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最新發布《燃料電池汽車測試規范》

更新時間:2021-06-16    點擊次數:1330

文章摘自:電車資源(yuan)

為規范燃(ran)料(liao)電池(chi)(chi)汽(qi)車檢(jian)測(ce)工作(zuo),支撐燃(ran)料(liao)電池(chi)(chi)汽(qi)車示范應用,2021年(nian)6月11日,工信部(bu)發(fa)布了《燃(ran)料(liao)電池(chi)(chi)汽(qi)車測(ce)試(shi)規范》的通知。

 

以下(xia)為(wei)《燃(ran)料電(dian)池汽車測試規范》的具體內容:

燃料電池汽車測試規范(試行版)

1、通用要求

測試過(guo)程中采集數據的(de)頻率應不低于5Hz,數據應精(jing)確(que)到小數點后2位,另(ling)有說明除外。

2、燃料電池系統額定功率測試方法

按照GB/T 24554-2009第7.4章(zhang)節的(de)規(gui)定(ding)進行燃料(liao)電(dian)池系統的(de)額(e)定(ding)功(gong)率試(shi)驗。測試(shi)平臺按照規(gui)定(ding)的(de)加載方法(fa)對系統進行加載,加載到制造商申報的(de)系統額(e)定(ding)功(gong)率后持續穩定(ding)運(yun)行60min,在此期間(jian)燃料(liao)電(dian)池系統應(ying)滿足(zu):

a) 燃料(liao)電池系統的(de)輸出功(gong)率應始終處于60min平均(jun)功(gong)率的(de)97%~103%之間(jian);

b) 燃料(liao)電池系統輸出(chu)的60min平(ping)均(jun)功率應(ying)不低于申報(bao)值;

c) 燃料電(dian)池(chi)系統持續穩(wen)定運行60min內(nei),其單電(dian)池(chi)平(ping)均電(dian)壓應不低于0.6V,計算(suan)方式(shi)為(wei)60min燃料電(dian)池(chi)堆(dui)的平(ping)均電(dian)壓除單電(dian)池(chi)節數。

以燃(ran)料(liao)電池系統輸出(chu)的60min平均功率作(zuo)為燃(ran)料(liao)電池系統的額(e)定功率PFCE,根據GB/T 24554-2009第8.3章節的規(gui)定計算(suan)電堆(dui)的功率Pstack。

注1:單電池節數(shu)采用(yong)雙極板(含兩(liang)端(duan)單流場極板)數(shu)減1的(de)方(fang)式(shi)計算,包括空(kong)電池。

注2:計算質量功(gong)(gong)率(lv)密度(du)和體積功(gong)(gong)率(lv)密度(du)時(shi),燃料電池系(xi)統(tong)額定功(gong)(gong)率(lv)測量值以kW為(wei)單位,保留三位小(xiao)數;最終(zhong)記錄(lu)燃料電池系(xi)統(tong)額定功(gong)(gong)率(lv)標稱(cheng)值時(shi),以kW為(wei)單位,向下圓整到整數。

3、燃料電池系統質量功率密度測試方法

3.1 燃料(liao)電池系(xi)統質(zhi)量

按(an)照GB/T 24554-2009第7.11章節的(de)規(gui)定(ding)測(ce)量燃料電池系(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)質量m,測(ce)量時應按(an)照盡(jin)可能保證(zheng)被(bei)測(ce)系(xi)(xi)(xi)統(tong)完整(zheng)性的(de)原(yuan)則,應確(que)保被(bei)稱重的(de)燃料電池系(xi)(xi)(xi)統(tong)在(zai)連接氫(qing)氣源(yuan)和(he)散熱器的(de)條件下(xia)即可正常工作,稱重范(fan)圍包括(kuo)燃料電池系(xi)(xi)(xi)統(tong)邊界內(nei)的(de)所有部(bu)分,如圖1所示,單位為kg,具體包括(kuo):

a) 燃料電池(chi)模塊,包(bao)括(kuo)燃料電池(chi)堆、集成外殼、軋帶、固定螺桿、CVM等(deng);

b) 氫氣供應系統(tong),包括氫氣循環泵和/或氫氣引射器等;

c) 空(kong)氣供應系統(tong),包(bao)括空(kong)氣濾清器、消音裝置、空(kong)氣壓縮機、中冷(leng)器、增(zeng)濕(shi)器等;

d) 水(shui)熱(re)管理系(xi)統(tong),包括冷(leng)卻泵、去離子器、PTC等(deng),不包括輔助散(san)熱(re)組件(jian)、散(san)熱(re)器總成(cheng)、水(shui)箱、冷(leng)卻液及加(jia)濕用水(shui);

e) 控制系統(tong),包括(kuo)控制器、傳感(gan)器等(deng);

f) 組成燃料電池系統(tong)所必(bi)需(xu)的閥件(jian)、管路、線束、接(jie)頭(tou)和框架等。

3.2 

1.1 燃料電池系統質量功率密度MSPFCE

燃料電池系統質量功率密度MSPFCE按照公式(1)進行計算,單位為(wei)W/kg。

 

(1)

電池,燃料電池,氫能源

 

 

燃料(liao)電(dian)池系統(tong)質(zhi)量功率(lv)密(mi)度MSPFCE按照公式(1)進行(xing)計算(suan),單位為(wei)W/kg。

4、燃料電池堆體積功率密度測試方法

4.1 燃(ran)料電(dian)池堆(dui)體(ti)積VStack

完(wan)成燃料(liao)電池(chi)系統性能試驗后,制造(zao)商應對被測的燃料(liao)電池(chi)系統進行必(bi)要的拆解(jie),以(yi)便對燃料(liao)電池(chi)堆的體積(ji)進行測量。燃料(liao)電池(chi)堆體積(ji)測量示意(yi)圖如圖2所示,根據公式(2)計算,單位(wei)為L。

 

電池,燃料電池,氫能源

 

式中:

w——兩個端板之間的寬度(du)(mm);

l——雙極板外廓長度(mm);

h——雙極(ji)板外廓高度(mm)。

注(zhu)1:寬度w不包括(kuo)端板、絕緣(yuan)板、集流板,但應(ying)包括(kuo)所(suo)有(you)極板。

注2:拆解(jie)過程中(zhong)不應拆解(jie)端板,防止因預緊力改變影響測量結果。

雙(shuang)極(ji)板(ban)長度(du)(du)應(ying)測量(liang)燃料電池(chi)堆(dui)雙(shuang)極(ji)板(ban)長度(du)(du)方向的(de)最(zui)遠外(wai)廓(kuo)尺寸,單位為mm;雙(shuang)極(ji)板(ban)高(gao)(gao)度(du)(du)應(ying)測量(liang)燃料電池(chi)堆(dui)雙(shuang)極(ji)板(ban)高(gao)(gao)度(du)(du)方向的(de)最(zui)遠外(wai)廓(kuo)尺寸,單位為mm,圖(tu)2枚舉了可能(neng)的(de)測量(liang)場景(jing),其他(ta)測量(liang)場景(jing)應(ying)參考執(zhi)行。

其(qi)中,對于(yu)(yu)連(lian)續空(kong)(kong)白(bai)區域面(mian)積(ji)(ji)大(da)于(yu)(yu)等于(yu)(yu)雙(shuang)(shuang)極(ji)(ji)板外(wai)(wai)廓(kuo)面(mian)積(ji)(ji)(l*h)4%的(de)部分(fen),計(ji)算雙(shuang)(shuang)極(ji)(ji)板面(mian)積(ji)(ji)時應(ying)去除(chu)(chu)該部分(fen)面(mian)積(ji)(ji)(氫(qing)氣、空(kong)(kong)氣、水路通道除(chu)(chu)外(wai)(wai))。連(lian)續空(kong)(kong)白(bai)區域面(mian)積(ji)(ji)的(de)計(ji)算,應(ying)由第(di)三方檢(jian)測機構基于(yu)(yu)被測試對象的(de)雙(shuang)(shuang)極(ji)(ji)板實物進行測量計(ji)算。

 

電池,燃料電池,氫能源

 

4.2 燃料電池堆體(ti)積功率密(mi)度VSPStack

燃料電池堆體(ti)積功率密(mi)度VSPStack按照(zhao)公(gong)式(3)計算,單(dan)位為kW/L。

 

電池,燃料電池,氫能源

 

5、燃料電池系統低溫冷起動測試方法

5.1 浸機方法

5.1.1 試驗開始(shi)前,燃料電(dian)池系(xi)統應(ying)處于冷機狀(zhuang)態。

5.1.2 將燃(ran)料(liao)電池系統置于環(huan)境艙內,并(bing)加注(zhu)冷卻(que)液。

5.1.3 在浸機開(kai)始前(qian),燃(ran)料電池系(xi)統應起動至怠速狀態,持(chi)續時間(含起動)不超過3min,然后立即關閉燃(ran)料電池系(xi)統。

注:對于具備低(di)溫吹掃(sao)功(gong)能(neng)的燃料(liao)電池系統,可在(zai)環境倉(cang)降至廠商(shang)溫度并持續至少15分鐘后,按照5.1.3規定的方(fang)法(fa)進行低(di)溫吹掃(sao)代替浸機前(qian)吹掃(sao)。

5.1.4 設定(ding)環(huan)境艙(cang)(cang)溫(wen)度(du)為(wei)-30℃或更低(di)溫(wen)度(du),環(huan)境艙(cang)(cang)的溫(wen)度(du)應(ying)控制在設定(ding)溫(wen)度(du)的±2℃內,當環(huan)境溫(wen)度(du)達到設定(ding)溫(wen)度(du)后(hou)開始計時,有(you)效浸機時間為(wei)12 h,浸機過程(cheng)中不應(ying)有(you)人工(gong)干預(yu)、加(jia)熱保(bao)溫(wen)及外接熱源等措施。

注:有效浸(jin)機時間是指從環境艙的溫(wen)度(du)達(da)到(dao)設定溫(wen)度(du)后開始(shi)計時到(dao)浸(jin)機結束。

5.2 測試方法

試驗步驟如下:

a) 浸機過程結束后,由測試平臺向燃料電池系統發(fa)送起動指(zhi)令。

b) 測試(shi)平(ping)臺向燃料(liao)電(dian)池(chi)系統發送加載指(zhi)令,加載到制造(zao)商申(shen)(shen)報(bao)的系統額定功率(lv)后持續(xu)穩定運行10min,燃料(liao)電(dian)池(chi)系統的輸出功率(lv)應始終處于10min平(ping)均(jun)功率(lv)的97%~103%之間,且燃料(liao)電(dian)池(chi)系統輸出的10min平(ping)均(jun)功率(lv)應不(bu)低于申(shen)(shen)報(bao)值,然后測試(shi)平(ping)臺發送關機指(zhi)令,完成關機操作。

c) 記錄從測試(shi)平臺發送(song)起動指令開始至燃料電池系統達到額(e)定功率的時間以及氫(qing)氣消耗量(liang)。

5.3 數據記錄

試驗(yan)中需要記錄的(de)數據如下(xia):

a) 環境溫度(℃);

b) 有效浸機時間(h);

c) 燃料電(dian)池堆的電(dian)壓(V)和電(dian)流(liu)(A);

d) 各個輔(fu)助系統的(de)電(dian)壓(V)和電(dian)流(A);

e) 氫氣消耗(hao)量(g);

f) 冷起動時(shi)間(s)。

6、燃(ran)料電池汽車純氫續駛里(li)程

6.1 測試條件

6.1.1 在20℃~30℃的室溫(wen)下進行室內試驗。

6.1.2 機械運動部件(jian)用潤滑油黏度和輪胎壓力應符(fu)合(he)制造(zao)廠的規定(ding)。

6.1.3 車上的(de)照(zhao)明、信(xin)號裝置以及輔助設備應(ying)該關閉(bi),除(chu)非試驗和車輛白天(tian)運行對這些裝置有(you)要求(qiu)。

6.1.4 除驅動用途外,所有的儲能系(xi)統(電能、液壓(ya)、氣壓(ya)等)應充到制(zhi)造廠規(gui)定的最大值。

6.1.5 試驗車輛(liang)需按制造廠的規范進行磨合(he),且磨合(he)里程(cheng)不小于(yu)300km。

6.1.6 M1、N1類車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)和總質(zhi)(zhi)量不超過3500kg的(de)(de)M2類車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)的(de)(de)底(di)盤(pan)(pan)測功機(ji)設定(ding)按(an)照(zhao)GB 18352.6-2016附件CC的(de)(de)規定(ding)進行。其他類型(xing)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)的(de)(de)底(di)盤(pan)(pan)測功機(ji)設定(ding)按(an)照(zhao)GB/T 27840-2011附錄C的(de)(de)規定(ding)進行,其中(zhong)城市客車(che)(che)(che)的(de)(de)附加(jia)質(zhi)(zhi)量為最大(da)設計裝載質(zhi)(zhi)量的(de)(de)65%。如果行駛阻力(li)曲(qu)線(xian)由(you)汽車(che)(che)(che)生(sheng)產企業提(ti)供(gong),需(xu)要(yao)提(ti)供(gong)第三方試(shi)驗報(bao)(bao)告(gao)(gao)、計算報(bao)(bao)告(gao)(gao)或其他相關資料,并由(you)測試(shi)機(ji)構檢驗。

6.1.7 儲(chu)氫系統(tong)壓力為制造廠規定的公(gong)稱工作(zuo)壓力(±0.5MPa)。

6.1.8 對于裝有動(dong)(dong)力(li)(li)(li)電(dian)池且(qie)動(dong)(dong)力(li)(li)(li)電(dian)池參與驅動(dong)(dong)的(de)燃料電(dian)池電(dian)動(dong)(dong)汽車(che),試驗前(qian)應按(an)照制(zhi)造(zao)廠(chang)的(de)要(yao)求調(diao)整動(dong)(dong)力(li)(li)(li)電(dian)池SOC。

6.2 測試方法

6.2.1 M1、N1類車(che)輛(liang)(liang)和最大設計總質量不超過(guo)3500kg的M2類車(che)輛(liang)(liang),按照(zhao)GB/T 38146.1規(gui)定的循(xun)環工況進(jin)行(xing)續駛(shi)里程測(ce)(ce)試,其他類型車(che)輛(liang)(liang)按照(zhao)GB/T 38146.2規(gui)定的循(xun)環工況進(jin)行(xing)續駛(shi)里程測(ce)(ce)試,在底盤測(ce)(ce)功機(ji)上進(jin)行(xing)。

按照公式(4)計算燃料電(dian)池堆的(de)輸出總能量EFC(kWh):

 

電池,燃料電池,氫能源

 

按照公式(shi)(5)計算動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(zu)下列兩(liang)個條(tiao)件之一(yi)即(ji)應停止試驗。達(da)到試驗結束條(tiao)件時,擋(dang)位(wei)保持不變(bian),使(shi)車(che)輛滑(hua)行至較低穩定車(che)速或(huo)5km/h,再踩下制動踏板進行停車(che)。

a) 當(dang)儀表給出停車(che)指示(shi)時;

b) 試驗循環中車輛的速度公差(cha)和時(shi)間公差(cha)不滿足要求。

注1:M1、N1類(lei)(lei)車(che)(che)(che)輛(liang)和最大設計總(zong)質量不超過3500kg的(de)(de)M2類(lei)(lei)車(che)(che)(che)輛(liang)應滿足GB 18352.6-2016附(fu)錄C.1.2.6.6的(de)(de)規(gui)定,若車(che)(che)(che)輛(liang)申報(bao)的(de)(de)最高(gao)車(che)(che)(che)速(su)(su)小于(yu)CLTC的(de)(de)最高(gao)車(che)(che)(che)速(su)(su),對(dui)于(yu)超過車(che)(che)(che)輛(liang)申報(bao)最高(gao)車(che)(che)(che)速(su)(su)的(de)(de)部分,按照GB 18352.6-2016附(fu)件CA.5的(de)(de)規(gui)定對(dui)試驗循環進行修正,此時要求駕駛員(yuan)將加速(su)(su)踏板踩到(dao)底,允(yun)許(xu)車(che)(che)(che)輛(liang)實(shi)際車(che)(che)(che)速(su)(su)超過GB 18352.6-2016附(fu)錄C.1.2.6.6的(de)(de)規(gui)定的(de)(de)公差(cha)上限,但不能超過公差(cha)下限。

注2:其他類型(xing)車(che)(che)(che)輛(liang)應滿(man)足GB/T 27840-2011中5.5.1的規定,若(ruo)車(che)(che)(che)輛(liang)申報的最(zui)(zui)高車(che)(che)(che)速(su)小于CHTC的最(zui)(zui)高車(che)(che)(che)速(su),對(dui)于超(chao)過(guo)車(che)(che)(che)輛(liang)申報最(zui)(zui)高車(che)(che)(che)速(su)的部(bu)分(fen),按照GB 18352.6-2016附件CA.5的規定對(dui)試驗循環(huan)進(jin)行修正,此時(shi)要(yao)求駕駛員(yuan)將加(jia)速(su)踏板踩(cai)到底,允許車(che)(che)(che)輛(liang)實際車(che)(che)(che)速(su)超(chao)過(guo)GB/T 27840-2011中5.5.1的規定公(gong)差(cha)上限,但(dan)不能超(chao)過(guo)公(gong)差(cha)下限。

6.2.3 試驗結束(shu)后,記錄試驗車輛行駛的距離D,單位(wei)為km,測量(liang)值按四舍(she)五入圓整(zheng)(zheng)到整(zheng)(zheng)數,該距離即為車輛的續駛里(li)程。按照公式(6)計(ji)算車輛的純氫續駛里(li)程DFC(km):

 

電池,燃料電池,氫能源

 

6.3 數據記錄

從(cong)整車起動開始采樣(yang),直至試(shi)驗(yan)結(jie)束,總采樣(yang)時間(jian)為T(s),采集參數(shu)包括:

a) 燃料(liao)電池堆(dui)電壓(ya)UFC(V);

b) 燃料電池堆電流IFC(A);

c) 動力(li)電(dian)池電(dian)壓UBAT(V);

d) 動(dong)力(li)電池(chi)電流IBAT(A)。

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