氢能重卡安全防护：是安全命题，也是发展契机

在政策和市场需求的推动下，城市公共交通电动化趋势日益明显。

就在锂电即将触碰能量密度理论“天花板”的当前，锂电也要迎来一波报废潮。资源储备、回收成本、环境问题等多重挑战，让人们的期待不禁又回到了氢能上。

而续航能力强、载重大的氢能重卡，或将成为未来燃料电池汽车市场的“顶梁柱”。

当然，随着期待和目光一起来的，还有新的安全命题。

氢能重卡的布局与尝试

近期有媒体报道，作为国家重要能源和战略资源基地，以煤炭资源闻名遐迩的内蒙古，悄然布局氢能产业，已经在基础较好的呼包鄂乌地区稳妥开展包括氢燃料电池重卡替代在内的应用示范。

鄂尔多斯市较早起步氢能的伊金霍洛旗，200多辆氢能重卡已投入使用。

鄂尔多斯不是唯一一座关注氢能重卡的城市。

今年2月，西安氢能重卡城际物流通道开启运输测试运营，成为陕西省首条氢能重卡城际物流通道。

更早之前，保定市至雄安新区的“容易路”氢能重卡示范线，作为全球首条百辆级49吨市场化运营氢能重卡运输线，已于2021年8月正式投运。

早在2020年9月，财政部、工信部等五部门发布的《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》就明确提出，重点推动燃料电池在中重型商用车领域的产业化应用，并向重型货车倾斜。

几年下来，氢能重卡已成为燃料电池商用车落地的“骨干力量”，并收获良好的市场反馈。

安全挑战

另一方面，必须引起重视的是，氢能具有易燃、易爆及氢脆等特性，在使用过程中必须进行有效防护，确保安全。

氢能重卡的安全防护是一项系统工程，涉及车载高压储氢瓶的材料选择、元器件防护、车载氢系统安全监控与防护、碰撞安全防护等多个环节。

车载高压储氢瓶一般选择铝合金或复合材料来避免氢脆的发生。如丰田Mirai的储氢罐由三层结构组成，最内是高强度聚合物，中间层是碳纤维和聚合物的混合材料，外层是剥离纤维和聚合物的混合材料。

供氢系统管道及阀门采用适用于氢气的材料，如抗氢脆的不锈钢、铝合金材料或聚合物，在元器件承压上留有足够的安全余量。

在元器件的选择上，氢能重卡元器件防水防尘、线束阻燃的级别，相较普通的燃油车、电动汽车有着更高的要求。为了防止电路中产生电火花点燃氢气，电气元件、管路、阀门都要采用相应的防爆、防静电、阻燃、防水、防盐雾材料。

车载氢系统的安全监控是防护的前提，该系统通过传感器对储氢瓶系统、乘客舱、燃料电池发动机系统以及尾气排放处的氢气泄漏、系统压力、系统温度、电气元件及其他器件进行实时监控，以确保燃料电池汽车加氢、用氢的安全。一旦发生，氢系统控制器会把监控信息传给安全部件，各安全部件及时动作，调整车辆进入安全状态。

氢能重卡的碰撞防护系统，则是为了保证在发生碰撞时，储氢系统、氢气管路、燃料电池电堆、各类阀门等关键部件不遭受危害性破坏。防碰撞设计除了关键零部件具有防撞能力外，还通过位置布置、固定装置保护和惯性开关监控碰撞，并与车载氢监控系统联动，实现自动断电、关闭阀门等保护性措施。

尽管氢能重卡的安全防护，只是整个氢能产业安全保障中的一个节点。但由此衍生出的对安全材料、元器件、传感器等汽车安全科技的需求却极为复杂和多元。

从这个角度来看，做好氢能重卡的安全防护，不仅是公共交通运输安全的需要，也将是相关产业协同发展的一个契机。（撰文/江月明）