Hydrogen and Battery Locomotive Risk   Assessment -Companion Report

Stephanie Girard; Manuel Hernandez; Isabella Jimenez

Hydrogen and Battery Locomotive Risk Assessment -Companion Report

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creativework.keywords - en: Rail; Transportation; Battery; Train; Enclosed space; Hydrogen; Locomotive; Risk; Decarbonization; GHG emissions; Zero-emission; Low-carbon
creativework.keywords - fr: Ferroviaire; Transport; Batterie; Train; Espace clos; Hydrogène; Locomotive; Risque; Décarbonation; GES-émissions de gaz à effet de serre; Zéro émission; Faible carbone
dc.contributor.author: Stephanie Girard; Manuel Hernandez; Isabella Jimenez
dc.date.accessioned: 2025-06-09T20:58:23Z
dc.date.available: 2025-06-09T20:58:23Z
dc.date.issued: 2024-11-21
dc.description.abstract - en: This report presents a comprehensive risk assessment of a reference hydrogen and battery-powered locomotive, systematically analyzing its systems, sub-systems, and components to identify and quantify potential risks. The assessment covers key areas, including the automatic safety system, fuel cell system (FCS), battery system, control units, thermal management, onboard fuel supply, and ground-based fuel dispensing equipment. By evaluating various modes of operation (e.g., accelerating, braking) and exposure to railway-specific stresses (e.g., shock, vibration), the authors identify six principal risk categories: combustible hydrogen-air mixtures, battery thermal runaway, high voltage, over-temperature, enclosed spaces, and environmental exposure. A qualitative risk analysis classifies most instances (498) as low risk, with only three identified as medium risk, primarily involving hydrogen tank rupture scenarios or thermal pressure relief device (TPRD) failures. The report recommends further rail application-specific assessments (e.g., tunnel operations, maintenance activities) and emphasizes the need for periodic updates to reflect new technologies, field failures, and evolving operational scenarios.
dc.description.abstract-fosrctranslation - fr: Ce rapport présente une évaluation complète des risques d'une locomotive de référence alimentée à l'hydrogène et à batterie, en analysant systématiquement ses systèmes, sous-systèmes et composants afin d'identifier et de quantifier les risques potentiels. L'évaluation couvre des domaines clés, notamment le système de sécurité automatique, le système de pile à combustible, le système de batterie, les unités de contrôle, la gestion thermique, l'approvisionnement en carburant à bord et l'équipement de distribution de carburant au sol. En évaluant divers modes de fonctionnement (p. ex., accélération, freinage) et l'exposition à des contraintes particulières aux chemins de fer (p. ex., chocs, vibrations), les auteurs identifient six principales catégories de risques : les mélanges hydrogène-air combustibles, l'emballement thermique des batteries, la haute tension, la surchauffe, les espaces clos et l'exposition à l'environnement. Une analyse qualitative des risques classe la plupart des cas (498) comme présentant un risque faible, et seulement trois cas comme présentant un risque moyen, impliquant principalement des scénarios de rupture de réservoir d'hydrogène ou des défaillances d'un dispositif de décharge de pression thermique. Le rapport recommande davantage d’évaluations propres aux applications ferroviaires (p. ex., l'exploitation des tunnels, les activités d'entretien) et insiste sur la nécessité de mises à jour périodiques pour tenir compte des nouvelles technologies, des défaillances sur le terrain et de l'évolution des scénarios d’exploitation.
dc.description.fosrcfull - en: This report presents a comprehensive risk assessment of a reference hydrogen and battery-powered locomotive, systematically analyzing its systems, sub-systems, and components to identify and quantify potential risks.
dc.description.fosrcfull-fosrctranslation - fr: Ce rapport présente une évaluation complète des risques d'une locomotive de référence alimentée à l'hydrogène et à batterie, en analysant systématiquement ses systèmes, sous-systèmes et composants afin d'identifier et de quantifier les risques potentiels.
dc.identifier.citation: Girard, S., Hernandez, M., Jimenez, I. (2024). Technical Report Hydrogen and Battery Locomotive Risk Assessment – Companion Report. National Research Council Canada.
dc.identifier.fosrcprojectid: A1-022304
dc.identifier.govdoc: 1TJC06XY54SB-1102879366-1957
dc.identifier.organization: National Research Council Canada
dc.identifier.other: AST-2024-0033
dc.identifier.uri: https://science-ouverte.canada.ca/handle/123456789/3693
dc.language.iso: en
dc.publisher - en: National Research Council Canada
dc.relation.isrelatedto - en: https://science-ouverte.canada.ca/handle/123456789/3692
dc.rights - en: Open Government Licence - Canada
dc.rights - fr: Licence du gouvernement ouvert - Canada
dc.rights.openaccesslevel - en: Green
dc.rights.openaccesslevel - fr: Vert
dc.rights.uri - en: https://open.canada.ca/en/open-government-licence-canada
dc.rights.uri - fr: https://ouvert.canada.ca/fr/licence-du-gouvernement-ouvert-canada
dc.subject - en: Rail transport; Trains; Energy technology; Emission control technology; Transportation safety
dc.subject - fr: Transport ferroviaire; Train; Technologie énergétique; Technologie antipollution; Sécurité des transports
dc.subject.en - en: Rail transport; Trains; Energy technology; Emission control technology; Transportation safety
dc.subject.fr - fr: Transport ferroviaire; Train; Technologie énergétique; Technologie antipollution; Sécurité des transports
dc.title - en: Hydrogen and Battery Locomotive Risk Assessment -Companion Report
dc.title.alternative - fr: Évaluation des risques liés à l'hydrogène et aux locomotives à batterie - Rapport d'accompagnement
dc.type - en: Consultant report
dc.type - fr: Rapport de consultant
local.pagination: 1-51
local.peerreview - en: Internal Review
local.peerreview - fr: Examen interne
local.report.edition: v.1.0
local.report.reportnum: 1TJC06XY54SB-1102879366-1957
local.requestdoi: oui