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R100中規(guī)定的氫氣排放測(cè)試方法（上）

2024-09-18 07:34:53·  來(lái)源：智駕小強(qiáng)  
　

1.氫氣排放測(cè)試內(nèi)容

2.測(cè)試設(shè)備及其要求

3.測(cè)試設(shè)備的校準(zhǔn)

4.測(cè)試流程

5.視同車型的基本要求

1.氫氣排放測(cè)試內(nèi)容
       前文描述了氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生氫氣排放的原因、危害、解決措施和法規(guī)要求
 本文講一下根據(jù)聯(lián)合國(guó) UN ECE R100法規(guī)要求，在所有道路車輛（包含M、N類）的可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)REESS充電過(guò)程中確定氫氣排放的方法。
 氫氣排放測(cè)試是為了確定氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)工作，為儲(chǔ)能電池REESS充電過(guò)程中的氫氣排放。測(cè)試包括以下步驟：
（a）車輛/REESS準(zhǔn)備；
（b）儲(chǔ)能系統(tǒng)REESS放電；
（c）正常充電期間氫氣排放的測(cè)定；
（d）在氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)故障的情況下進(jìn)行充電期間氫氣排放的測(cè)定。
圖片
 測(cè)試分為基于車輛的測(cè)試和基于燃料電池系統(tǒng)組件的測(cè)試兩種。
（a）基于車輛的測(cè)試
        車輛應(yīng)機(jī)械狀況良好，并在試驗(yàn)前7天內(nèi)行駛了至少300公里。車輛應(yīng)配備可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)REESS，并在此期間接受氫氣排放測(cè)試。
        如果REESS需要在高于環(huán)境溫度的溫度下使用，測(cè)試操作員應(yīng)遵循制造商的規(guī)定，以保持REESS溫度在正常工作范圍內(nèi)。
        制造商代表應(yīng)能夠證明REESS的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)既沒(méi)有損壞，也沒(méi)有出現(xiàn)容量缺陷。
（b）基于組件的測(cè)試
         REESS應(yīng)處于良好的機(jī)械狀態(tài)，并至少經(jīng)歷了5次標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)。
 如果REESS需要在高于環(huán)境溫度的溫度下使用，測(cè)試操作員應(yīng)遵循制造商的規(guī)定，以保持REESS溫度在其正常工作范圍內(nèi)。
 制造商代表應(yīng)能夠證明REESS的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)既沒(méi)有損壞，也沒(méi)有出現(xiàn)容量缺陷。
2.測(cè)試設(shè)備及其要求
2.1 底盤測(cè)功機(jī)
 底盤測(cè)功機(jī)應(yīng)符合UN ECE R83法規(guī)06系列修正案的要求。即：
 測(cè)功機(jī)應(yīng)能夠模擬以下分類之一的道路載荷：
（a） 具有固定負(fù)載曲線的測(cè)功機(jī)，即其物理特性提供固定負(fù)載曲線的測(cè)功機(jī)；
（b） 具有可調(diào)負(fù)載曲線的測(cè)功機(jī)，即具有至少兩個(gè)道路負(fù)載參數(shù)的測(cè)功機(jī)，這些參數(shù)可以調(diào)整以形成負(fù)載曲線。
圖片
        具有電慣性模擬的測(cè)功機(jī)與機(jī)械慣性系統(tǒng)等效。
        如果在10~120 km/h的速度范圍內(nèi)，底盤測(cè)功機(jī)無(wú)法再現(xiàn)道路上的總行駛阻力，建議使用具有以下特征的底盤測(cè)功機(jī)。
        0~120 km/h速度之間制動(dòng)器和底盤測(cè)功機(jī)內(nèi)部摩擦效應(yīng)吸收的載荷如下：
F=（a+b*V2）±0.1*F80（非負(fù)數(shù)）
F=底盤測(cè)功機(jī)吸收的總載荷（N）
a=相當(dāng)于滾動(dòng)阻力的值（N）
b=相當(dāng)于空氣阻力系數(shù)的值（N/（km/h）2）
V=速度（km/h）
F80=80 km/h時(shí)的載荷（N）
 測(cè)功機(jī)的設(shè)置不應(yīng)受到時(shí)間推移的影響。它不應(yīng)產(chǎn)生車輛可察覺(jué)的任何振動(dòng)，也不應(yīng)損害車輛的正常運(yùn)行。
 底盤測(cè)功機(jī)可能有一個(gè)或兩個(gè)滾輪。前滾輪應(yīng)直接或間接地驅(qū)動(dòng)慣性模擬裝置和功率吸收裝置。
 應(yīng)能夠測(cè)量和讀取指示的負(fù)載，精度為±5%。
圖片
        對(duì)于具有固定負(fù)載曲線的測(cè)功機(jī)，80 km/h時(shí)的負(fù)載設(shè)置精度應(yīng)為±5%。對(duì)于具有可調(diào)負(fù)載曲線的測(cè)功機(jī)，在120、100、80、60和40 km/h的速度下，測(cè)功機(jī)負(fù)載與道路負(fù)載的匹配精度應(yīng)為±5%，在20km/h時(shí)精度應(yīng)為±10%。低于20km/h的車速時(shí)，測(cè)功機(jī)吸收負(fù)載應(yīng)為正值。
 旋轉(zhuǎn)部件的總慣性（包括適用的模擬慣性）應(yīng)已知，并且應(yīng)在試驗(yàn)慣性等級(jí)的±20kg范圍內(nèi)。
 車輛速度應(yīng)通過(guò)滾筒的轉(zhuǎn)速（在雙滾筒測(cè)功機(jī)的情況下為前滾筒）進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)速度超過(guò)10 km/h時(shí)，其測(cè)量精度應(yīng)為±1 km/h。
 車輛實(shí)際行駛的距離應(yīng)通過(guò)滾筒（在雙滾筒測(cè)功機(jī)的情況下為前滾筒）的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)量。
2.2 氫氣排放測(cè)量外殼
 氫氣排放測(cè)量外殼應(yīng)為氣密測(cè)量室，能夠容納被測(cè)車輛/REESS。車輛/REESS應(yīng)可從所有側(cè)面進(jìn)入，密封后的外殼應(yīng)符合第3章的氣密性要求。外殼的內(nèi)表面應(yīng)不透水且對(duì)氫氣無(wú)反應(yīng)。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能夠在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中控制外殼內(nèi)部空氣溫度遵循規(guī)定溫度，測(cè)試期間平均公差為±2 K。
 為了適應(yīng)由于外殼內(nèi)氫氣排放引起的體積變化，可以使用可變體積或其他測(cè)試設(shè)備?？勺凅w積外殼會(huì)根據(jù)外殼中的氫氣排放而膨脹和收縮。容納內(nèi)部體積變化的兩種潛在方法是可移動(dòng)面板或波紋管設(shè)計(jì)，其中外殼內(nèi)的不透水袋子通過(guò)從外殼外部交換空氣來(lái)響應(yīng)內(nèi)部壓力變化而膨脹和收縮。任何體積容納設(shè)計(jì)都應(yīng)保持第3章中規(guī)定的外殼的完整性。
 任何容積調(diào)節(jié)方法都應(yīng)將外殼內(nèi)部壓力和氣壓之間的差限制在±5hPa的最大值。
 外殼應(yīng)能夠鎖定固定體積?？紤]到測(cè)試期間的氫氣排放，可變體積外殼應(yīng)能夠容納其“標(biāo)稱體積”的變化。
2.3 分析系統(tǒng)
 2.3.1氫氣分析儀
 使用氫氣分析儀（電化學(xué)檢測(cè)器型）或帶有熱導(dǎo)率檢測(cè)的色譜儀監(jiān)測(cè)室內(nèi)的大氣。樣品氣體應(yīng)從室的一個(gè)側(cè)壁或屋頂?shù)闹悬c(diǎn)抽取，任何分流氣體應(yīng)返回到外殼內(nèi)，最好返回到混合風(fēng)扇下游的一個(gè)點(diǎn)。
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        氫氣分析儀對(duì)最終讀數(shù)90%的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于10秒。在所有操作范圍內(nèi)（0%位到80%±20%的滿量程位），其穩(wěn)定性應(yīng)在15分鐘內(nèi)優(yōu)于滿量程的2%。
 以均方差表示的分析儀的重復(fù)性，在所有使用的量程中，即在0和80%±20%的滿量程時(shí)，均應(yīng)優(yōu)于滿量程的1%。
 應(yīng)合理選擇分析儀的工作范圍，以在測(cè)量、校準(zhǔn)和泄漏檢查程序中提供最佳分辨率。
 2.3.2氫分析儀數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)
 氫氣分析儀應(yīng)配備一個(gè)裝置，以每分鐘至少一次的頻率記錄電信號(hào)輸出。記錄系統(tǒng)應(yīng)具有至少相當(dāng)于所記錄信號(hào)的操作特性，并應(yīng)提供結(jié)果的永久記錄。記錄應(yīng)清楚地顯示正常充電測(cè)試和充電故障測(cè)試的開始和結(jié)束。
2.4 溫度記錄
 室內(nèi)溫度由溫度傳感器在兩個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行記錄，溫度傳感器相連以顯示平均值。測(cè)量點(diǎn)從每個(gè)側(cè)壁的垂直中心線延伸約0.1 m到外殼中，高度為0.9±0.2 m。
 通過(guò)傳感器記錄燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)附近的溫度。
 在整個(gè)氫氣排放測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)以每分鐘至少一次的頻率記錄溫度。
 溫度記錄系統(tǒng)的精度應(yīng)在±1.0 K內(nèi)，溫度應(yīng)能夠精確到±0.1 K。
 記錄或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應(yīng)能將時(shí)間精確到±15秒。
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2.5 壓力記錄
        在整個(gè)氫氣排放測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)以每分鐘至少一次的頻率記錄測(cè)試區(qū)域內(nèi)氣壓與外殼內(nèi)部壓力之間的差值Dp。
       壓力記錄系統(tǒng)的精度應(yīng)在±2 hPa以內(nèi)，壓力應(yīng)能夠精確到±0.2 hPa。
       記錄或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應(yīng)能將時(shí)間精確到±15秒。
2.6 電壓和電流強(qiáng)度記錄
       在整個(gè)氫氣排放測(cè)試過(guò)程中，氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的電壓和電流強(qiáng)度（電池）應(yīng)以每分鐘至少一次的頻率記錄。
       電壓記錄系統(tǒng)的精度應(yīng)在±1 V以內(nèi)，電壓應(yīng)能夠精確到±0.1 V。
       電流強(qiáng)度記錄系統(tǒng)的精度應(yīng)在±0.5 A以內(nèi)，電流強(qiáng)度應(yīng)能夠精確到±0.05 A。
       記錄或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應(yīng)能將時(shí)間精確到±15秒。
2.7 風(fēng)扇
       測(cè)量室應(yīng)配備一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)，其流量可能為0.1～0.5 m3/s，以便徹底混合外殼中的大氣。
       在氫氣排放測(cè)式期間，艙室中的溫度和氫氣濃度應(yīng)達(dá)到均勻。外殼中的車輛不得受到來(lái)自風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)的直接氣流的影響。
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2.8 氣體
         下列純凈氣體應(yīng)可用于校準(zhǔn)和操作：
      （a）凈化合成空氣（純度<1 ppm C1當(dāng)量；<1 ppm CO； <400 ppm CO2； <0.1 ppm NO），氧含量按體積計(jì)在18%至21%之間。
       （b）氫氣（H2），最低純度99.5%。
       校準(zhǔn)氣體和跨度氣體應(yīng)包含氫氣（H2）和凈化合成空氣的混合物。校準(zhǔn)氣體的實(shí)際濃度應(yīng)在標(biāo)稱值的±2%以內(nèi)。使用氣體分離器獲得的稀釋氣體的準(zhǔn)確度應(yīng)在標(biāo)稱值的±2%以內(nèi)。第3章中規(guī)定的濃度也可以通過(guò)使用合成空氣作為稀釋氣體的氣體分離器獲得。
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