泄漏扩散、氢燃烧爆炸、氢与金属相容性等。同时,对氢泄漏检测传感器技术的现状和发展进行了分析,指出了氢泄漏检测技术急需解决的问题和未来的发展方向。

关键词：氢能碳中和氢安全氢泄漏检测

基于氢储能的多元耦合微网系统氢泄漏安全监测研究

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中国能源 2023年第4期45卷 52-62页

作者：赵霞蒋焱于金辉李功洲中国电子工程设计院有限公司北京100142

本文针对多元耦合微网系统中制-储-用氢各环节的复杂运行工况,基于氢气易泄漏点分布和典型泄漏点氢泄漏行为数值模拟,优化氢浓度探测器阵列布置,提出基于氢浓度探测器阵列的分区监测、分层预警技术,分区域就地精准探测和多级预警相结合... 详细信息

本文针对多元耦合微网系统中制-储-用氢各环节的复杂运行工况,基于氢气易泄漏点分布和典型泄漏点氢泄漏行为数值模拟,优化氢浓度探测器阵列布置,提出基于氢浓度探测器阵列的分区监测、分层预警技术,分区域就地精准探测和多级预警相结合,形成全方位、多层次、高效的氢浓度在线监测系统,以提升氢安全在线监测的针对性和系统设置的有效性。

关键词：氢能多元微网氢泄漏监测氢安全

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氢燃料电池商用车氢安全保障技术研究

汽车文摘 2023年第8期 31-35页

作者：秦志东张志芸赵宏建刘永亮姚东升张健刘尹北汽福田汽车股份有限公司北京100085 北京卡文新能源汽车有限公司北京100085 北清智创(北京)新能源汽车科技有限公司北京100085

氢燃料电池汽车具有绿色环保、续驶里程长、加氢时间短的特点,特别适合中远途、中重型商用车场景,是氢能应用的重要领域。一直以来,氢安全是氢燃料电池商用车推广的重要保障,也是用户关心的问题。从文献和标准规范研究以及实车开发、装... 详细信息

氢燃料电池汽车具有绿色环保、续驶里程长、加氢时间短的特点,特别适合中远途、中重型商用车场景,是氢能应用的重要领域。一直以来,氢安全是氢燃料电池商用车推广的重要保障,也是用户关心的问题。从文献和标准规范研究以及实车开发、装配和使用经验,对燃料电池商用车设计、装车、使用和监控主要环节的氢安全保障技术进行总结,为氢燃料电池商用车氢安全提供可参考和借鉴的方法。

关键词：氢燃料电池汽车氢安全安全设计检测

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燃料电池汽车密闭空间内的氢安全试验与研究

上海汽车 2023年第11期 46-49页

作者：李亚超上海捷氢科技股份有限公司上海201804

燃料电池汽车的氢安全是燃料电池汽车大规模应用的重要前提之一。在对国内外涉及燃料电池汽车密闭空间内氢安全的标准进行分析与研究后,在密闭舱内采用某燃料电池汽车分别进行了密闭空间内车辆静置停放以及运行的氢安全测试。测试结果表... 详细信息

燃料电池汽车的氢安全是燃料电池汽车大规模应用的重要前提之一。在对国内外涉及燃料电池汽车密闭空间内氢安全的标准进行分析与研究后,在密闭舱内采用某燃料电池汽车分别进行了密闭空间内车辆静置停放以及运行的氢安全测试。测试结果表明:不论是在密闭空间内停放还是在密闭空间内启停与怠速运行,密闭空间内的氢浓度均远小于标准要求的安全限值。

关键词：密闭空间氢安全燃料电池汽车

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燃料电池汽车氢安全集成设计与控制策略研究

上海汽车 2023年第3期 5-8,13页

作者：姜峻岭上海捷氢科技股份有限公司上海201804

整车氢安全是燃料电池汽车设计开发的重点和难点,文章通过对集成布置、结构设计、氢气逸散仿真及泄漏检测等方面的研究,形成了针对燃料电池汽车氢安全的集成设计方案,并完成针对车辆常规运行、紧急状态及远程健康检测的多级氢安全控制... 详细信息

整车氢安全是燃料电池汽车设计开发的重点和难点,文章通过对集成布置、结构设计、氢气逸散仿真及泄漏检测等方面的研究,形成了针对燃料电池汽车氢安全的集成设计方案,并完成针对车辆常规运行、紧急状态及远程健康检测的多级氢安全控制策略研究,建立了从整车集成设计到软件控制策略的全方位燃料电池汽车氢安全解决方案,并在多款车型中实现应用。

关键词：氢安全集成设计控制策略燃料电池汽车

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燃料电池客车氢安全方案设计

客车技术与研究 2023年第6期45卷 1-5页

作者：王丙虎陈振国吴光平刘康刘雷中通客车股份有限公司山东聊城252000 中北大学太原030051

氢安全一直是氢燃料电池汽车安全中的关键问题。本文分别从整车控制、电气、结构等方面展开氢安全方案设计,以提高氢燃料电池汽车的安全性。

关键词：氢燃料电池客车氢安全整车控制

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基于模糊故障树的燃料电池发动机氢安全

上海交通大学学报 2010年第7期44卷 951-956页

作者：全睿全书海黄亮陈启宏武汉理工大学汽车工程学院武汉430070 武汉理工大学自动化学院武汉430070

针对燃料电池发动机的安全可靠性,分析了氢安全和电安全的基本要求及其影响因素,重点从氢安全角度建立了以氢气泄露为顶事件的故障树模型.考虑到底事件和中间事件发生故障概率的模糊性和不确定性,将模糊数学和故障树分析法相结合,对底... 详细信息

针对燃料电池发动机的安全可靠性,分析了氢安全和电安全的基本要求及其影响因素,重点从氢安全角度建立了以氢气泄露为顶事件的故障树模型.考虑到底事件和中间事件发生故障概率的模糊性和不确定性,将模糊数学和故障树分析法相结合,对底事件的故障概率进行模糊化并计算了顶事件发生的模糊概率;然后,采用模糊数中值法进行了各底事件的模糊重要度分析,找出了燃料电池发动机安全性的薄弱环节并提出了相关整改措施.研究结果表明,该方法较之传统故障树分析法实用、有效,对提高燃料电池发动机的可靠性与安全性设计具有指导作用.

关键词：燃料电池发动机氢安全模糊数模糊故障树模糊重要度分析

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氢燃料电池船舶泄漏及爆炸事故的安全分析

氢燃料电池船舶泄漏及爆炸事故的安全分析

作者：张旭山东大学

学位级别：硕士

能源问题是人类社会的根本问题,人类文明的发展史同时也是一部人类能源利用史。随着全球经济发展,工业化程度不断加深,能源短缺和环境污染问题愈加严峻。氢能作为世界上公认的清洁能源,被称为有可能代替化石燃料的理想能源。氢能受到各... 详细信息

能源问题是人类社会的根本问题,人类文明的发展史同时也是一部人类能源利用史。随着全球经济发展,工业化程度不断加深,能源短缺和环境污染问题愈加严峻。氢能作为世界上公认的清洁能源,被称为有可能代替化石燃料的理想能源。氢能受到各个国家的重视,具有良好的发展前景。燃料电池船舶具有污染物排放低、续航长和稳定性好等优点,因此在促进航运业无污染化和能源可持续化方面具有巨大潜力。氢气在空气中具有燃烧范围宽、点火能低等特性,因此在应用过程中需要注意氢气的安全问题。针对氢气泄漏后的扩散以及爆炸行为分析是氢安全研究的一个重要方向,对于相关安全准则的制定和完善具有重要意义。氢燃料电池船舶的储氢量较大,氢气供给管路复杂,船舶舱室较为封闭,当发生氢气泄漏后极易引起火灾和爆炸等氢安全事故,这对于人员密度高、水上公共安全需求高的船舶而言,其中的安全风险不容忽视。当发生氢安全事故时,事故的后果会对人体和设备造成较大影响,因此本文使用数值模拟方法针对氢安全事故场景进行了研究。使用FLACS软件模拟了氢气在燃料电池船舱内泄漏、燃烧爆炸的过程并考虑了不同泄漏方向的影响,基于模拟结果针对氢气探测器的布置进行优化。结果显示氢气泄漏后会在舱内积聚,侧向泄漏相比于向上泄漏对舱内人员更容易造成窒息的危险。当舱内发生燃烧爆炸事故时,事故影响区域主要局限于船舱内部以及船身周围较近区域。据此得到燃料电池船舱的顶部四角处、箱体上部和潜在泄漏源的正上方是氢气探测器最佳的安装位置。为了实现降低氢安全事故影响的目的,本文采用自然通风和喷淋的措施减小或抑制船舱内氢气泄漏、燃烧爆炸事故的影响。在船舱内氢气泄漏、燃烧和爆炸等事故模拟的基础上,研究了格栅通风面积和布置方式对船舱内氢气泄漏扩散的影响规律,结果显示增加通风面积可以快速减小舱内氢气的浓度。当总通风面积一定时,在垂直方向增加通风格栅的数目,舱内氢气浓度下降更快。同时,也研究了喷淋系统对舱内氢气燃烧爆炸的抑制效果,为降低氢气泄漏事故的危险性提供了解决思路。利用定量风险评价的方法对燃料电池船舶储氢系统泄漏事故进行后果分析和风险评价。分别计算了氢气泄漏后氢气扩散、闪火和爆炸的影响范围,针对泄漏事故进行风险评价,并将风险值与可接受指标进行比较。结果表明,舱外氢气泄漏事故导致扩散、火灾和爆炸的危害半径分别为1.3 m、41.4m和553.5 m,个人风险与社会风险均在可接受范围内。本文的研究结果可以用于分析评价氢燃料电池船舶氢气泄漏造成的事故后果,为氢燃料电池船舶的安全设计提供科学依据,将有利于推动氢燃料电池客船在国内的应用。

关键词：氢安全氢气泄漏氢气爆炸防护技术安全分析

增程式氢燃料电池汽车动力性匹配与氢安全评价研究

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增程式氢燃料电池汽车动力性匹配与氢安全评价研究

作者：管庆朋华北水利水电大学

学位级别：硕士

现如今,随着环境污染日益严重,雾霾等环境问题已经严重的影响了人们的日常生活。当前的生活环境远远无法满足人们的要求。化石能源的枯竭等能源危机问题也愈发严重。在这种大环境下,新能源等无污染的汽车自然而然的成为全球各大汽车厂... 详细信息

现如今,随着环境污染日益严重,雾霾等环境问题已经严重的影响了人们的日常生活。当前的生活环境远远无法满足人们的要求。化石能源的枯竭等能源危机问题也愈发严重。在这种大环境下,新能源等无污染的汽车自然而然的成为全球各大汽车厂商所关注的焦点,其中电动汽车由于在行驶过程中零污染等优势脱颖而出,然而新能源汽车续驶里程短的问题阻碍了它的工业化进程。增程式燃料电池汽车(EFCV,Extended fuel cell vehicle)拥有燃料电池和蓄电池两个能量源,按照设定好的策略工作能够有效地提高电动车的行驶里程。就现在而言,我国对于增程式燃料电池汽车方面的研究重点是整车的动力性优化匹配以及能量管理策略的开发使用,而关于增程式燃料电池汽车的氢安全性方面的研究则不多见。因此,对于增程式燃料电池汽车动力性、能量管理策略以及氢安全的研究有较强的工程实用性。(1)本文将混动汽车VEHMACH改型,将整车的动力系统进行重新设计,使用燃料电池和蓄电池作为双动力源,然后依据M文件中的整车参数及驱动附着条件进行验证。之后主要依据目标设计要求等对电机参数、蓄电池参数、燃料电池参数等动力系统的参数进行匹配设计。(2)本文阐述了增程式燃料电池汽车各传统能量管理策略的利弊,如功率跟随策略、开关控制策略等。之后基于MATLAB及ADVISER仿真软件建立整车模型及各部件模型如电机模型、蓄电池模型、燃料电池模型等。并选定经典城市工况UDDS、NEDC以及利用仿真软件中的Trip Builder功能构建的经典城市工况UDDS和高速工况HWFET组合而成的混合工况CYCON,然后按照之前制定的能量管理策略进行动力性经济性仿真测试。结果显示,各方面性能都要远远高于设定的性能指标,说明动力系统参数选择以及控制策略的选择符合氢燃料电池汽车的要求。(3)本文基于氢安全评价模型分析了增程式燃料电池汽车能量管理策略的氢安全性。首先依照梯度理论将氢安全划分成梯度,然后根据线性相关度选择四个一级评价指标以及八个二级评级指标也即子目标层,利用mceAHP层次分析软件确定各个指标权重,由此得到氢安全评价模型。之后通过市场调研、仿真模拟得到功率跟随策略下的氢安全性隶属度矩阵,进行层次一致性检验,从而得到在功率跟随策略下的氢安全性的级度。

关键词： HFCV ADVISOR 能量管理策略动力系统氢安全层次分析法(AHP)