《燃料電池電動(dòng)汽車 燃料電池?zé)崞胶庠囼?yàn)方法》

ICS

CCS

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/XXXXXX—XXXX

燃料電池電動(dòng)汽車

燃料電池?zé)崞胶庠囼?yàn)方法

Fuelcellelectricvehicles

Thermalbalancetestmethodforfuelcellsystems

（征求意見稿）

在提交反饋意見時(shí)，請(qǐng)將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

福建省標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)??發(fā)布

T/FJASXXXX—2023

燃料電池電動(dòng)汽車燃料電池?zé)崞胶庠囼?yàn)方法

1范圍

本文件規(guī)定了燃料電池電動(dòng)汽車關(guān)于燃料電池散熱系統(tǒng)熱平衡的試驗(yàn)條件、試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)方法、

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和記錄。

本文件適用于M2、M3和N類燃料電池電動(dòng)汽車室內(nèi)熱平衡試驗(yàn)，在道路上試驗(yàn)時(shí)可參照?qǐng)?zhí)行。

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(duì)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/T12542—2020汽車熱平衡能力道路試驗(yàn)方法

GB18352.6—2016輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第六階段）

GB/T24548燃料電池電動(dòng)汽車術(shù)語

GB/T24549—2020燃料電池電動(dòng)汽車安全要求

GB/T27840—2011重型商用車輛燃料消耗量測(cè)量方法

GB/T37154—2018燃料電池電動(dòng)汽車整車氫氣排放測(cè)試方法

GB/T38146.1—2019中國(guó)汽車行駛工況第1部分：輕型汽車

GB/T38146.2—2019中國(guó)汽車行駛工況第2部分：重型商用車輛

3術(shù)語和定義

GB/T12542—2020、GB/T24548界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

環(huán)境溫度environmenttemperature

汽車所在位置環(huán)境的氣溫。

注：測(cè)量時(shí)將測(cè)量環(huán)境溫度的傳感器通過適當(dāng)方式安裝在試驗(yàn)車外部，距離地面1.5?m，避免太陽直射、反射及其

他熱源的干擾。

3.2

溫差temperaturedifference

△T

各溫度測(cè)量點(diǎn)與環(huán)境溫度之差。

3.3

熱平衡thermalbalance

燃料電池系統(tǒng)溫度與環(huán)境溫度的溫差達(dá)到穩(wěn)定。

3.4

溫差常數(shù)temperaturedifferenceconstants

1

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△Tc

燃料電池系統(tǒng)熱平衡時(shí)各系統(tǒng)、總成、零部件的溫差。

3.5

溫度限值temperaturelimits

Tlin

燃料電池系統(tǒng)廠家給定的系統(tǒng)、總成、零部件所允許的最高工作溫度。

3.6

許用環(huán)境溫度approvedenvironmenttemperature

Tapr

由于溫度限值的限制，燃料電池整車能夠正常工作的最高環(huán)境溫度。

4試驗(yàn)條件

4.1環(huán)境條件

在氣溫不低于36℃室溫下進(jìn)行環(huán)境艙試驗(yàn)，實(shí)際環(huán)境溫度應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。大氣壓力應(yīng)處于

91?kpa～104?kpa，高于地面0.7?m出的平均風(fēng)速小于3?m/s，陣風(fēng)風(fēng)速小于5?m/s。相對(duì)濕度應(yīng)小于95%。

4.2測(cè)量參數(shù)

試驗(yàn)過程中，數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括但不限于：溫度熱電偶、流量傳感器、壓力傳感器、手持氫濃度

儀、風(fēng)速儀、數(shù)據(jù)記錄儀等，采樣頻率至少為1?Hz。其中氫氣濃度信號(hào)的采樣按照GB/T37154—2018

中6.1.3進(jìn)行氫氣排放相對(duì)體積濃度測(cè)量，頻率不低于5?Hz。表1規(guī)定了試驗(yàn)測(cè)量參數(shù)、單位、準(zhǔn)確

度和分辨率。

表1測(cè)量參數(shù)、單位、準(zhǔn)確度和分辨率的要求

測(cè)量參數(shù)單位準(zhǔn)確度分辨率

時(shí)間s±0.10.1

距離km±0.1%0.001

速度km/h±1%0.2

溫度℃±10.1

壓力kPa±1%FS1

流量計(jì)L/min±1%FS

頻率Hz11

濕度計(jì)±3%

氫氣體積濃度ppm±501

4.3環(huán)境艙要求

試驗(yàn)環(huán)境艙應(yīng)具備氫氣濃度檢測(cè)報(bào)警裝置及通風(fēng)裝置。

4.4試驗(yàn)車輛使用要求

車輛應(yīng)滿足以下要求：

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

2

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b)試驗(yàn)前七天內(nèi)，試驗(yàn)車輛至少應(yīng)在燃料電池系統(tǒng)工作狀態(tài)下累計(jì)行駛300?km。

c)機(jī)械運(yùn)動(dòng)零部件潤(rùn)滑油的粘度應(yīng)符合低溫環(huán)境下使用規(guī)定。

d)在不同的環(huán)境溫度下，整車選用相應(yīng)規(guī)定的冷卻液。

e)車輛應(yīng)使用符合GB/T37244—2018要求的燃料。

f)車輛滿足燃料電池系統(tǒng)開啟條件，如打開氫系統(tǒng)手動(dòng)截止閥、關(guān)閉純電模式等。

g)對(duì)于裝有動(dòng)力電池且動(dòng)力電池參與驅(qū)動(dòng)的燃料電池汽車，試驗(yàn)前應(yīng)按照制造廠的要求調(diào)整力

電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)（SOC）。

h)在試驗(yàn)前，要求對(duì)車輛進(jìn)行加氫，達(dá)到規(guī)定的最高壓力狀態(tài)或使用要求的壓力值。

i)車上各冷卻液加注完成，試驗(yàn)過程中不允許補(bǔ)充加注。

j)如汽車裝有空調(diào)，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)使用外循環(huán)，溫度調(diào)節(jié)開關(guān)置于最大冷卻模式，風(fēng)量調(diào)節(jié)開關(guān)置

于最大位置，全部車窗關(guān)閉。如試驗(yàn)過程中空調(diào)停止工作（非故障），可繼續(xù)試驗(yàn)。

k)開啟車輛所有用電設(shè)備，包括全部車燈（大燈開啟遠(yuǎn)光模式）、多媒體等。

l)燃料電池系統(tǒng)可通過標(biāo)定等形式，手動(dòng)開啟額定功率工況、怠速工況等功率運(yùn)行。

5試驗(yàn)準(zhǔn)備

5.1傳感器安裝

根據(jù)燃料電池系統(tǒng)散熱系統(tǒng)熱管理需要，選擇相關(guān)的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行安裝傳感器與線束連接，測(cè)量點(diǎn)

如表2所示。

表2測(cè)量參數(shù)及傳感器安裝

數(shù)量

序號(hào)測(cè)量參數(shù)傳感器安裝位置重要程度

（個(gè)）

隨車安裝在高1.5?m、遠(yuǎn)離熱源、通風(fēng)且無陽光

1環(huán)境溫度1重要

直射處

2燃料電池系統(tǒng)進(jìn)水溫度電堆進(jìn)水管道中心處≥1重要

3燃料電池系統(tǒng)出水溫度電堆出水管道中心處≥1重要

4散熱器進(jìn)水溫度散熱器進(jìn)水管道中心處1重要

5散熱器出水溫度散熱器出水管道中心處1重要

6燃料電池散熱器進(jìn)風(fēng)溫度位于散熱器前面中部中心位置、正對(duì)進(jìn)風(fēng)方向1重要

7燃料電池散熱器出風(fēng)溫度位于散熱器后面中部中心位置、正對(duì)出風(fēng)方向1重要

8燃料電池散熱器進(jìn)風(fēng)風(fēng)速位于散熱器前面中部中心位置、正對(duì)進(jìn)風(fēng)方向1重要

燃料電池前、后、上、下的中間位置及燃料電

9燃料電池艙空氣溫度5一般

池艙溫度最高處

10空濾器入口溫度1一般

11壓縮機(jī)出口溫度1一般

12中冷器出口溫度1一般

13增濕器出口溫度1一般

位于管道中心處

14加熱器出口溫度1一般

15燃料電池升壓DCDC出水溫度1一般

16空壓機(jī)出水溫度1一般

17電堆氫氣入口溫度≥1一般

3

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表3測(cè)量參數(shù)及傳感器安裝（續(xù)）

數(shù)量

序號(hào)測(cè)量參數(shù)傳感器安裝位置重要程度

（個(gè)）

18去離子器溫度安裝表面管壁，靠近熱源1一般

19環(huán)境相對(duì)濕度同環(huán)境溫度測(cè)量傳感器安裝位置一致1一般

20其他測(cè)點(diǎn)汽車制造企業(yè)自行選取的測(cè)量點(diǎn)不限自選

5.2底盤測(cè)功機(jī)車輛道路負(fù)荷的設(shè)定

行駛阻力測(cè)定及在底盤測(cè)功機(jī)上的模擬：N1和最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量不超過3?500kg的M2類車輛按照

GB18352.6—2016中附錄CC的規(guī)定；其他類型車輛的底盤測(cè)功機(jī)設(shè)定按照GB/T27840—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%。在進(jìn)行底盤測(cè)功機(jī)的滑行

試驗(yàn)時(shí)，均應(yīng)把制動(dòng)能量回收系統(tǒng)功能關(guān)閉。

6試驗(yàn)方法

6.1預(yù)熱行駛

試驗(yàn)前，試驗(yàn)車輛必須進(jìn)行充分預(yù)熱，燃料電池系統(tǒng)散熱系統(tǒng)進(jìn)行一次大循環(huán)，且燃料電池系統(tǒng)

出水溫度達(dá)到（65±5）℃。

6.2試驗(yàn)工況

6.2.1持續(xù)爬坡工況

試驗(yàn)車輛持續(xù)爬坡工況試驗(yàn)要求如下：

a)將試驗(yàn)車輛置于底盤測(cè)功機(jī)上，設(shè)定車輛試驗(yàn)質(zhì)量為最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量。

b)工況試驗(yàn)前，動(dòng)力電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)（SOC）調(diào)整至（80±10）%。

c)燃料電池系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作在額定功率工況。

d)調(diào)試底盤測(cè)功機(jī)使其增加一個(gè)相當(dāng)于7%坡度的附加載荷。

e)車輛由靜止?fàn)顟B(tài)起步，將加速踏板快速踩下，使車輛加速到當(dāng)前最高車速，車速偏差在±2%

以內(nèi)。

f)持續(xù)爬坡運(yùn)行，直至燃料電池系統(tǒng)達(dá)到熱平衡即可結(jié)束該工況試驗(yàn)。

g)記錄車輛持續(xù)行駛時(shí)間t1。

6.2.2最高車速工況

試驗(yàn)車輛最高車速工況試驗(yàn)要求如下：

a)將試驗(yàn)車輛置于底盤測(cè)功機(jī)上，設(shè)定車輛試驗(yàn)質(zhì)量為最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量。

b)工況試驗(yàn)前，動(dòng)力電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)（SOC）調(diào)整至（60±10）%。

c)燃料電池系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作在額定功率工況。

d)車輛以車型規(guī)定的90%最高車速或140?km/h（取兩者中較小值）的狀態(tài)行駛，車速偏差在±2

?km/h以內(nèi)。

e)持續(xù)高速運(yùn)行，直至燃料電池系統(tǒng)達(dá)到熱平衡即可結(jié)束該工況試驗(yàn)。

f)記錄車輛持續(xù)行駛時(shí)間t2。

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6.2.3加減速工況

試驗(yàn)車輛加減速工況試驗(yàn)要求如下：

a)將試驗(yàn)車輛置于底盤測(cè)功機(jī)上，設(shè)定車輛試驗(yàn)質(zhì)量為最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量。

b)工況試驗(yàn)前，動(dòng)力電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)（SOC）調(diào)整至（60±10）%。

c)燃料電池系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作在額定功率工況。

d)車輛由靜止?fàn)顟B(tài)起步，將加速踏板快速踩到底，針對(duì)使車輛加速行駛到（50±1）km/h，然后

均減速直至車速降為0，再反復(fù)進(jìn)行加速和減速工況。

e)反復(fù)加減速運(yùn)行，直至燃料電池系統(tǒng)達(dá)到熱平衡即可結(jié)束該工況試驗(yàn)。

f)記錄車輛持續(xù)行駛時(shí)間t3。

6.2.4循環(huán)工況

試驗(yàn)車輛循環(huán)工況試驗(yàn)要求如下：

a)工況試驗(yàn)前，動(dòng)力電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)（SOC）調(diào)整至（50±10）%。

b)燃料電池系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作在額定功率工況。

c)車輛由靜止?fàn)顟B(tài)起步，M1、N1類車輛和最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量不超過3?500?kg的M2類車輛，按照GB/T

38146.1—2019規(guī)定的循環(huán)工況進(jìn)行續(xù)駛里程測(cè)試，其他類型車輛按照GB/T38146.2—2019

規(guī)定的循環(huán)工況進(jìn)行測(cè)試，在底盤測(cè)功機(jī)上進(jìn)行。

d)持續(xù)循環(huán)工況運(yùn)行，直至燃料電池系統(tǒng)達(dá)到熱平衡即可結(jié)束該工況試驗(yàn)。

e)記錄車輛持續(xù)行駛時(shí)間t4。

6.2.5怠速工況

試驗(yàn)車輛怠速工況試驗(yàn)要求如下：

a)工況試驗(yàn)前，動(dòng)力電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)（SOC）調(diào)整至（50±10）%。

b)燃料電池系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作在怠速功率工況。

c)車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)，大燈全開，直至燃料電池系統(tǒng)達(dá)到熱平衡即可結(jié)束該工況試驗(yàn)。

d)記錄車輛持續(xù)怠速時(shí)間t5。

6.2.6試驗(yàn)工況選擇

汽車制造企業(yè)可根據(jù)汽車正常使用的實(shí)際情況自行選取上述全部工況或部分工況進(jìn)行試驗(yàn)。

6.3熱平衡判斷方法

6.3.1當(dāng)連續(xù)4?min各溫度測(cè)量點(diǎn)溫差△T的變化均在±2℃以內(nèi)，且無明顯上升趨勢(shì)時(shí)，即認(rèn)為燃料

電池系統(tǒng)達(dá)到熱平衡。

6.3.2當(dāng)表2重要測(cè)點(diǎn)中的至少一個(gè)滿足6.3.1，其余測(cè)點(diǎn)無明顯上升趨勢(shì)，則認(rèn)為燃料電池系統(tǒng)達(dá)

到熱平衡。

6.3.3由于整車控制策略導(dǎo)致各溫度測(cè)量點(diǎn)溫差△T呈周期性波動(dòng)，其余測(cè)點(diǎn)滿足6.3.1或6.3.2，

即認(rèn)為燃料電池系統(tǒng)達(dá)到熱平衡。

6.4試驗(yàn)停止條件

試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意安全，如有以下情況應(yīng)停止試驗(yàn)：

a)當(dāng)儀表給出停車指示時(shí)；

b)車輛的速度公差和時(shí)間公差不滿足試驗(yàn)工況要求；

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c)車輛有異響、冒煙等現(xiàn)象。

7試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和記錄

7.1繪制曲線

繪制各個(gè)試驗(yàn)工況如下曲線：

a)繪制各溫度測(cè)量點(diǎn)的溫度-時(shí)間（T-t）曲線。

b)繪制各溫度測(cè)量點(diǎn)的溫差-時(shí)間（△T-t）曲線。

c)繪制車速-時(shí)間（V-t）曲線。

d)繪制風(fēng)速-時(shí)間（v-t）曲線。

7.2各工況許用環(huán)境溫度和汽車許用環(huán)境溫度

各工況許用環(huán)境溫度和整車使用許用環(huán)境溫度參照GB/T12542—2020執(zhí)行。

7.3試驗(yàn)記錄

燃料電池電動(dòng)汽車燃料電池?zé)崞胶庠囼?yàn)結(jié)果按附錄A記錄表填寫，其中尾排氫氣濃度限制滿足

GB/T24549—2020要求。

6

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附錄A

（資料性）

燃料電池?zé)崞胶庠囼?yàn)記錄表

表A.1規(guī)定了燃料電池?zé)崞胶庠囼?yàn)誚記錄的信息。

表A.1燃料電池?zé)崞胶庠囼?yàn)記錄

試驗(yàn)車輛基本信息表

試驗(yàn)時(shí)間