2021年8月和12月，财政部等五部委联合发布了《关于启动燃料电池汽车示范应用工作的通知》，正式批复京津冀、上海、广东、河南、河北城市群启动示范应用工作，标志着我国燃料电池汽车产业正式进入了高速发展阶段。通过一年多的示范应用开展，国内燃料电池汽车产业的发展与变化显著，建立了较为完善的产业链体系。

但与此同时，氢能产业发展仍面临许多掣肘，要想实现应用和大规模商业化推广，必须首先解决“氢安全”问题。众所周知，氢气易燃易爆、爆炸限值范围宽(4%～75%)、点火能量低、扩散系数大且易对材料力学性能产生劣化，在制备、储存、运输、加注和使用过程中均具有潜在的泄漏和爆炸危险。现有研究成果表明，氢能基础设施与燃料电池汽车的安全性取决于设计开发、运行监测以及应急防护的专业程度。

燃料电池堆作为燃料电池汽车中最核心的部件，是氢气和氧气发生电化学反应的场所。在车辆使用过程中，碰撞冲击、超压破损、疲劳失效、渗透累积等情况会引发堆芯氢气泄漏，而极间短路、电弧放电、热失控等情况会引燃受限空间内累积的氢气。

2023年10月份即将实施的GB/T 20042.2-2023《质子交换膜燃料电池 第2部分：电池堆通用技术条件》中提出，燃料电池堆制造商应对所有合理的可预见的危险进行评估，在实际可行的条件下为燃料电池堆采取相应的安全措施，对电堆燃爆能量进行主被动控制，确保能量释放时不危及周围环境。

为进一步探究指导工程设计所需要的安全限值，中汽中心工程院于近日组织了国内首例燃料电池堆氢气燃爆实验。通过内部各壁面的高精度温度/压力传感器，监测电堆内部氢气点燃后产生的超压与热辐射，从声／光／热／力等多维度量化评价燃料电池堆燃爆对周围人员、车辆结构、部件维修经济性带来的影响和危害。

图氢燃料电堆模拟样机氢气爆炸试验高速摄像结果

图氢燃料电堆真实样机氢气爆炸试验压力及温度传感器布置

图氢燃料电堆模拟样机壳体氢气爆炸试验高速摄像部分结果

由实验可知，无论是模拟样机还是真实电堆，在燃爆瞬间都出现了较明显的振动波从而导致高压力峰值，对壳体的结构强度产生了影响。结构失效处会出现较强的喷射火和较高的温度，表明电堆发生氢气爆炸产生的能量在电堆氢安全开发过程中需重点关注。本次实验结果也可为燃料电池发动机安全性能开发提供数据支撑，欢迎业界同仁交流。

中汽中心工程院在汽车安全领域已有十余年技术积淀，服务于氢能产业应用发展，我们致力于搭建氢安全技术研究平台，开展对氢气泄漏与燃爆的测试与仿真技术研究，构建符合氢能及燃料电池汽车应用场景的氢安全风险量化评估体系。

后续将为氢能制、储、运、加、用全产业链提供涉氢主被动安全技术支撑，联合行业共同探究氢能基础设施及燃料电池汽车的安全限值，愿同各位同仁一道，为早日步入清洁能源时代不懈努力！