A basic study for explosion pressure prediction of hydrogen fuel vehicle hydrogen tanks in underground parking lot

지구온난화로 인한 이상기후로 전 세계적 피해가 커지고 있는 가운데, 내연기관의 온실가스 배출을 줄이기 위하여, 친환경자동차 도입이 가속화되고 있다. 이에 각국에서는 수소연료자동차의 안전성 확보를 위해 터널이나 지하주차장과 같은반밀폐공간에서 수소 연료 폭발에 대비한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 반밀폐공간이라 할 수 있는 지하주차장을 대상으로 수소탱크의 폭발을 등가 TNT 모델을 적용하여 폭발압력을 예측하고 이 값을 폭발압력에 따른 피해범위 및 영향을 분석하였다. 등가 TNT 모델을 적용한 수소탱크 폭발압력 예측 결과 수소용량이 52 Liter인 경우를 기준으로 75 Liter, 156 Liter인 경우 1.5 m 높이에서 각각 약 1.12배, 2.30배 높은 것으로 나타났다. 예측된 최대폭발압력을 충격량으로 환산하여 인체 및 건물에 미치는 영향을 검토한 결과 모든 예측값이 폐 손상 또는 심각한 부분 파괴가 발생할것으로 예측 되었으며, 예측된 피해정도는 폭발에 따른 충격량만으로 환산 적용한 것이며, 폭발에 따른 부가적인 피해를고려한다면 실제 피해는 더욱 증가되어 이에 대한 안전 및 방재의 대책이 강구되어야 할 것으로 사료된다.

keywords: Fuel cell electric vehicle, Parking lot, Semi-closed space, Hydrogen explosion, Explosion pressure, 수소연료전지차, 지하주차장, 반밀폐공간, 수소폭발, 폭발압력

Abstract

Amid growing global damage due to abnormal weather caused by global warming, the introduction of eco-friendly cars is accelerating to reduce greenhouse gas emissionsfrom internal combustion engines. Accordingly, many studies are being conducted in each country to prepare for the explosion of hydrogen fuel in semi-closed spaces suchas tunnels and underground parking lots to ensure the safety of hydrogen-electric vehicles. As a result of predicting the explosion pressure of the hydrogen tank usingthe equivalent TNT model, it was found to be about 1.12 times and 2.30 times higher at a height of 1.5 meters, respectively, based on the case of 52 liters of hydrogencapacity. A review of the impact on the human body and buildings by converting the predicted maximum explosive pressure into the amount of impact predicted that allpredicted values would result in lung damage or severe partial destruction. The predicted degree of damage was applied only by converting the amount of impactcaused by the explosion, and considering the additional damage caused by the explosion, it is believed that the actual damage will increase further and safety anddisaster prevention measures should be taken.

keywords: Fuel cell electric vehicle, Parking lot, Semi-closed space, Hydrogen explosion, Explosion pressure, 수소연료전지차, 지하주차장, 반밀폐공간, 수소폭발, 폭발압력

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논문 상세

Vol.23 No.6

지하주차장 수소연료차 수소탱크 폭발 압력 예측을 위한 기초 연구

A basic study for explosion pressure prediction of hydrogen fuel vehicle hydrogen tanks in underground parking lot

초록

Abstract

(사)한국터널지하공간학회