燃料电池电动汽车应用、操作、维护及基础设施——日常使用安全注意事项、加氢过程中的安全

前文主要侧重于燃料电池电动汽车整车、车载氢系统、燃料电池堆及系统的设计、制造相关的安全问题讨论。本章则围绕燃料电池电动汽车在使用过程中的安全问题。结合目前的技术水平，从汽车应用、操作、维护及相关基础设施等方面提出相关安全要求，确保在用车环节的安全。

另一方面，目前国内燃料电池电动汽车的使用，不管是货运还是客运方面都主要为商业运营服务，形成该局面的一个重要原因是现阶段民众对于氢燃料电池安全仍有顾虑。因此，本章中进一步提出一些关联前端设计生产阶段的安全要求，从而推进商用民用两线并进的发展趋势。

一、燃料电池电动汽车日常使用安全注意事项

1、燃料电池电动汽车行驶过程中的安全

（1）行车前后的日常检查

如同其他所有车辆一样，每次出车前驾驶人员都需要对燃料电池电动汽车进行必要的日常检查，主要包括巡视车辆四周环境及车辆外观、车辆灯光是否正常、车窗车玻璃及各反光镜状态是否正常、胎压是否正常、制动片状态是否正常、燃料电池运行状态是否正常以及车辆余氢及余电数等基本车况信息。另外，货运车的货厢以及乘用车的座位是否清洁，是否有异常也必须检查。

除以上常规检查，对于燃料电池运营车辆，运营驾驶员还需要在出车前对燃料电池电动汽车上裸露在外的供氢系统部件做目视检查，主要包括目测高压储氢瓶表面是否有损伤，连接管路和主要接口是否完好，以及氢系统框架是否有裂缝、变形等异常现象。另外，在管路供氢状态下使用肥皂水或检漏液检查氢系统的气密性，主要包括加注接口、加注口压力表、主电磁阀、减压阀、安全阀、放空阀及各接头等，用于提前发现和防止由于设备原因导致氢气轻微泄漏事故的发生。

每次行驶完毕，驾驶员需要对车况做复检，主要包括：车辆外观是否正常，车辆供氢系统的外露管路及接口是否正常，氢系统的框架结构是否正常，货运车的货厢及乘用车内是否有异常的人或物体遗留下来等，确认是否影响到车辆的停放安全。

（2）行车及用车过程中的安全

燃料电池电动汽车驾驶人员必须遵守国家交通法规，避免交通违法行为是对行车用车安全的基本保障。

车辆应严格按照整车产品使用说明书操作。对于燃料电池运营车辆，驾驶员在上岗之前针对燃料电池电动汽车的使用必须接受专业知识培训，学会使用车辆，学会认识必要的车上标识，以便提高行车及用车安全。

燃料电池电动汽车启动后，应先查看仪表盘气瓶压力和温度数据是否正常，有无故障报警，确认无故障后车辆方可起步行驶。

燃料电池电动汽车的底部多为电子元器件，且很多涉及高压线路，对潮湿的空气及溅水较为敏感，因此在日常行车中应尽量避免涉水行驶。涉水行驶轻则易使车辆因高压绝缘故障导致车辆抛锚，重则对车辆的重要高压部件造成不可逆的损坏甚至当场报废。

遇积水达到车辆限定涉水深度的50%时，建议限速20km/h 行驶，防止水波及溅水的冲刷导致车辆故障损坏；遇积水达到车辆限定涉水深度的70%时，建议绕行。如必须通过，建议限速5km/h 行驶，并观察水位是否上升，防止涉水深度超过车辆规定的涉水深度。对于有涉水经历的车辆，事后需尽快联系车辆维修部门进行车辆检查，排除隐患。

氢燃料电池货运车除经过特殊设计改造的，不得承运易爆易燃、易腐蚀物品以及《危险货物运输规则》列明的危险物品。严禁司乘人员携带易燃易爆等物品上车，避免发生火灾，引起氢气泄漏、爆炸等次生灾害。

对于燃料电池公交车，如果其储氢瓶组位于车辆顶部，车辆在行驶过程中需注意限高杆、路牌、桥梁和树干等，防止刮伤气瓶及其组件导致氢气泄漏。

车辆在行驶过程中，驾乘人员要及时关注车辆仪表报警的情况，发生氢气泄漏等问题时，要及时处理。

二、燃料电池电动汽车停车中的安全

在当前的技术条件下，燃料电池电动汽车建议单独存放，与内燃机及纯电动汽车分开停放并确保车辆外观整洁干净。同时，如果场地内有载货车辆，也需要将燃料电池电动汽车单独停放，与其他空车分区域停放管理。

氢燃料电池车辆气罐中如已加注氢气的，建议停放于露天场地，确保场地、通道通风条件良好。

停车场地需确保通风条件良好，场内通道必须确保畅通，不得堆放其他杂物。停车场应远离加油站、加气站、热源、潮湿、可燃设施/可燃物质堆放区域、有腐蚀性气体以及灰尘较大的地方。同时还应避免其他车辆或移动的物体对车辆造成撞击或挤压，防止意外事件的二次影响。

对于大规模停车场，建议配备24 小时专职安保人员，并设定全天候的巡查安保制度。场地内设置合理的监控设施，确保场内无死角。场地内需注明行车导流标志，临时停车、维修车位、充电停车等区域建议与常规的停车区域分开，做到分区管理。燃料电池电动汽车停车场地内不得设置人员宿舍，外来人员及车辆进出必须做好相应的登记工作。

场地内停有燃料电池电动汽车时，尽量减少停车场地内的车辆维修，严禁对场内周边建筑物做明火、切割、装修等作业。燃料电池电动汽车停车场地内，禁止吸烟，并在醒目位置张贴禁烟标志。如有需要，必须在场地内设立独立的吸烟区并远离停车区域至少10 米。如条件允许，燃料电池电动汽车场地外张贴禁止燃放烟花爆竹标志。专用停车场应排水、通风良好，不能选择低洼地区做停车场。场地极端积水高度不得高于车辆涉水高度的一半。

燃料电池电动汽车存放期间，车辆加氢口必须盖上帽盖，防止雨水及灰尘的侵入，同时必须确保加氢口舱门处于锁闭状态。

任何车辆进入停车场地后，行车速度建议限速5km/h，停车时建议车头向通道，同时需要兼顾前后左右车辆方便进出，以及确保各处车门均能正常开启。

车辆在停放期间，需要确保车辆的排氢管路畅通，不得使用如油布之类的覆盖物，避免因空气不流畅导致微量外泄的氢气聚集，引发安全事故的发生。

燃料电池电动汽车的停车场地，应避开高压电线及变电站等电力设施，电力设施可能产生的火花对燃料电池电动汽车的存放具有较大安全隐患。

停车场内按规定配置有效的消防器材及灭火设备，未经批准，严禁对车场内的灭火器材及设备私自挪用或改变用途。每月对停车场消防器材进行检点，发现问题及时整改。停车场内应按规定配置不小于35kg 的推车式干粉灭火器，设置密度不小于每50 个车位一套。大型停车场内还需配置固定的消防栓+消防箱（50m 消防水带1 根、灭火水枪1 具），设置密度不小于每200 个车位一套。停车场每年至少举行一次大型消防演习及消防安全大检查，重点检查车辆停放场所的消防通道、消防设施、消防标识、安全制度是否达到技术规范要求。力求通过消防演习和消防大检查，加强公司全员消防安全意识，做到保安全促效益。

对于运营用燃料电池车辆，建议集中存放，集中管理，存放位置要远离加油站、加气站、热源、火源、腐蚀性气体、非密闭空间、潮湿的地方，同时还应避免尖锐物体的撞击、挤压。

若燃料电池电动汽车存放于厂房、车库等非露天环境，则存放场所顶部应有自然通风或强制排风等防止氢气聚积措施，厂房内电器设备应采用防爆设备，且厂房顶部应配备氢泄漏探头等安全监控装置。

整车存放前注意按照燃料电池正常关机程序进行吹扫，保证堆内无残留水分；整车存放前需对存放车辆进行测漏，存放期间每月至少测漏一次。预期存放时间超过一月的车辆应断开快断器；长期停驶存放的汽车应关闭电源主开关，车上氢燃料储存压力应释放至厂商规定的最低值。对于运营车辆，如果长期停驶存放的，应由专业人员定期对车辆进行检查、维护。检测结果应详细记录并存档。停车过程中，整车断开低压电源，所有舱门应锁好，所有门窗应关好。

燃料电池电动汽车临时停车时，应尽可能将汽车停靠在不影响其他车辆行驶的场所，尽可能远离火源、热源、高压线、易燃、易爆物等危险物品。

二、燃料电池电动汽车加氢过程中的安全

1、氢气质量要求

燃料电池电动汽车加注的氢气纯度必须满足ISO 14687-2-2012《质子交换膜（PEM）燃料电池在道路车辆上的应用第二部分：氢安全和其他安全》要求。表6-1 列出了标准中规定的氢气组分及可允许的杂质含量要求。

表6-1 氢气质量参数表

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2、加注车辆检查

加氢站建立加氢安全检查表，检查包括加氢前到加氢后整个过程，要求加氢工人严格对照安全检查表对气瓶瓶体、供氢管路、阀门接口、管路连接件等部件做充装前、后检查，并记录检查结果。以下详细介绍加氢安全检查的基本内容，建议在此基础上依照实际情况予以调整扩展。

（1）加氢前的检查

1）车辆资质检查：确认加氢车辆是否携带了有效期内的气瓶《特种设备使用登记证》原件，如不符合规定则不予充装。

2）检查车况，确认是否符合充装要求，具体如下：

①检查气瓶及其附属的框架外观，是否有凹陷、鼓包、裂纹、变形等状况。如发现异常情况，应立刻联系运营公司及气瓶维修检测公司，要求其对气瓶做相应的检测及维修，并暂停车辆后续的加气计划，直到气瓶维修确认后才予以恢复充装。

②检查气瓶内残余氢气，一般压力不低于20bar（2MPa）方可允许充装。低于20bar 的情况，属于异常，需要确认是否为新瓶首次使用或者大修、检测后的首次使用。对于首次使用的储氢瓶，应先进行氮气和氢气置换，然后才可正常充装使用。

③检查气瓶的配套管路接头是否有松动或脱落现象，用经过校准且在有效期内的便携式氢气探测仪对气瓶的各个接头和附件进行泄漏检测，如仪器显示为0，表示检测点无泄漏。如仪器有读数，表示检测点存在疑似氢气泄漏现象，应立刻联系运营公司（对于运营车辆）及气瓶维修检测公司，要求其对涉及异常的管路及阀门接口做相应的检测及维修，并暂停车辆后续的加气计划，直到气瓶维修确认后才予以恢复充装。

④目测瓶组进出口的压力表是否完好无损，如果存在压力表损坏或压力表没经过校验，应立刻联系运营公司及气瓶维修检测公司，要求其对压力表做相应的检测及维修，并暂停车辆后续的加气计划，直到气瓶维修确认后才予以恢复充装。

⑤引导驾驶员远离加氢区域，进入相应的驾驶员等候区域，待车辆加氢完毕后方可返回车辆驾驶室。加氢前驾驶员应离开驾驶室，取下车辆钥匙，注意检查车内是否有乘客，确保所有人员离开乘客舱。

⑥车辆在指定停车线内停放，保持本车与加氢机安全距离，并设立相关标识及警戒线。

⑦车辆到达加氢车位后，应关闭燃料电池系统、关闭低压电源总开关、拉紧手刹，确保车辆停靠平稳，避免出现溜车等现象。确保车辆断电熄火并拔下钥匙。在车辆后轮放置前后轮挡，并对车辆进行静电接地处理，并确认车辆导静电接地装置是否正常连接。

⑧检查车辆仪表参数，高压储氢瓶内含氢气气体的温度必须小于45℃，否则严禁开始新一轮的加氢。

⑨检查车辆上次加氢记录，状态是否正常，如异常没有得到完全解决，禁止进行新一轮的加氢。

（2）加氢过程中到加氢后的检查

氢气充装过程中需时刻关注气瓶压力表的数值与上升速度，气瓶压力不得超过气瓶设计的压力值。

充装过程中需时刻关注气瓶外观，是否出现鼓包变形等影响安全使用的严重缺陷。如发现异常情况，应立刻停止加注并联系运营公司（对于运营车辆）及气瓶维修检测公司，要求其对气瓶做相应的检测及维修，并暂停车辆后续的加气计划，直到气瓶维修确认后才予以恢复充装。

充装过程中需时刻关注气瓶的瓶体温度，气瓶温度在85℃以内为正常。如瓶体温度超标即为异常，应立刻停止加注并联系运营公司（对于运营车辆）及气瓶维修检测公司，要求其对该车气瓶做相应的检测及维修，并暂停车辆后续的加气计划，直到气瓶维修确认后才予以恢复充装。

检查充装完成后的气瓶配套管路接头是否有松动或脱落现象，用经过校准且在有效期内的便携式氢气探测仪对气瓶的各个接头和附件进行泄漏检测，如仪器显示为0，表示检测点无泄漏。如仪器有读数，表示检测点存在疑似氢气泄漏现象，应立刻联系运营公司（对于运营车辆）及气瓶维修检测公司，要求其对涉及异常的管路及阀门接口做相应的检测及维修。

充装完毕后，需将加氢口防尘帽归位并确保盖好，将加氢口舱门关闭，并确保处于锁闭状态。

车辆下线第一次加氢或检修供氢系统后第一次加氢，供氢系统应该先置换氢气，并对管路进行氢气保压检漏。

在加注氢气完毕后，驾驶员应确认加氢枪和静电接地线已拔下，加氢口压力表读数在正常范围内，加氢口防尘罩已归位，并将加氢口舱门锁好。驾驶员上车后，先查看仪表中的气瓶压力和温度数据是否正常，有无报警故障，确认无故障后启动车辆，驶离加氢站。

3、氢气加注步骤

（1）通用步骤

加氢操作人员首先对照安全检查表对气瓶瓶体、供氢管路、阀门接口、管路连接件等部件做充装前、后检查，并记录检查结果。如下为气瓶安全检测及氢气加注作业流程：

1）加氢员佩戴合适的个人防护用品（Personal Protective Equipment，PPE），触摸静电释放装置，进入加氢区域。

2）引导加氢车辆进入加氢特定区域，记录车载仪表相关数据，驾驶员将车辆熄火，断电，拔下车钥匙，并进入指定等候区域。

3）加氢车后轮放置前后轮挡，对加氢车进行静电接地。

4）对加氢车气瓶进行检查，瓶内余压要不小于20bar 且气瓶《特种设备使用登记证》在检验有效期内，才允许予以加注氢气。

5）加氢员用便携式氢气检测仪对车辆受气口及其附属连接管路进行检测，如有疑似泄漏情况，拒绝加氢。

6）加氢枪头接入加氢口，手动拨至“ON”。

7）操作加氢机键盘按钮，开始加氢。

8）加氢完成后电脑控制器自动停止加氢，如不需要加到设定压力，也可按停止键手动停止加氢。

9）加氢枪拨至“OFF”，取下加氢枪，盖好加氢枪枪口防尘帽，放回枪座。

10）盖上车辆加氢口防尘帽，解除加氢车的静电接地，移除后轮前后轮挡。

11）对车辆做加注后安全检查，并记录检查结果。

12）记录加氢数据。

13）驾驶员将车辆驶离加氢区域。

（2）撬装式加氢的操作步骤

对于撬装式的加氢，其操作步骤如下：

1）将加氢设备的接地线与加氢口接地模块进行有效连接。

2）采用进气软管将氢气集装格的出气口与增压设备上低压进气口相连接，使用专用铜制工具进行紧固。

3）利用驱动气体如压缩空气/氮气，经过气管与增压设备上的驱动气体入口相连接。

4）用加氢枪连接到车辆加氢口，旋转加氢枪上面操作手柄至ON 位置，微拉加氢枪确认是否连接牢固。

5）各项准备工作完毕后，调节驱动气体减压阀，驱动气体压力表显示读数达到规定值（7bar 左右）。

6）确认相关阀门已经开启，加注设备处在正常状态中，缓慢开启储氢瓶阀和进气针阀，再慢慢打开高压出口球阀，氢气流经管路阀门及增压设备进入车载高压储氢瓶。

7）当车载高压储氢瓶压力与氢气气源压力达到平衡点时，打开增压设备上面驱动球阀进行增压加注。

8）加注过程中操作人员不得远离加氢设备，但出于安全考虑，应尽量避开加氢口。仔细听加注过程中的声音变化及有无异响，注意周围环境有无异常及是否存在安全隐患，注意观察燃料电池车得氢系统压力表压力数值，直至达到目标加注压力。

9）当增压到指定加注压力时，关闭驱动球阀和储氢瓶阀。

10）缓慢打开高压放空球阀，从而放空增压设备到加氢枪之间管路的气体。

11）气体放空完成，将加氢枪上面操作手柄旋转至OFF 档位置，退出加氢枪并放回原位。

12）按次序确保进气针阀、高压出口球阀、高压放空球阀处于关闭状态，氢气加注结束。

13）使用便携式氢气检漏仪检测加氢口是否存在氢气泄漏情况。

14）将加氢口上的防尘罩复位，观察加氢口上压力表读数正常，并记录。

15）通知司乘人员，待驾驶员和加注人员签字确认，并取下静电接地线，将加氢口舱门锁好，引导驾驶员将车辆驶离加注站。

（3）移动式加氢设施加氢

利用移动加氢车或移动撬装式加氢设施上的储氢装置，通过移动式加氢设施上的增压装置进行增压，增加储氢瓶加注压力，通过加氢设施上的氢气加注装置，给车辆进行快速加氢。加氢具体操作需满足GB/T 31139-2014、GB 4962-2008 中规定的使用要求，车辆服从加氢现场管理人员的引导指挥，并

做好加氢记录。

（4）加氢站加氢机加氢

利用加氢站储存高压氢气进行加氢时间短，约5～15min，采取平衡加注方式可以连续加注多个车辆。加氢时，将加氢枪与车辆加氢口连接好，设定加注氢气质量或金额，达到设定条件或高压储氢瓶压力达到储氢瓶加注压力，加氢机自动停止加注。

燃料电池电动车辆在加氢站加注氢气时，车辆进出及驾驶员操作应遵守加氢站的管理规定，服从加氢站管理人员的引导指挥，并做好加氢记录。

4、氢气加注过程中的安全注意事项

按规定做好加氢前、加氢后的站内安全检查，并做好记录。对于异常情况车辆，严禁加氢作业。

加氢之前确认车辆熄火、下电、拉紧驻车制动，并在后轮放置前后轮挡；严禁在整车未断电、静电导出线未连接的情况下进行加注。

加气过程中时刻关注气瓶压力与气瓶状态，发现任何异常立刻停止加气并安排车辆气瓶检测维修，在异常情况未排除之前该车辆不得再次进行加注作业。如加气过程中发现气瓶漏气情况，除停止加气，还需立刻启动站内车辆氢气泄漏事故应急处理预案。

指定驾驶员等候区域，加氢过程中驾驶员必须处于安全区域内，既有利于加氢过程中的车辆及站内设备安全，也对驾驶员个人安全有利。

制定加氢车辆驾驶员操作安全指南，包括加氢车辆及驾驶人员进出登记规范、站内区域行车路线、站内区域道路限速、站内禁止吸烟及禁止使用电子设备等，并在站内显著位置公示相关规定，并依证据对违规驾驶员做出相应的处罚。

参考监管部门相关规定，加氢站人员必须经过正规培训并持证上岗，严禁非专业人员操作；专业人员操作需遵守相关规定。

加注过程，禁止无关人员进入加注现场。

严禁在密闭的场地进行氢气加注。

严禁加注压力超出系统最大加注压力。

进行氢气加注时，储氢瓶瓶阀中的手动截止阀应为开启状态，在非特殊情况下严禁关闭气瓶阀上的手动截止阀。

PRD 口应保持通畅，不应该有物体妨碍氢气排出，出口防尘帽应无脱落。

严禁随意调整减压阀出口压力，严禁随意调整安全阀，严禁随意打开排空针阀。