氫燃料電池公交車的技術(shù)使用與管理

上海臨港新片區(qū)公共交通有限公司 朱 杰

近年來，城市交通運輸能源結(jié)構(gòu)逐漸向低碳化轉(zhuǎn)型，以氫為能源的汽車“零排放，無污染”，氫燃料電池汽車相比其他純電動汽車還沒有充電和續(xù)駛里程問題。氫能源公交車推廣應(yīng)用已勢在必行，氫燃料電池公交車的技術(shù)使用與管理，是推廣應(yīng)用中的重要課題。

1 氫燃料電池公交車的優(yōu)勢和特點

氫燃料電池汽車具有環(huán)保性能佳、轉(zhuǎn)化效率高、加注時間短、續(xù)航里程長等優(yōu)勢，穿梭于上海街頭小巷的氫燃料電池公交車，是深受市民歡迎的新型綠色交通工具。

上海臨港公交公司全面落實綠色出行理念和公交優(yōu)先戰(zhàn)略，十四五末將致力實現(xiàn)氫能源車輛的規(guī)模化應(yīng)用，并在加氫站建設(shè)上有所突破，從而帶動和引領(lǐng)氫能產(chǎn)業(yè)在公交領(lǐng)域的發(fā)展。

截至目前，臨港公交計有118 輛氫能公交車在線路運營，整車、氫系統(tǒng)、動力系統(tǒng)等均為8 年全生命周期質(zhì)保。

氫能作為最環(huán)保、最容易獲得的能源，被譽(yù)為“終極清潔能源”，氫燃料電池車輛相比傳統(tǒng)燃油車具有以下優(yōu)勢和特點。

（1）能量轉(zhuǎn)化率高，與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池車能量轉(zhuǎn)化效率高達(dá)60%～80%，為內(nèi)燃機(jī)的2～3 倍。

（2）節(jié)能環(huán)保性能優(yōu)越，燃料電池的燃料是氫和氧，生成物是清潔的水，它本身工作不產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳，也沒有硫和微粒排出。因此，氫燃料電池汽車是真正意義上的零排放、零污染的車。

（3）燃料補(bǔ)充時間短，氫燃料電池車加注氫氣非常快速便捷，專用的加氫設(shè)備僅需8～10min 即可充滿，相對于純電動車超長的充電等待時間而言，其優(yōu)勢是顯而易見的。

（4）可再生，相對柴油、汽油，氫能源最大的優(yōu)勢就是可再生。除了工業(yè)副產(chǎn)品制氫之外，還能通過煤制氫、利用谷電電解水制氫等，全生命周期的能源效率要優(yōu)于汽油、柴油。

2 氫燃料電池公交車的使用

臨港氫能源公交車輛車型為低地板高一級車輛，采用燃料電池和動力蓄電池組合的雙動力源系統(tǒng)。其車輛儲氫容積為1020L，最大儲氫量為26.5kg。同時，車輛裝備90.2kWh 的磷酸鐵鋰電池，整車質(zhì)量為11650kg。

臨港氫能公交車輛的整車智能化程度較高，車上載有智能網(wǎng)聯(lián)車載信息服務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛自動報站、監(jiān)控車輛運行實時數(shù)據(jù)、異常駕駛行為監(jiān)控與報警、客流情況統(tǒng)計等。此外，車輛還設(shè)有“ADAS碰撞預(yù)警系統(tǒng)、360 全景環(huán)視、泊車預(yù)警、駕駛員輔助、涉水報警系統(tǒng)”等智能輔助駕駛功能，為整車安全平穩(wěn)運行提供有力保障。

臨港公交對氫燃料電池公交車全程監(jiān)控并優(yōu)化車輛使用管理，包括車輛能耗監(jiān)測、續(xù)航里程測試、萬公里故障率和車輛加氫情況。目前臨港公交氫能車輛加氫點共設(shè)2 處，分別為平霄路和同匯路加氫站。平霄路加注量為1200kg/24h，可為38 輛氫能車服務(wù)；同匯路加注量為2000kg/24h，可為80 輛氫能車服務(wù)。加氫站平均單車加氫時間為10 分鐘。

3 氫燃料電池公交車的保修維護(hù)

臨港公交結(jié)合氫燃料電池公交車輛的使用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，建立起燃料電池車的“維護(hù)分級和周期、作業(yè)安全、各級維護(hù)作業(yè)項目和作業(yè)性質(zhì)、各級維護(hù)操作要點和技術(shù)要求、各級維護(hù)竣工檢驗要求等”維護(hù)內(nèi)容清單和相應(yīng)流程，以保障氫燃料電池公交車的安全運行使用。

（1）車輛安全運行保障。建立定期檢查機(jī)制，監(jiān)督測氫工作頻率與規(guī)范，每周組織對儲氫系統(tǒng)全面系統(tǒng)檢查，對各管路、接頭、閥類進(jìn)行測氫檢查，如發(fā)現(xiàn)問題立即修復(fù)，并連續(xù)測氫3 天。

（2）規(guī)范車間維保流程。氫能源車輛進(jìn)入車間維保工位前，對整車氫管路、接頭、閥類進(jìn)行測量，在確保正常的前提下，關(guān)閉氫系統(tǒng)（防止氫系統(tǒng)在維修工位上工作），駛?cè)刖S保工位進(jìn)行車輛維保。當(dāng)維保結(jié)束后，停放至充電區(qū)域，對車輛進(jìn)行充電。當(dāng)車輛需要焊接、切割等動火作業(yè)，為保證安全，要求車輛在指定位置，由專人排放氫氣，確定安全后，方可開展動火工作。

（3）編寫氫能車輛維保工藝規(guī)范。2022 年3 月，在市公交行業(yè)氫能源協(xié)會的大力支持下，臨港公交委托組織編寫氫能源公交車輛維保工藝，歷時一年，于2023 年1 月份通過專家組認(rèn)定，完成了《燃料電池公交車（氫能系統(tǒng)）維護(hù)工藝規(guī)范》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

4 氫燃料電池公交車配套設(shè)施及安全要求

（1）停車場地安全要求。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，燃料電池電動汽車建議單獨停放，與內(nèi)燃機(jī)及純電動汽車分開停放。建議停車場地為露天場地，確保場地、通道通風(fēng)條件良好。停車場地應(yīng)遠(yuǎn)離加油站、加氣站、熱源、潮濕、可燃設(shè)施/可燃物質(zhì)堆放區(qū)域、有腐蝕性氣體以及灰塵較大的地方。停車場地應(yīng)避開高壓電線及變電站等電力設(shè)施，以防電力設(shè)施可能產(chǎn)生的火花帶來的安全隱患。

（2）維修、維護(hù)場地要求。維修作業(yè)場所必須符合安全規(guī)定并能滿足燃料電池系統(tǒng)所需的安全要求（按國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)安裝安全聯(lián)動裝置）。燃料電池車檢修與一般維護(hù)場地應(yīng)設(shè)置防火墻，維修作業(yè)廠房內(nèi)部凈空高度不低于8 米，維修作業(yè)場所應(yīng)醒目標(biāo)記燃料電池公交車專用維護(hù)車位及明示防火、防靜電標(biāo)志且通風(fēng)良好，配置氫氣濃度檢測報警設(shè)備及火焰探測器，采用防爆燈具和防爆開關(guān)。維修作業(yè)場所應(yīng)遠(yuǎn)離火源，作業(yè)區(qū)域禁止吸煙，配置隨時可用的功能良好的二氧化碳滅火器。

氫燃料電池車需要制氫廠和加氫站保駕護(hù)航。一輛公交車最大可以充裝26 公斤氫氣，續(xù)航里程超過400 公里，加氫與用油效率相當(dāng)，免去了頻繁充電的煩惱和續(xù)航不足的擔(dān)憂。

踔厲奮發(fā)新征程，勇毅前行向未來。隨著氫能源公交車的不斷導(dǎo)入，臨港公交將繼續(xù)以“綠色發(fā)展、優(yōu)質(zhì)服務(wù)”為宗旨，打造“更綠色、更環(huán)保、更高效”的公交出行服務(wù)品牌，讓群眾享受到環(huán)保科技帶來的綠色出行便利，為新時代社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)市建設(shè)貢獻(xiàn)公交力量。