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技術(shù)文章

最新發(fā)布《燃料電池汽車測試規(guī)范》

閱讀:1943          發(fā)布時(shí)間:2021-6-16

文章摘自:電車資源

為規(guī)范燃料電池汽車檢測工作,,支撐燃料電池汽車示范應(yīng)用,,2021年6月11日,工信部發(fā)布了《燃料電池汽車測試規(guī)范》的通知,。

 

以下為《燃料電池汽車測試規(guī)范》的具體內(nèi)容:

燃料電池汽車測試規(guī)范(試行版)

1,、通用要求

測試過程中采集數(shù)據(jù)的頻率應(yīng)不低于5Hz,數(shù)據(jù)應(yīng)精確到小數(shù)點(diǎn)后2位,,另有說明除外,。

2、燃料電池系統(tǒng)額定功率測試方法

按照GB/T 24554-2009第7.4章節(jié)的規(guī)定進(jìn)行燃料電池系統(tǒng)的額定功率試驗(yàn),。測試平臺按照規(guī)定的加載方法對系統(tǒng)進(jìn)行加載,,加載到制造商申報(bào)的系統(tǒng)額定功率后持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行60min,在此期間燃料電池系統(tǒng)應(yīng)滿足:

a) 燃料電池系統(tǒng)的輸出功率應(yīng)始終處于60min平均功率的97%~103%之間,;

b) 燃料電池系統(tǒng)輸出的60min平均功率應(yīng)不低于申報(bào)值,;

c) 燃料電池系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行60min內(nèi),其單電池平均電壓應(yīng)不低于0.6V,,計(jì)算方式為60min燃料電池堆的平均電壓除單電池節(jié)數(shù),。

以燃料電池系統(tǒng)輸出的60min平均功率作為燃料電池系統(tǒng)的額定功率PFCE,,根據(jù)GB/T 24554-2009第8.3章節(jié)的規(guī)定計(jì)算電堆的功率Pstack。

注1:單電池節(jié)數(shù)采用雙極板(含兩端單流場極板)數(shù)減1的方式計(jì)算,,包括空電池,。

注2:計(jì)算質(zhì)量功率密度和體積功率密度時(shí),燃料電池系統(tǒng)額定功率測量值以kW為單位,,保留三位小數(shù),;最終記錄燃料電池系統(tǒng)額定功率標(biāo)稱值時(shí),以kW為單位,,向下圓整到整數(shù),。

3、燃料電池系統(tǒng)質(zhì)量功率密度測試方法

3.1 燃料電池系統(tǒng)質(zhì)量

按照GB/T 24554-2009第7.11章節(jié)的規(guī)定測量燃料電池系統(tǒng)的質(zhì)量m,,測量時(shí)應(yīng)按照盡可能保證被測系統(tǒng)完整性的原則,,應(yīng)確保被稱重的燃料電池系統(tǒng)在連接氫氣源和散熱器的條件下即可正常工作,稱重范圍包括燃料電池系統(tǒng)邊界內(nèi)的所有部分,,如圖1所示,,單位為kg,具體包括:

a) 燃料電池模塊,,包括燃料電池堆,、集成外殼、軋帶,、固定螺桿,、CVM等,;

b) 氫氣供應(yīng)系統(tǒng),,包括氫氣循環(huán)泵和/或氫氣引射器等;

c) 空氣供應(yīng)系統(tǒng),,包括空氣濾清器,、消音裝置,、空氣壓縮機(jī),、中冷器,、增濕器等,;

d) 水熱管理系統(tǒng),包括冷卻泵、去離子器、PTC等,,不包括輔助散熱組件,、散熱器總成,、水箱,、冷卻液及加濕用水,;

e) 控制系統(tǒng),包括控制器,、傳感器等,;

f) 組成燃料電池系統(tǒng)所必需的閥件,、管路,、線束、接頭和框架等,。

3.2 

1.1 燃料電池系統(tǒng)質(zhì)量功率密度MSPFCE

燃料電池系統(tǒng)質(zhì)量功率密度MSPFCE按照公式(1)進(jìn)行計(jì)算,,單位為W/kg。

 

(1)

電池,,燃料電池,,氫能源

 

 

燃料電池系統(tǒng)質(zhì)量功率密度MSPFCE按照公式(1)進(jìn)行計(jì)算,,單位為W/kg,。

4,、燃料電池堆體積功率密度測試方法

4.1 燃料電池堆體積VStack

完成燃料電池系統(tǒng)性能試驗(yàn)后,,制造商應(yīng)對被測的燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行必要的拆解,以便對燃料電池堆的體積進(jìn)行測量,。燃料電池堆體積測量示意圖如圖2所示,,根據(jù)公式(2)計(jì)算,單位為L,。

 

電池,,燃料電池,氫能源

 

式中:

w——兩個(gè)端板之間的寬度(mm),;

l——雙極板外廓長度(mm),;

h——雙極板外廓高度(mm),。

注1:寬度w不包括端板、絕緣板、集流板,,但應(yīng)包括所有極板。

注2:拆解過程中不應(yīng)拆解端板,,防止因預(yù)緊力改變影響測量結(jié)果,。

雙極板長度應(yīng)測量燃料電池堆雙極板長度方向的最遠(yuǎn)外廓尺寸,單位為mm,;雙極板高度應(yīng)測量燃料電池堆雙極板高度方向的最遠(yuǎn)外廓尺寸,,單位為mm,,圖2枚舉了可能的測量場景,,其他測量場景應(yīng)參考執(zhí)行。

其中,,對于連續(xù)空白區(qū)域面積大于等于雙極板外廓面積(l*h)4%的部分,,計(jì)算雙極板面積時(shí)應(yīng)去除該部分面積(氫氣、空氣,、水路通道除外),。連續(xù)空白區(qū)域面積的計(jì)算,應(yīng)由第三方檢測機(jī)構(gòu)基于被測試對象的雙極板實(shí)物進(jìn)行測量計(jì)算,。

 

電池,,燃料電池,氫能源

 

4.2 燃料電池堆體積功率密度VSPStack

燃料電池堆體積功率密度VSPStack按照公式(3)計(jì)算,單位為kW/L,。

 

電池,,燃料電池,氫能源

 

5、燃料電池系統(tǒng)低溫冷起動(dòng)測試方法

5.1 浸機(jī)方法

5.1.1 試驗(yàn)開始前,,燃料電池系統(tǒng)應(yīng)處于冷機(jī)狀態(tài),。

5.1.2 將燃料電池系統(tǒng)置于環(huán)境艙內(nèi),并加注冷卻液,。

5.1.3 在浸機(jī)開始前,,燃料電池系統(tǒng)應(yīng)起動(dòng)至怠速狀態(tài),持續(xù)時(shí)間(含起動(dòng))不超過3min,,然后立即關(guān)閉燃料電池系統(tǒng),。

注:對于具備低溫吹掃功能的燃料電池系統(tǒng),可在環(huán)境倉降至廠商溫度并持續(xù)至少15分鐘后,,按照5.1.3規(guī)定的方法進(jìn)行低溫吹掃代替浸機(jī)前吹掃,。

5.1.4 設(shè)定環(huán)境艙溫度為-30℃或更低溫度,環(huán)境艙的溫度應(yīng)控制在設(shè)定溫度的±2℃內(nèi),,當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到設(shè)定溫度后開始計(jì)時(shí),,有效浸機(jī)時(shí)間為12 h,浸機(jī)過程中不應(yīng)有人工干預(yù)、加熱保溫及外接熱源等措施,。

注:有效浸機(jī)時(shí)間是指從環(huán)境艙的溫度達(dá)到設(shè)定溫度后開始計(jì)時(shí)到浸機(jī)結(jié)束,。

5.2 測試方法

試驗(yàn)步驟如下:

a) 浸機(jī)過程結(jié)束后,由測試平臺向燃料電池系統(tǒng)發(fā)送起動(dòng)指令,。

b) 測試平臺向燃料電池系統(tǒng)發(fā)送加載指令,,加載到制造商申報(bào)的系統(tǒng)額定功率后持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行10min,燃料電池系統(tǒng)的輸出功率應(yīng)始終處于10min平均功率的97%~103%之間,,且燃料電池系統(tǒng)輸出的10min平均功率應(yīng)不低于申報(bào)值,,然后測試平臺發(fā)送關(guān)機(jī)指令,完成關(guān)機(jī)操作,。

c) 記錄從測試平臺發(fā)送起動(dòng)指令開始至燃料電池系統(tǒng)達(dá)到額定功率的時(shí)間以及氫氣消耗量,。

5.3 數(shù)據(jù)記錄

試驗(yàn)中需要記錄的數(shù)據(jù)如下:

a) 環(huán)境溫度(℃);

b) 有效浸機(jī)時(shí)間(h),;

c) 燃料電池堆的電壓(V)和電流(A),;

d) 各個(gè)輔助系統(tǒng)的電壓(V)和電流(A);

e) 氫氣消耗量(g),;

f) 冷起動(dòng)時(shí)間(s),。

6、燃料電池汽車純氫續(xù)駛里程

6.1 測試條件

6.1.1 在20℃~30℃的室溫下進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),。

6.1.2 機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件用潤滑油黏度和輪胎壓力應(yīng)符合制造廠的規(guī)定,。

6.1.3 車上的照明、信號裝置以及輔助設(shè)備應(yīng)該關(guān)閉,,除非試驗(yàn)和車輛白天運(yùn)行對這些裝置有要求,。

6.1.4 除驅(qū)動(dòng)用途外,所有的儲能系統(tǒng)(電能,、液壓,、氣壓等)應(yīng)充到制造廠規(guī)定的最大值。

6.1.5 試驗(yàn)車輛需按制造廠的規(guī)范進(jìn)行磨合,,且磨合里程不小于300km,。

6.1.6 M1、N1類車輛和總質(zhì)量不超過3500kg的M2類車輛的底盤測功機(jī)設(shè)定按照GB 18352.6-2016附件CC的規(guī)定進(jìn)行,。其他類型車輛的底盤測功機(jī)設(shè)定按照GB/T 27840-2011附錄C的規(guī)定進(jìn)行,,其中城市客車的附加質(zhì)量為最大設(shè)計(jì)裝載質(zhì)量的65%。如果行駛阻力曲線由汽車生產(chǎn)企業(yè)提供,,需要提供第三方試驗(yàn)報(bào)告,、計(jì)算報(bào)告或其他相關(guān)資料,并由測試機(jī)構(gòu)檢驗(yàn),。

6.1.7 儲氫系統(tǒng)壓力為制造廠規(guī)定的公稱工作壓力(±0.5MPa),。

6.1.8 對于裝有動(dòng)力電池且動(dòng)力電池參與驅(qū)動(dòng)的燃料電池電動(dòng)汽車,,試驗(yàn)前應(yīng)按照制造廠的要求調(diào)整動(dòng)力電池SOC。

6.2 測試方法

6.2.1 M1,、N1類車輛和最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量不超過3500kg的M2類車輛,,按照GB/T 38146.1規(guī)定的循環(huán)工況進(jìn)行續(xù)駛里程測試,其他類型車輛按照GB/T 38146.2規(guī)定的循環(huán)工況進(jìn)行續(xù)駛里程測試,,在底盤測功機(jī)上進(jìn)行,。

按照公式(4)計(jì)算燃料電池堆的輸出總能量EFC(kWh):

 

電池,燃料電池,,氫能源

 

按照公式(5)計(jì)算動(dòng)力電池的凈能量變化量EBAT(kWh):

 

電池,,燃料電池,氫能源

 

6.2.2 滿足下列兩個(gè)條件之一即應(yīng)停止試驗(yàn)。達(dá)到試驗(yàn)結(jié)束條件時(shí),,擋位保持不變,,使車輛滑行至較低穩(wěn)定車速或5km/h,再踩下制動(dòng)踏板進(jìn)行停車,。

a) 當(dāng)儀表給出停車指示時(shí),;

b) 試驗(yàn)循環(huán)中車輛的速度公差和時(shí)間公差不滿足要求。

注1:M1,、N1類車輛和最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量不超過3500kg的M2類車輛應(yīng)滿足GB 18352.6-2016附錄C.1.2.6.6的規(guī)定,,若車輛申報(bào)的最高車速小于CLTC的最高車速,對于超過車輛申報(bào)最高車速的部分,,按照GB 18352.6-2016附件CA.5的規(guī)定對試驗(yàn)循環(huán)進(jìn)行修正,,此時(shí)要求駕駛員將加速踏板踩到底,允許車輛實(shí)際車速超過GB 18352.6-2016附錄C.1.2.6.6的規(guī)定的公差上限,,但不能超過公差下限,。

注2:其他類型車輛應(yīng)滿足GB/T 27840-2011中5.5.1的規(guī)定,若車輛申報(bào)的最高車速小于CHTC的最高車速,,對于超過車輛申報(bào)最高車速的部分,,按照GB 18352.6-2016附件CA.5的規(guī)定對試驗(yàn)循環(huán)進(jìn)行修正,此時(shí)要求駕駛員將加速踏板踩到底,,允許車輛實(shí)際車速超過GB/T 27840-2011中5.5.1的規(guī)定公差上限,但不能超過公差下限,。

6.2.3 試驗(yàn)結(jié)束后,,記錄試驗(yàn)車輛行駛的距離D,,單位為km,測量值按四舍五入圓整到整數(shù),,該距離即為車輛的續(xù)駛里程,。按照公式(6)計(jì)算車輛的純氫續(xù)駛里程DFC(km):

 

電池,燃料電池,,氫能源

 

6.3 數(shù)據(jù)記錄

從整車起動(dòng)開始采樣,,直至試驗(yàn)結(jié)束,,總采樣時(shí)間為T(s),采集參數(shù)包括:

a) 燃料電池堆電壓UFC(V),;

b) 燃料電池堆電流IFC(A);

c) 動(dòng)力電池電壓UBAT(V),;

d) 動(dòng)力電池電流IBAT(A),。

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