第一项要求是：当燃料电池系统某个部件(位于储氢罐主氢气切断阀下游)发生单一故障并可能导致氢气泄漏时，乘客舱内的氢气浓度应低于标准值。第二项要求是：当燃料电池系统某个部件在运行过程中发生单一故障并导致车辆封闭或半封闭空间内氢气浓度超过3%时，应触发警报；此外，如果氢气浓度超过4%，应能够通过关闭储氢罐主氢气切断阀来隔离储氢系统。

除了上述法规外，本田在开发过程中还首先制定了自有目标值，以确保氢气处理的安全性能设计。首先，针对正常运行期间氢气通风结构内部的氢气浓度，本田设定了远低于可燃浓度的目标值作为安全性能目标。这一设计有助于防止氢气在前引擎盖下积聚(该区域存在点火源)，并通过车身缝隙将氢气安全排放到车外。该安全性能目标基于满足表1中7.1.4.2所列的乘客舱氢气浓度标准，适用于氢气通风结构内部。

此外，当氢气系统部件发生损坏并导致氢气泄漏到结构内部时，氢气传感器会及时检测到泄漏并切断氢气供应。在这种情况下，相关要求也能符合表1中7.1.4.3的规定。

同时，本田还制定了有助于防止可能发生点火的设计标准：即使氢气通过滤芯从氢气通风结构释放到前引擎盖下方(该区域分布有点火源)，也会在切断氢气供应的同时限制从滤芯泄漏的氢气量，确保其浓度保持在可燃浓度以下，从而有效防止点火事件的发生。

表2比较了本田的法规与国际法规。车辆状态分为“正常运行状态”和“单一故障状态”，对应的法规和标准列于表中。在正常运行状态下，本田为车内氢气浓度制定了相关法规，而国际法规对此并未作出规定。如前所述，国际法规仅针对单一故障状态设定了相关要求，具体包括在氢气浓度升高时发出警报并切断氢气供应的措施。

 

 

图2和图3展示了简化版氢气通风结构的CR-V e:FCEV外观。通过在电堆壳侧面安装防水防尘滤芯替代传统的氢气排放管道，不仅提升了通风功能，还满足了安全性能的要求。

 

 

 

如图4所示，与传统车型相比，氢气通风结构的体积减少了78%。基于此，氢气通风结构的开发目标可归纳为以下两点：

 

• 即使氢气通风结构采用防水防尘滤芯，仍应确保满足本田制定的氢气浓度标准，与传统车型保持一致；

• 通过引入强制通风的氢气通风结构，进一步确保安全性能的提升。

 

 

03 氢气通风结构概述

 

3.1  强制通风系统

 

为本车型新增了一种强制通风系统，用于稀释氢气通风结构中的氢气。图 5 展示了包含强制通风管路的系统示意图。该系统通过从阴极电极的供气中分离部分气流，并在管路中途设置限流孔来降低气流进入氢气通风结构的速度。进入强制通风管路的空气流速会随供气量变化而调整，当供气量增加时，流向强制通风管路的空气流速也相应提高。

 

 

在正常运行过程中，燃料电池堆产生的氢气通过氢气通风结构排放，在与强制通风管路排出的空气混合稀释后，经由防水防尘滤芯从前引擎盖下排放。然而，该强制通风系统仅在燃料电池系统运行时有效。当车辆停止且燃料电池系统未运行时，该系统将无法工作。因此，即使仅依赖防水防尘滤芯进行通风，氢气通风结构内的氢气浓度也必须始终保持低于标准安全值。

 

3.2 防水防尘滤芯

 

图6展示了燃料电池堆的组成。在车辆行驶过程中，为了高效地将空气引入作为氢气通风结构一部分的电堆壳内，滤芯被分别安装在车辆的前后方。

 

 

图7显示了前上部滤芯的结构设计。为了从前方引入空气，滤芯应具备较大的表面积，这被认为是理想的设计。然而，滤芯与外界直接接触可能导致灰尘堆积，进而影响通风性能。此外，滤芯还可能因外力(如手指按压)受损，进而与电堆壳内部的带电部件接触，若水或灰尘进入，还可能引发电击或短路。

 

 

因此，在该车型中，采用了带有上下缝隙的滤芯罩设计，以帮助防止水和灰尘的积聚。同时，该设计通过结构间隙，有效避免了滤芯因外力而受损，从而增强了其稳定性和安全性。

 

3.3 氢气传感器的作用及位置

 

氢气传感器应安装在能够迅速检测到因车辆碰撞等原因导致氢气系统部件受损并可能发生氢气泄漏的位置。然而，在正常运行期间，如果氢气浓度超过异常氢气浓度的检测阈值，传感器可能会错误地判断发生了氢气泄漏并停止系统运行，即使部件未受损。

 

因此，在确定氢气传感器的安装位置时，必须确保氢气通风结构内部能够得到适当的通风，从而确保检测阈值低于异常氢气浓度的标准。

 

需要避免在部件未受损的正常运行状态下，因氢气通风结构内部氢气浓度升高而引发传感器的误检测。此外，还应考虑将传感器放置在能够立即检测到故障发生的位置。

 

图8展示了正常运行期间氢气通风结构内部的氢气浓度分布。根据上述设计理念，传感器被安装在靠近前方滤芯的位置。将传感器放置在滤芯附近，可以确保其持续通风；同时，将其安装在电堆壳内氢气易积聚的区域，有助于确保在故障发生时能够立即检测到异常情况。