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文章摘自:電車(chē)資源
為規范燃料電池汽車(chē)檢測工作,支撐燃料電池汽車(chē)示范應用,2021年6月11日,工信部發(fā)布了《燃料電池汽車(chē)測試規范》的通知。
以下為《燃料電池汽車(chē)測試規范》的具體內容:
燃料電池汽車(chē)測試規范(試行版)
1、通用要求
測試過(guò)程中采集數據的頻率應不低于5Hz,數據應精確到小數點(diǎn)后2位,另有說(shuō)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章節的規定進(jìn)行燃料電池系統的額定功率試驗。測試平臺按照規定的加載方法對系統進(jìn)行加載,加載到制造商申報的系統額定功率后持續穩定運行60min,在此期間燃料電池系統應滿(mǎn)足:
a) 燃料電池系統的輸出功率應始終處于60min平均功率的97%~103%之間;
b) 燃料電池系統輸出的60min平均功率應不低于申報值;
c) 燃料電池系統持續穩定運行60min內,其單電池平均電壓應不低于0.6V,計算方式為60min燃料電池堆的平均電壓除單電池節數。
以燃料電池系統輸出的60min平均功率作為燃料電池系統的額定功率PFCE,根據GB/T 24554-2009第8.3章節的規定計算電堆的功率Pstack。
注1:?jiǎn)坞姵毓潝挡捎秒p極板(含兩端單流場(chǎng)極板)數減1的方式計算,包括空電池。
注2:計算質(zhì)量功率密度和體積功率密度時(shí),燃料電池系統額定功率測量值以kW為單位,保留三位小數;最終記錄燃料電池系統額定功率標稱(chēng)值時(shí),以kW為單位,向下圓整到整數。
3、燃料電池系統質(zhì)量功率密度測試方法
3.1 燃料電池系統質(zhì)量
按照GB/T 24554-2009第7.11章節的規定測量燃料電池系統的質(zhì)量m,測量時(shí)應按照盡可能保證被測系統完整性的原則,應確保被稱(chēng)重的燃料電池系統在連接氫氣源和散熱器的條件下即可正常工作,稱(chēng)重范圍包括燃料電池系統邊界內的所有部分,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) 氫氣供應系統,包括氫氣循環(huán)泵和/或氫氣引射器等;
c) 空氣供應系統,包括空氣濾清器、消音裝置、空氣壓縮機、中冷器、增濕器等;
d) 水熱管理系統,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,包括控制器、傳感器等;
f) 組成燃料電池系統所必需的閥件、管路、線(xiàn)束、接頭和框架等。
3.2
1.1 燃料電池系統質(zhì)量功率密度MSPFCE
燃料電池系統質(zhì)量功率密度MSPFCE按照公式(1)進(jìn)行計算,單位為W/kg。
(1)
燃料電池系統質(zhì)量功率密度MSPFCE按照公式(1)進(jìn)行計算,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
完成燃料電池系統性能試驗后,制造商應對被測的燃料電池系統進(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,根據公式(2)計算,單位為L(cháng)。
式中:
w——兩個(gè)端板之間的寬度(mm);
l——雙極板外廓長(cháng)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,但應包括所有極板。
注2:拆解過(guò)程中不應拆解端板,防止因預緊力改變影響測量結果。
雙極板長(cháng)度應測量燃料電池堆雙極板長(cháng)度方向的最遠外廓尺寸,單位為mm;雙極板高度應測量燃料電池堆雙極板高度方向的最遠外廓尺寸,單位為mm,圖2枚舉了可能的測量場(chǎng)景,其他測量場(chǎng)景應參考執行。
其中,對于連續空白區域面積大于等于雙極板外廓面積(l*h)4%的部分,計算雙極板面積時(shí)應去除該部分面積(氫氣、空氣、水路通道除外)。連續空白區域面積的計算,應由第三方檢測機構基于被測試對象的雙極板實(shí)物進(jìn)行測量計算。
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)計算,單位為kW/L。
5、燃料電池系統低溫冷起動(dòng)測試方法
5.1 浸機方法
5.1.1 試驗開(kāi)始前,燃料電池系統應處于冷機狀態(tài)。
5.1.2 將燃料電池系統置于環(huán)境艙內,并加注冷卻液。
5.1.3 在浸機開(kāi)始前,燃料電池系統應起動(dòng)至怠速狀態(tài),持續時(shí)間(含起動(dòng))不超過(guò)3min,然后立即關(guān)閉燃料電池系統。
注:對于具備低溫吹掃功能的燃料電池系統,可在環(huán)境倉降至廠(chǎng)商溫度并持續至少15分鐘后,按照5.1.3規定的方法進(jìn)行低溫吹掃代替浸機前吹掃。
5.1.4 設定環(huán)境艙溫度為-30℃或更低溫度,環(huán)境艙的溫度應控制在設定溫度的±2℃內,當環(huán)境溫度達到設定溫度后開(kāi)始計時(shí),有效浸機時(shí)間為12 h,浸機過(guò)程中不應有人工干預、加熱保溫及外接熱源等措施。
注:有效浸機時(shí)間是指從環(huán)境艙的溫度達到設定溫度后開(kāi)始計時(shí)到浸機結束。
5.2 測試方法
試驗步驟如下:
a) 浸機過(guò)程結束后,由測試平臺向燃料電池系統發(fā)送起動(dòng)指令。
b) 測試平臺向燃料電池系統發(fā)送加載指令,加載到制造商申報的系統額定功率后持續穩定運行10min,燃料電池系統的輸出功率應始終處于10min平均功率的97%~103%之間,且燃料電池系統輸出的10min平均功率應不低于申報值,然后測試平臺發(fā)送關(guān)機指令,完成關(guān)機操作。
c) 記錄從測試平臺發(fā)送起動(dòng)指令開(kāi)始至燃料電池系統達到額定功率的時(shí)間以及氫氣消耗量。
5.3 數據記錄
試驗中需要記錄的數據如下:
a) 環(huán)境溫度(℃);
b) 有效浸機時(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(chē)純氫續駛里程
6.1 測試條件
6.1.1 在20℃~30℃的室溫下進(jìn)行室內試驗。
6.1.2 機械運動(dòng)部件用潤滑油黏度和輪胎壓力應符合制造廠(chǎng)的規定。
6.1.3 車(chē)上的照明、信號裝置以及輔助設備應該關(guān)閉,除非試驗和車(chē)輛白天運行對這些裝置有要求。
6.1.4 除驅動(dòng)用途外,所有的儲能系統(電能、液壓、氣壓等)應充到制造廠(chǎng)規定的最大值。
6.1.5 試驗車(chē)輛需按制造廠(chǎng)的規范進(jìn)行磨合,且磨合里程不小于300km。
6.1.6 M1、N1類(lèi)車(chē)輛和總質(zhì)量不超過(guò)3500kg的M2類(lèi)車(chē)輛的底盤(pán)測功機設定按照GB 18352.6-2016附件CC的規定進(jìn)行。其他類(lèi)型車(chē)輛的底盤(pán)測功機設定按照GB/T 27840-2011附錄C的規定進(jìn)行,其中城市客車(chē)的附加質(zhì)量為最大設計裝載質(zhì)量的65%。如果行駛阻力曲線(xiàn)由汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)提供,需要提供第三方試驗報告、計算報告或其他相關(guān)資料,并由測試機構檢驗。
6.1.7 儲氫系統壓力為制造廠(chǎng)規定的公稱(chēng)工作壓力(±0.5MPa)。
6.1.8 對于裝有動(dòng)力電池且動(dòng)力電池參與驅動(dòng)的燃料電池電動(dòng)汽車(chē),試驗前應按照制造廠(chǎng)的要求調整動(dòng)力電池SOC。
6.2 測試方法
6.2.1 M1、N1類(lèi)車(chē)輛和最大設計總質(zhì)量不超過(guò)3500kg的M2類(lèi)車(chē)輛,按照GB/T 38146.1規定的循環(huán)工況進(jìn)行續駛里程測試,其他類(lèi)型車(chē)輛按照GB/T 38146.2規定的循環(huán)工況進(jìn)行續駛里程測試,在底盤(pán)測功機上進(jìn)行。
按照公式(4)計算燃料電池堆的輸出總能量EFC(kWh):
按照公式(5)計算動(dòng)力電池的凈能量變化量EBAT(kWh):
6.2.2 滿(mǎn)足下列兩個(gè)條件之一即應停止試驗。達到試驗結束條件時(shí),擋位保持不變,使車(chē)輛滑行至較低穩定車(chē)速或5km/h,再踩下制動(dòng)踏板進(jìn)行停車(chē)。
a) 當儀表給出停車(chē)指示時(shí);
b) 試驗循環(huán)中車(chē)輛的速度公差和時(shí)間公差不滿(mǎn)足要求。
注1:M1、N1類(lèi)車(chē)輛和最大設計總質(zhì)量不超過(guò)3500kg的M2類(lèi)車(chē)輛應滿(mǎn)足GB 18352.6-2016附錄C.1.2.6.6的規定,若車(chē)輛申報的最高車(chē)速小于CLTC的最高車(chē)速,對于超過(guò)車(chē)輛申報最高車(chē)速的部分,按照GB 18352.6-2016附件CA.5的規定對試驗循環(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(chē)輛實(shí)際車(chē)速超過(guò)GB 18352.6-2016附錄C.1.2.6.6的規定的公差上限,但不能超過(guò)公差下限。
注2:其他類(lèi)型車(chē)輛應滿(mǎn)足GB/T 27840-2011中5.5.1的規定,若車(chē)輛申報的最高車(chē)速小于CHTC的最高車(chē)速,對于超過(guò)車(chē)輛申報最高車(chē)速的部分,按照GB 18352.6-2016附件CA.5的規定對試驗循環(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(chē)輛實(shí)際車(chē)速超過(guò)GB/T 27840-2011中5.5.1的規定公差上限,但不能超過(guò)公差下限。
6.2.3 試驗結束后,記錄試驗車(chē)輛行駛的距離D,單位為km,測量值按四舍五入圓整到整數,該距離即為車(chē)輛的續駛里程。按照公式(6)計算車(chē)輛的純氫續駛里程DFC(km):
6.3 數據記錄
從整車(chē)起動(dòng)開(kāi)始采樣,直至試驗結束,總采樣時(shí)間為T(mén)(s),采集參數包括:
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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