燃料电池电动汽车示范运行

本书在国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项“典型区域多种燃料电池汽车示范运行研究”项目成果基础上整理而成。
本项目研究了示范城市中燃料电池汽车示范运行实践开展情况，围绕燃料电池电动汽车示范运行，从示范运行总体情况、运维保障体系、监控技术、消防安全和应急救援、整车技术升级优化、快速安全加氢技术、加氢站供氢体系规划和建设、氢能经济性研究等方面进行梳理，总结出代表性的研究成果。本书数据翔实，可供政府、企业、协会、高校及科研院所等关注和从事氢能与燃料电池汽车产业的人员参考。

本书以国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项“典型区域多种燃料电池电动汽车示范运行研究”项目科研成果为基础，研究了示范城市中燃料电池汽车示范运行实践开展情况，围绕燃料电池电动汽车示范运行，从示范运行总体情况、运维保障体系、监控技术、消防安全和应急救援、整车技术升级优化、快速安全加氢技术、加氢站供氢体系规划和建设、氢能经济性研究等方面进行梳理，总结出代表性的研究成果。本书数据翔实，可供政府、企业、协会、高校及科研院所等关注和从事氢能与燃料电池汽车产业的人员参考。

前?言
第1章  燃料电池电动汽车示范运行总体情况1
1.1  燃料电池电动汽车示范运行项目的启动背景1
1.2  示范运行的燃料电池电动汽车基本信息3
1.3  燃料电池电动汽车示范运行路线5
1.3.1  北京市燃料电池汽车示范运行路线5
1.3.2  张家口市燃料电池公交车示范运行路线6
1.3.3  郑州市燃料电池公交车示范运行路线7
1.3.4  德州市燃料电池物流车示范运行路线7
1.3.5  上海市燃料电池邮政物流车示范运行路线8
1.3.6  盐城市燃料电池公交车示范运行路线8
1.3.7  佛山市燃料电池汽车示范运行路线8
1.4  参与示范的加氢基础设施基本情况10
1.4.1  北京永丰加氢站10
1.4.2  张家口创坝加氢站11
1.4.3  郑州宇通加氢站12
1.4.4  上海安亭加氢站12
1.4.5  盐城创咏加氢站12
1.4.6  佛山瑞晖加氢站13
1.5  燃料电池电动汽车示范运行情况14
1.5.1  示范运行整体情况14
1.5.2  重点跟踪车辆示范情况15
1.6  小结19
第2章  示范运行安全运维保障体系20
2.1  燃料电池电动汽车运维保障团队建设20
2.2  燃料电池电动汽车及其动力系统安全操作注意事项21
2.2.1  安全标识及危险标识21
2.2.2  漏电安全22
2.2.3  高温安全22
2.2.4  高压安全22
2.2.5  化学危害23
2.2.6  氢安全23
2.3  燃料电池电动汽车运行安全规范23
2.4  燃料电池电动汽车的日常维护和定期保养24
2.4.1  日常维护24
2.4.2  定期保养26
2.5  燃料电池电动汽车消防安全与应急救援26
2.6  加氢基础设施安全运行管理规程27
2.6.1  运行资质27
2.6.2  安全生产责任制27
2.6.3  人员培训与考核27
2.6.4  设备安全管理28
2.6.5  气体质量管理28
2.6.6  生产作业管理29
2.6.7  监督检查30
2.6.8  应急预案31
2.7  小结32
第3章  燃料电池电动汽车示范运行监控技术研究33
3.1  项目分级监控概述33
3.2  重量燃料电池汽车监控平台33
3.2.1  燃料电池电动汽车监控平台建设34
3.2.2  数据存储与快速挖掘处理技术41
3.2.3  燃料电池电动汽车监控平台管理系统43
3.2.4  基于监控平台数据的燃料电池汽车市场规模统计分析44
3.2.5  基于监控平台数据的全国燃料电池电动汽车运行情况统计分析46
3.2.6  燃料电池电动汽车和加氢基础设施监控、预警与处理机制50
3.2.7  全国氢燃料电池汽车和加氢基础设施故障情况58
3.3  地方/企业级燃料电池电动汽车监控平台59
3.3.1  京津冀地区燃料电池汽车监控平台（企业级）59
3.3.2  宇通新能源客车大数据分析平台（企业级）62
3.3.3  长三角地区燃料电池监控平台（企业级）64
3.3.4  佛山市南海区新能源（氢能）汽车综合监管平台（地方级）65
3.4  补充填报数据67
3.5  小结68
第4章  消防安全风险评估和事故应急救援指南研究69
4.1  国内外氢能相关消防安全标准研究分析69
4.1.1  国外氢能安全标准研究现状69
4.1.2  国内氢能安全标准研究现状71
4.1.3  燃料电池汽车消防安全现状分析75
4.1.4  加氢站消防安全分析77
4.2  加氢基础设施消防安全风险评估指南79
4.2.1  国内外加氢基础设施风险评估方法研究79
4.2.2  加氢基础设施消防安全风险评估方法研究82
4.3  燃料电池电动汽车和加氢基础设施事故应急救援指南97
4.3.1  典型事故场景设计97
4.3.2  氢气泄漏事故场景浓度场分布98
4.3.3  火灾及爆炸事故危害估算103
4.3.4  应急救援策略分析106
4.4  小结118
第5章  燃料电池整车技术升级和优化研究119
5.1  整车热管理系统优化设计119
5.1.1  整车一体化热管理系统设计119
5.1.2  整车一体化热管理系统建模120
5.1.3  整车热管理控制策略121
5.1.4  燃料电池系统和乘客舱温度控制算法127
5.1.5  整车综合热管理仿真分析128
5.1.6  整车综合热管理系统方案实车验证129
5.2  寒区环境下燃料电池系统冷启动方法研究131
5.2.1  影响低温冷启动的因素131
5.2.2  低温冷启动策略132
5.2.3  电堆低温冷启动关键技术研究134
5.2.4  燃料电池发动机系统冷启动方案144
5.3  小结149
第6章  快速安全加氢技术研究与实证150
6.1  研究背景150
6.1.1  快速安全加氢控制要点150
6.1.2  储氢瓶加注温升原因151
6.1.3  快速安全加氢控制策略151
6.2  35MPa加氢试验研究与实证153
6.2.1  北京大兴氢能示范区加氢站实证分析153
6.2.2  邯郸河钢集团加氢站示范站实证分析155
6.3  70MPa加氢试验研究163
6.3.1  研究策略163
6.3.2  加氢试验方案163
6.3.3  试验结果165
6.3.4  站?车通信系统167
6.3.5  小结167
6.4  35MPa/70MPa加氢机开发及验证168
6.4.1  35/70MPa氢气加注系统设计方案168
6.4.2  35/70MPa氢气加注系统的特点和创新点170
6.4.3  35/70MPa氢气加注系统法规符合性和第三方检测172
6.4.4  加氢机35MPa系统加注性能测试173
6.4.5  加氢机70MPa系统加注性能测试177
6.4.6  小结181
第7章  商业化加氢站供氢体系规划和建设研究183
7.1  华南地区供氢体系规划183
7.1.1  规划背景184
7.1.2  供氢基础分析186
7.1.3  供氢体系规划191
7.1.4  保障体系197
7.1.5  小结197
7.2  华南地区加氢站建设规划198
7.2.1  规划范围198
7.2.2  规划依据199
7.2.3  加氢站需求预测199
7.2.4  加氢站建设规划方案201
7.2.5  加氢站审批程序指引方案208
7.2.6  保障措施214
7.2.7  小结214
7.3  撬装可移动式加氢站低成本构建方案215
7.3.1  撬装可移动式加氢站开发的必要性215
7.3.2  撬装可移动式加氢站技术方案216
7.3.3  撬装可移动式加氢站成本对比221
7.3.4  小结224
第8章  国内外燃料电动电池汽车及加氢站示范运行情况225
8.1  国内外燃料电池公交车示范运行对比225
8.1.1  车辆技术特征差异分析225
8.1.2  车辆运行里程对比分析226
8.1.3  燃料经济性差异分析228
8.1.4  加氢特征差异分析228
8.1.5  燃料电池汽车使用率差异分析230
8.2  国内外加氢站示范运行对比231
8.2.1  国内加氢站及特征分析231
8.2.2  国外加氢站及特征分析231
8.2.3  国内外加氢站对比总结分析232
8.3  小结233
第9章  氢能经济性研究与分析234
9.1  典型区域的能源可持续性分析234
9.1.1  京津冀地区235
9.1.2  中原地区235
9.1.3  长三角地区235
9.1.4  珠三角地区235
9.2  加氢站氢气成本经济性分析236
9.2.1  加氢站氢气成本经济性计算模型236
9.2.2  典型城市加氢站氢气总成本归纳与分析238
9.3  燃料电池电动汽车示范运行经济性分析239
9.3.1  燃料电池电动汽车运行经济性计算模型240
9.3.2  燃料电池电动汽车运行成本计算241
9.4  燃料电池电动汽车示范运行经济性预测242
9.4.1  搭载不同动力系统车辆四时间段的核心部件价格预测242
9.4.2  搭载不同动力系统车辆四时间段的能耗及储能量预测243
9.4.3  建立搭载不同动力系统车辆四时间段的动力系统和全生命周期成本
计算模型244
9.4.4  搭载不同动力系统车辆四时间段的动力系统和全生命周期经济性
预测分析245
9.5  低成本氢源探索和研究248
9.5.1  风电电解水制氢经济性分析248
9.5.2  氯碱工业副产氢提纯制氢经济性分析250
9.5.3  降低加氢站氢气成本的路径研究252
9.6  小结253
第10章  项目总结与经济社会效益分析254
10.1  项目总结254
10.1.1  截至2020年底，开展了世界上示范规模优选、范围最广的燃料
电池汽车运行研究工作255
10.1.2  示范运行研究成果助力我国氢能与燃料电池相关政策标准法规
趋于完善255
10.1.3  示范运行维保体系建立为商业化运行奠定基础255
10.1.4  燃料电池核心部件成本快速下降255
10.1.5  示范运行监控推动氢能燃料电池产业数字化发展 256
10.1.6  燃料电池汽车产业消防安全研究取得初步成果256
10.1.7  氢能与燃料电池汽车经济性研究助力后续产业发展257
10.2  经济社会效益分析257
10.3  下一步工作建议及展望269