燃料电池汽车氢气泄漏扩散分区域数值研究

张艺凡; 叶芳; 郭航; 陈浩; 张惟博

doi:doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1748

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燃料电池汽车氢气泄漏扩散分区域数值研究

更新时间：2026-03-06

- 燃料电池汽车氢气泄漏扩散分区域数值研究
- 燃料电池汽车氢气泄漏扩散分区域数值研究
- 太阳能学报 2026年47卷第2期页码：748-753
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- DOI：doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1748
  中图分类号： TK91
- 网络首发：2026-03-05，
  
  纸质出版：2026-03-05
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张艺凡, 叶芳, 郭航, 等. 燃料电池汽车氢气泄漏扩散分区域数值研究[J]. 太阳能学报, 2026,47(2):748-753.

张艺凡, 叶芳, 郭航, et al. 燃料电池汽车氢气泄漏扩散分区域数值研究[J]. 2026, 47(2): 748-753.
张艺凡, 叶芳, 郭航, 等. 燃料电池汽车氢气泄漏扩散分区域数值研究[J]. 太阳能学报, 2026,47(2):748-753. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1748.

张艺凡, 叶芳, 郭航, et al. 燃料电池汽车氢气泄漏扩散分区域数值研究[J]. 2026, 47(2): 748-753. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1748.

摘要

利用计算流体力学（CFD）工具

结合当前氢燃料电池汽车的代表产品丰田第二代Mirai车型

通过改变操作条件和环境工况对氢气在底盘区域和整车区域的泄漏及扩散进行数值模拟

研究泄漏位置、环境温度、通风条件对氢气泄漏扩散的影响。结果表明：氢气在障碍物较少的情况下扩散较为平稳

在障碍物较多的情况下会产生氢气聚积。环境温度的升高会使分子运动更加剧烈

使得氢气在相同时间内扩散范围更大

但整体上环境温度对氢气泄漏扩散的影响作用较小。增设通风条件会促进氢气与空气的融合

且随着通风口数量的增加

氢气扩散效果更为显著

但增设通风条件后

会使车内氢气体积分数在更短时间内达到可燃浓度下限。

Abstract

Using computational fluid dynamics （CFD） tools

combined with the Toyota Mirai model

a representative product of hydrogen fuel cell vehicles

the leakage and diffusion of hydrogen in the chassis area and cab were numerically simulated by changing the operating conditions and environmental conditions

and the effects of leakage location

ambient temperature and ventilation conditions on hydrogen leakage and diffusion were studied. The results show that the diffusion of hydrogen is relatively stable when there are fewer obstacles

and hydrogen will accumulate when there are more obstacles. The increase of ambient temperature will intensify the movement of gas molecules

so that the diffusion range of hydrogen in the same time is larger

but the influence of ambient temperature on hydrogen leakage and diffusion is small. Enhanced ventilation promotes the fusion of hydrogen with air. With the increase of the number of vents

the hydrogen diffusion effect is more significant. After adding ventilation conditions

the volume fraction of hydrogen inside the vehicle reaches the lower limit of flammable concentration in a shorter time.

关键词

Keywords

references

黄靖龙. 车载液氢储供系统液氢泄漏扩散与监测诊断研究[D]. 北京: 北京交通大学, 2022.

MUHAMMED N S, GBADAMOSI A O, EPELLE E I, et al.Hydrogen production, transportation, utilization, and storage: recent advances towards sustainable energy[J]. Journal of energy storage, 2023, 73: 109207.

刘忠肃, 陈雨庭, 刘晓红, 等. 新能源汽车燃料电池研究进展[J]. 山东交通学院学报, 2023, 31(3): 15-21.

SMIRNOV N N, PENYAZKOV O G, SEVROUK K L, et al.Detonation onset following shock wave focusing[J]. Acta astronautica, 2017, 135: 114-130.

HUANG T, ZHAO M B, BA Q X, et al.Modeling of hydrogen dispersion from hydrogen fuel cell vehicles in an underground parking garage[J]. International journal of hydrogen energy, 2022, 47(1): 686-696.

TANG X, PU L, SHAO X Y, et al.Dispersion behavior and safety study of liquid hydrogen leakage under different application situations[J]. International journal of hydrogen energy, 2020, 45(55): 31278-31288.

袁裕鹏, 崔伟逸, 沈辉, 等. 燃料电池船舶舱内氢气泄漏爆炸的数值模拟研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(12): 540-549.

高源, 陈朝刚. 通风压力及泄露位置对燃料电池汽车氢气小孔泄露的影响[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2021, 49(12): 1771-1777.

HUSSEIN H, BRENNAN S, MOLKOV V.Dispersion of hydrogen release in a naturally ventilated covered car park[J]. International journal of hydrogen energy, 2020, 45(43): 23882-23897.

孔祥宇, 胡始弘, 康济川, 等. 氢动力船加注过程高压氢气泄漏数值模拟[J]. 太阳能学报, 2024, 45(3): 298-304.

BIRCH A D, HUGHES D J, SWAFFIELD F.Velocity decay of high pressure jets[J]. Combustion science and technology, 1987, 52(1-3): 161-171.

雷霆, 高婧. 氢燃料电池乘用车国内外研究发展现状及趋势分析[J]. 上海汽车, 2022(2): 3-8.

PITTS W M, YANG J C, BLAIS M, et al.Dispersion and burning behavior of hydrogen released in a full-scale residential garage in the presence and absence of conventional automobiles[J]. International journal of hydrogen energy, 2012, 37(22): 17457-17469.

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