在響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展與環(huán)保需求的背景下，燃料電池電動汽車作為新能源汽車的重要組成部分，其性能標準的制定與完善顯得尤為關(guān)鍵。由工業(yè)和信息化部主管，全國汽車標準化技術(shù)委員會歸口，以及國家市場監(jiān)督管理總局和國家標準化管理委員會的共同批準，我們迎來了燃料電池電動汽車動力性能的新標準：GB/T 26991-2023《燃料電池電動汽車動力性能試驗方法》。

此標準不僅進一步完善了燃料電池電動汽車最高車速、爬坡度和加速性能等動力性測試方法，還標志著我國在全球新能源汽車技術(shù)標準制定上的重要步伐。它詳盡地規(guī)定了燃料電池電動汽車在最高車速、爬坡度以及加速性能等關(guān)鍵動力性指標的測試方法，旨在確保這類車輛在性能表現(xiàn)上的可靠性和先進性。通過這些嚴格的測試和評估，我們不僅可以保證車輛的安全性和效率，還可以推動整個行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和市場競爭力。

1  范圍

本文件描述了燃料電池電動汽車的加速性能,最高車速及爬坡能力等動力性能的試驗方法。

本文件適用于使用壓縮氫的M類、N類燃料電池電動汽車(以下簡稱“車輛”)的動力性測試。

2  規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

GB/T 3730.2  道路車輛  質(zhì)量  詞匯和代碼

GB/T 12428  客車裝載質(zhì)量計算方法

GB/T 12534  汽車道路試驗方法通則

GB/T 12539  汽車爬陡坡試驗方法

GB/T12545.1-2008  汽車燃料消耗量試驗方法第1部分:乘用車燃料消耗量試驗方法

GB/T15089  機動車輛及掛車分類

GB18384  電動汽車安全要求

GB/T 18385  電動汽車動力性能試驗方法

GB/T 19596  電動汽車術(shù)語

GB/T 19752  混合動力電動汽車  動力性能  試驗方法

GB/T 24548  燃料電池電動汽車  術(shù)語

GB/T37244  質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料  氫氣

3  術(shù)語和定義

GB/T 12539、GB/T 15089,GB18384、GB/T18385、GB/T 19596,GB/T 19752和GB/T 24548 界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。    

3.1

REESS 模式  rechargeable electrical energy storage system mode

車輛僅由可充電儲能系統(tǒng)(REESS)提供能量或動力的行駛模式

3.2

混合模式   hybrid mode

車輛由兩種及以上的能量源或動力源同時提供能量或動力的行駛模式

4  試驗條件

4.1  環(huán)境要求

4.1.1  大氣溫度及大氣壓力

大氣溫度為0℃~40℃;大氣壓力為 91 kPa~104 kPa。

4.1.2  空氣密度

由公式(1)計算得出試驗中的空氣密度,相對于標準環(huán)境的空氣密度,其變化不應(yīng)超過7.5%：

式中：         

4.1.3  風速

對于M,類車輛和最大設(shè)計總質(zhì)量小于2t的N,類車輛,在高于路面0.7m處測量;對于其他車輛,在高于路面1.2m處測量。平均風速應(yīng)小于3m/s,陣風風速小于5m/s。    

4.1.4  相對濕度

相對濕度小于95%,試驗不應(yīng)在雨天和霧天進行。

4.2  測試設(shè)備

試驗測量的參數(shù)、單位和準確度的要求見表1。

表1 測量參數(shù)、單位及準確度

4.3  試驗質(zhì)量與載荷分布

4.3.1  通用要求

進行 30min最高車速試驗、最高車速試驗和加速性能試驗時,車輛應(yīng)分別按照4.3.2和4.3.3的規(guī)定加載;進行4%和12%的爬坡車速試驗、最大爬坡度和坡道起步能力試驗時,車輛應(yīng)按照最大允許裝載質(zhì)量(包括測量人員和儀器的質(zhì)量)加載,載荷分布應(yīng)均勻,固定牢靠。

4.3.2  M1類車輛和最大設(shè)計總質(zhì)量小于2t的N1類車輛

M1類車輛和最大設(shè)計總質(zhì)量小于2t的N1類車輛按照最大允許裝載質(zhì)量分為如下:

——如果最大允許裝載質(zhì)量小于或等于180kg,該質(zhì)量為最大允許裝載質(zhì)量;

——如果最大允許裝載質(zhì)量大于180kg且小于或等于360kg,該質(zhì)量為180kg;     

——如果最大允許裝載質(zhì)量大于360kg,該質(zhì)量為50%的最大允許裝載質(zhì)量(包括駕駛員     質(zhì)量和必要的測試設(shè)備質(zhì)量)。    

載荷分布按照GB/T12545.1-2008中6.1.2的規(guī)定加載。

4.3.3   M2類、M3類車輛和最大設(shè)計總質(zhì)量不小于2t的N類車輛

除了特殊規(guī)定外,適用于M2類、M3類城市客車為最大允許裝載質(zhì)量的65%;其他車輛為最大允許裝載質(zhì)量(包括測量人員和儀器的質(zhì)量)。M2類、M3類車輛的載荷分布按照GB/T12428的規(guī)定,N類車輛的載荷分布按照GB/T12534的規(guī)定。

4.4  車輛條件

4.4.1  保持車輛出廠時的外形結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)。

4.4.2  試驗車輛應(yīng)依據(jù)4.3的技術(shù)要求加載。

4.4.3  在環(huán)境溫度下,除最大爬坡度試驗外,車輛輪胎氣壓應(yīng)符合車輛制造商的規(guī)定。進行最大爬坡度試驗時,輪胎氣壓為廠定輪胎在冷狀態(tài)的充氣壓力下增加20kPa;輪胎花紋深度應(yīng)至少在原始花紋深度的75%以上，且胎面良好。

4.4.4  機械運動部件用潤滑油黏度應(yīng)符合制造商的規(guī)定。

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

4.4.6  車輛應(yīng)清潔,對于不影響車輛和驅(qū)動系統(tǒng)正常運行的車窗和通風口應(yīng)通過正常的操作關(guān)閉。

4.4.7  根據(jù)車輛制造商說明書的要求對傳動系統(tǒng)和輪胎進行磨合。

4.4.8  試驗前,試驗車輛應(yīng)使用車上燃料電池系統(tǒng)至少行駛300km。

4.4.9  車輛使用的氫燃料應(yīng)符合GBT37244的規(guī)定，

4.5  道路條件

4.5.1  一般條件    

試驗應(yīng)在干燥的直線跑道或環(huán)形跑道上進行。路面應(yīng)堅硬、平整、干凈且要有良好的附著系數(shù)

4.5.2  直線條件

測量區(qū)的長度至少1000m。

加速區(qū)應(yīng)足夠長,以便在進入測量區(qū)前200m內(nèi)達到穩(wěn)定的最高車速。測量區(qū)和加速區(qū)后200m的縱向坡度均不超過0.5%。加速區(qū)的縱向坡度不超過4%。測量區(qū)的橫向坡度不超過 3%。

為了減少試驗誤差,試驗應(yīng)在試驗跑道的兩個方向上進行,盡量使用相同的路徑。當條件不允許在兩個方向進行試驗時,可按照4.5.4進行一個方向的試驗。采用單一方向試驗時,直線道路縱向坡度應(yīng)不超過 0.1%。

4.5.3  環(huán)形跑道

環(huán)形跑道的長度應(yīng)至少1000m。環(huán)形跑道與完整的圓形不同,它由直線部分和近似環(huán)形的部分相接而成。彎道的曲率半徑應(yīng)不小于200m。

測量區(qū)的縱向坡度不超過0.5%。為計算車速,行駛里程應(yīng)為車輛被計時所駛過的里程。按附錄A確定修正因數(shù),修正因數(shù)不應(yīng)超過5%。如果試驗車輛上安裝的限速裝置或限速功能起作用,則不應(yīng)用此修正因數(shù)。

4.5.4  單一方向試驗道路

如果由于試驗路面布置特點的原因,車輛不可能在兩個方向達到最高車速,允許只在一個方向進行測量,但應(yīng)滿足以下條件:

a)試驗跑道應(yīng)滿足4.5.2的要求;

b)風速與試驗道路平行方向的風速分量不應(yīng)超過2m/s。

4.5.5  試驗坡道    

道路如圖1所示,測試路段坡道長度不小于20m,測試路段的前后設(shè)有漸變路段,坡前平直路段長度不小于8m,坡道路面應(yīng)表面平整、堅實、干燥、坡度均勻、具有良好附著性能。

測試路段的縱向坡度變化率不大于0.1%,橫向坡度不大于3%。

5  試驗車輛準備

5.1  加氫

按照車輛制造商規(guī)定的加氫規(guī)程,加注氫氣。

5.2  常規(guī)REESS 電量調(diào)節(jié)

為使車輛上的燃料電池系統(tǒng)正常工作,避免試驗過程中僅REESS工作的情況,試驗前,按照以下程序?qū)EESS進行電量調(diào)節(jié)。

a) 試驗開始之前,確認并記錄車輛的REESS的額定容量C0按照廠家規(guī)定的要求對車輛的REESS進行電量調(diào)節(jié),使REESS的荷電狀態(tài)(SOC)區(qū)間為30%~70%。

b) 按照7.2進行30min最高車速試驗,從整車起動開始采樣,直至試驗結(jié)束。采集參數(shù)應(yīng)包括REESS電流IREES(A)。記錄試驗過程中REESS容量變化的最大值Cmax。

c) 以Cmax±0.1C0區(qū)間作為REESS的設(shè)定容量消耗區(qū)間,即當次后續(xù)各項動力性能試驗開始前的REESS目標設(shè)定狀態(tài)區(qū)間,當次試驗過程中不應(yīng)中斷數(shù)據(jù)采集。

d) 若試驗需要中斷或者數(shù)據(jù)采集中斷,后續(xù)進行動力性能試驗前,需要重新按照上述b)、c)進行試驗和數(shù)據(jù)采集,確定后續(xù)各項動力性能試驗開始前的REESS目標設(shè)定狀態(tài)區(qū)間,再進行后續(xù)動力性能試驗。

e) 選做廠家推薦的駕駛模式下的最高車速、加速能力試驗時,可按照廠家的要求對車輛的REESS 進行電量調(diào)節(jié)。

5.3  預(yù)熱

即將進行試驗前,對會影響試驗結(jié)果的車輛系統(tǒng)、部件進行預(yù)熱以達到制造商設(shè)定的穩(wěn)定溫度條件。

6  試驗項目

6.1  試驗項目安排

針對可外接充電式和不可外接充電式車輛,在試驗項目上有如下安排:

a) 針對不可外接充電式車輛,僅需要進行表2規(guī)定的混合模式的試驗項目;

b) 針對可外接充電式車輛,需要進行表2規(guī)定的混合模式的試驗項目。根據(jù)情況,可選做REESS模式下的試驗項目。

6.2  駕駛模式設(shè)定    

在混合模式中,若車輛有多種駕駛模式(如智能模式、運動模式等):如果車輛有主模式(或者默認模式),應(yīng)在主模式(或者默認模式)下進行;如果車輛沒有主模式(或者默認模式),應(yīng)選擇車輛制造商推薦的駕駛模式進行,在記錄中注明。

根據(jù)廠家需求,可增加選做表2中廠家推薦的駕駛模式下的最高車速、加速能力試驗,可按照廠家的要求對車輛的REESS進行電量調(diào)節(jié)。如果該車有REESS模式,并能按照GB/T18385的要求進行試驗,則可選做REESS模式下的動力性能試驗;否則試驗車輛可不做REESS模式下的動力性能試驗或者減去不應(yīng)做的項目。

7  試驗方法

7.1  最高車速試驗

7.1.1  標準試驗程序(雙方向試驗)

標準試驗程序如下。

a) 將試驗車輛加載到試驗質(zhì)量(見4.3),增加的載荷應(yīng)合理分布。

b) 按第5章的規(guī)定對車輛進行準備。

c) 為了減少道路坡度和風向(風速)等因素造成的影響,依次從試驗道路的兩個方向進行試驗,盡量使用道路的相同路徑,兩次測試應(yīng)連續(xù)進行。

d) 在符合4.5.2要求的試驗道路上將試驗車輛加速,使汽車在駛?cè)霚y量區(qū)之前能夠達到最高穩(wěn)定車速并穩(wěn)定行駛1 000m,保持這個車速持續(xù)行駛通過設(shè)定的測量長度。試驗中車輛行駛速度變化率不應(yīng)超過2%,記錄車輛的通過時間ti。

e) 隨即進行反方向的試驗,往返方向上的試驗次數(shù)應(yīng)相同且不少于1次,并記錄每次通過的時間ti; ti的變化率不應(yīng)超過3%。

f) 按公式(2)計算試驗結(jié)果:

式中：

v——最高車速,單位為千米每小時(km/h);

l——測量道路長度,單位為米(m);

t——往返方向試驗所測通過時間，的算術(shù)平均值,單位為秒(s)。

7.1.2  單一方向試驗程序

單一方向試驗程序如下。

a) 將試驗車輛加載到試驗質(zhì)量(見4.3),增加的載荷應(yīng)合理分布。

b) 按第5章的規(guī)定對車輛進行準備。

c) 由于試驗道路的自身特性,車輛不能從兩個方向達到其最高車速,允許只在一個方向進行試驗。其道路特征應(yīng)滿足4.5.1和4.5.2的要求。

試驗過程中的平均風速在車輛行駛方向的水平分量不超過士2m/s。

試驗按照 7.1.1d)進行,連續(xù)重復進行5次,記錄每次試驗通過時間ti, ti的變化率不應(yīng)超過 3%。

考慮風速影響,每次試驗的最高車速vi應(yīng)按公式(3)、公式(4)、公式(5)修正,如果風的水平分量與車輛行駛方向相反,則選擇“十”號,否則選擇“一”號。

式中：    

7.1.3  環(huán)形道路上的最高車速試驗程序

環(huán)形道路上的最高車速試驗程序如下。

a) 將試驗車輛加載到試驗質(zhì)量(見4.3),增加的載荷應(yīng)合理分布。

b) 按第5章的規(guī)定對車輛進行準備。

c) 在環(huán)形跑道上標記測量的起始和終止點(同一點)。

d) 汽車在環(huán)形跑道上加速至最高車速后穩(wěn)定行駛至少200m,在經(jīng)過標記的起始點時開始測d)量,保持最高車速行駛至終止點結(jié)束測量,至少行駛?cè)?記錄汽車行駛一整圈所用時間及測量期間的行駛距離。

e) 行駛過程中不對方向盤施加任何用來修正方向的動作,每次的測量時間差異不應(yīng)超過3%。

f) 按下列公式計算最高車速。

用環(huán)形道路測量最高車速,需采用經(jīng)驗因數(shù)修正速度,尤其要考慮環(huán)形道路離心力的影響以及隨之發(fā)生的汽車方向的變化,計算方法見公式(9):

7.2  30 min 最高車速試驗

30 min最高車速試驗可在環(huán)形跑道上進行,試驗程序如下。

a) 將試驗車輛加載到試驗質(zhì)量(見4.3),增加的載荷應(yīng)合理分布。

b) 使試驗車輛以該車30 min最高車速估計值士5%的車速行駛30 min。試驗中車速如有變化,可通過踩加速踏板來補償,從而使車速符合30 min最高車速估計值士5%的要求。

c) 如果試驗中車速達不到30 min最高車速估計值的95%,試驗應(yīng)重做,車速可以是上述30 min最高車速估計值或者是制造商重新估計的30 min最高車速。

d) 測量車輛駛過的里程S-,，并按公式(10)計算平均30 min最高車速。

7.3  加速能力試驗

7.3.1  加速能力試驗程序

7.3.1.1  原地起步加速性能試驗

原地起步加速性能試驗程序如下。

a) 將試驗車輛加載到試驗質(zhì)量(見4.3),增加的載荷應(yīng)合理分布。   

b) 按第5章的規(guī)定對車輛進行準備。

c) 在驅(qū)動電機處于通電的情況下,踩下制動器,將變速器置于前進擋,車輛從靜止狀態(tài)全力踩下加速踏板,應(yīng)在車輪滑轉(zhuǎn)最小的情況下使車輛達到最大加速性能,當車輛運動時觸發(fā)記錄裝置。

d) 從靜止狀態(tài),全力踩下加速踏板,加速到100km/h(如果最高車速的90%達不到100km/h,應(yīng)d)取最高車速的90%向下圓整到5的整數(shù)倍的車速作為試驗終了車速)。記錄每次試驗過程中的車速、加速時間和加速距離。

e) 從靜止狀態(tài),全力踩下加速踏板加速通過400m的距離,記錄每次試驗過程中的車速、加速時間。

7.3.1.2  超越加速性能試驗

超越加速性能試驗程序如下。

a) 將試驗車輛加載到試驗質(zhì)量(見4.3),增加的載荷應(yīng)合理分布。

b) 按第5章的規(guī)定對車輛進行準備。

c) 試驗前,車輛加速到規(guī)定的起始車速向下2km/h范圍內(nèi)保持勻速行駛至少2s,當車速達到規(guī)定的起始車速時觸發(fā)記錄裝置。

d) 車輛從規(guī)定的起始車速全力踩下加速踏板加速到100km/h(如果最高車速的90%達不到100km/h，應(yīng)取最高車速的90%向下圓整到5的整數(shù)倍的車速作為試驗終了車速)。記錄每次試驗過程中的車速、加速時間和加速距離。

——M1類、N1類車輛的起始車速:50km/h、60 km/h。

——M1類、N1類以外的最高車速不大于70km/h的燃料電池電動汽車的起始車速30 km/h。

——M1類、N1類以外的最高車速大于70km/h的燃料電池電動汽車的起始車速:60km/h。

7.3.2  一般要求

7.3.2.1  每項試驗應(yīng)往返進行,每個方向至少進行3次。若一次試驗發(fā)生問題,則該往返試驗均應(yīng)重做。

7.3.2.2  每項試驗取所有有效數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為試驗的最終結(jié)果。

7.3.3  數(shù)據(jù)處理

7.3.3.1  數(shù)據(jù)計算

按照公式(11)、公式(12)、公式(13)計算所有有效試驗數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值、標準偏差和變化系數(shù)(標準偏差/算術(shù)平均值):

7.3.3.2  數(shù)據(jù)驗證

原地起步加速性能試驗,變化系數(shù)不應(yīng)大于3%;

超越加速性能試驗,變化系數(shù)不應(yīng)大于6%。

7.4  爬坡車速試驗(M,類、M類、N，類以外的燃料電池電動汽車可不做此項)爬坡車速試驗程序如下。  

a)  將試驗車輛加載到最大設(shè)計總質(zhì)量,增加的載荷應(yīng)合理分布?；?qū)⒃囼炣囕v空載狀態(tài)置于底盤測功機,通過底盤測功機模擬車輛最大設(shè)計總質(zhì)量進行測試。

b)  將試驗車輛置于測功機上,并對測功機進行必要的調(diào)整,使其模擬試驗車輛最大設(shè)計總質(zhì)量值進行測試。

c)  調(diào)整測功機使其增加一個相當于4%坡度的附加載荷。

d)  將加速踏板踩到底使試驗車輛加速或使用適當變速擋位使車輛加速。

e)  確定試驗車輛能達到并能持續(xù)行駛1km的最高穩(wěn)定車速,試驗中車輛行駛速度變化不應(yīng)超過2%,同時記錄持續(xù)行駛1km的時間。

f)  調(diào)整測功機使其增加一個相當于12%坡度的附加載荷。

g)  重復上述d)、e）的試驗。

h） 試驗完成后,停車檢查各部位有無異常現(xiàn)象發(fā)生,并詳細記錄。

I） 按公式(14)計算試驗結(jié)果: 

7.5  最大爬坡度試驗

最大爬坡度試驗程序如下。

a) 將試驗車輛加載到最大設(shè)計總質(zhì)量,增加的載荷應(yīng)合理分布。

b) 試驗在大于40%的坡道上進行時,應(yīng)設(shè)置安全保險裝置。

c) 將汽車停于接近坡道區(qū)域的平直路線段上。   

d) 如制造商有特殊規(guī)定的爬坡?lián)跷?汽車擋位置于制造商規(guī)定的擋位;如無特殊規(guī)定的擋位,汽車擋位置于D擋,全驅(qū)車使用全輪驅(qū)動。

e) 起步后將全力踩下加速踏板,在測試路段采集汽車的車速變化數(shù)據(jù),爬坡中車速不斷升高或趨于穩(wěn)定通過測試路段,則爬坡成功并記錄平均車速:爬至坡頂后,停車檢查各部位有無異?，F(xiàn)象發(fā)生。

f) 如果第一次爬坡失敗,可重做一次試驗,總共不應(yīng)超過兩次,第二次爬坡在記錄報告中應(yīng)特別說明:如果試驗再次失敗,制造商應(yīng)重新計算最大爬坡度。

g) 牽引車做最大爬坡度試驗時,應(yīng)在制造商規(guī)定的牽引條件和坡道上進行。

h) 若沒有制造商規(guī)定坡度的坡道,可通過增加質(zhì)量Δm進行試驗,按公式(15)計算需增加的質(zhì)量Δm。

7.6  坡道起步能力試驗    

坡道起步能力試驗程序如下。

a) 將試驗車輛加載到最大設(shè)計總質(zhì)量,增加的載荷應(yīng)合理分布。

b) 坡道起步能力應(yīng)在有一定坡度角a2的道路上進行。該坡度角a2為制造廠規(guī)定的坡度角。

c) 若沒有制造商規(guī)定坡度的坡道,可通過增加質(zhì)量Δm進行試驗,按公式(17)計算需增加的質(zhì)量Δm, Δm應(yīng)均布于乘客室和貨箱中。

d) 選定的坡道中段設(shè)置至少10m的測量區(qū),測量區(qū)前應(yīng)提供起步區(qū),起步區(qū)與測量區(qū)的坡度應(yīng)相同。

e) 試驗車輛爬坡至起步區(qū),靠車輛自身制動系統(tǒng)穩(wěn)定地停在坡道上,將擋位放置在P擋或N擋,靜止 2 min。

f) 將汽車擋位置于D擋、最低擋或制造商規(guī)定的爬坡?lián)跷?全驅(qū)車使用全輪驅(qū)動,全力踩下加速踏板,車速應(yīng)不斷增加或趨于穩(wěn)定地向上通過測量區(qū),車輛起步時不應(yīng)出現(xiàn)駕駛員無法控制的明顯的溜坡現(xiàn)象。