《燃料電池電動(dòng)汽車(chē) 熱平衡能力 試驗(yàn)方法》

ICS43.040.20

CCST38

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSAEXX－202X

燃料電池電動(dòng)汽車(chē)熱平衡能力

試驗(yàn)方法

Testmethodforheatbalancecapabilityoffuelcellelectricvehicles

（征求意見(jiàn)稿）

在提交反饋意見(jiàn)時(shí)，請(qǐng)將您知道的該標(biāo)準(zhǔn)所涉必要專(zhuān)利信息連同支持性文件一并附上。DraftingguidelinesforcommercialgradesstandardofChinesemedicinalmaterials

20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實(shí)施

中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)發(fā)布

T/CSAExx－20xx

燃料電池電動(dòng)汽車(chē)熱平衡能力試驗(yàn)方法

1范圍

本文件規(guī)定了燃料電池汽車(chē)進(jìn)行熱平衡能力試驗(yàn)的試驗(yàn)條件、試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理及

試驗(yàn)報(bào)告。

本文件適用于裝有燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的M、N類(lèi)汽車(chē)在室內(nèi)進(jìn)行熱平衡能力試驗(yàn)，在道路上進(jìn)行試

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(guò)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，僅所注日期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/T3730.2道路車(chē)輛質(zhì)量詞匯和代碼

GB/T12534汽車(chē)道路試驗(yàn)方法通則

GB/T12542-2020汽車(chē)熱平衡能力道路試驗(yàn)方法

GB/T24584燃料電池電動(dòng)汽車(chē)術(shù)語(yǔ)

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

GB/T38146.2-2019中國(guó)汽車(chē)行駛工況第2部分：重型商用車(chē)輛

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T12542-2020,GB/T24584界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

4試驗(yàn)條件及試驗(yàn)要求

4.1環(huán)境條件

車(chē)輛在環(huán)境艙內(nèi)試驗(yàn)環(huán)境條件應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：

——環(huán)境溫度不低于36℃

車(chē)輛在道路試驗(yàn)環(huán)境條件應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：

——陽(yáng)光充足的晴日，少云，氣溫應(yīng)不低于30℃，風(fēng)速應(yīng)不大于3m/s；

——如果氣溫低于30℃，則應(yīng)詳細(xì)記錄未按標(biāo)準(zhǔn)要求的氣溫條件進(jìn)行試驗(yàn)的原因。

4.2試驗(yàn)車(chē)輛的要求

車(chē)輛應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：

——保持車(chē)輛出廠時(shí)的外形結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)；

——機(jī)械運(yùn)動(dòng)零部件潤(rùn)滑油的粘度應(yīng)符合制造商的規(guī)定；

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——在不同的環(huán)境溫度下，按照制造商的規(guī)定，選擇相應(yīng)的冷卻液；

——車(chē)輛應(yīng)使用符合GB/T37244要求的燃料；

——試驗(yàn)前應(yīng)按汽車(chē)使用說(shuō)明書(shū)及有關(guān)技術(shù)條件的規(guī)定和要求對(duì)汽車(chē)進(jìn)行技術(shù)檢查和保養(yǎng)，尤其

是節(jié)溫器、冷卻風(fēng)扇、散熱器、膨脹閥等；

——如有必要，應(yīng)按汽車(chē)使用說(shuō)明書(shū)規(guī)定的型號(hào)、數(shù)量更換燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液、去離子水

等。

——整車(chē)磨合不少于300km

4.3試驗(yàn)設(shè)備的要求

試驗(yàn)過(guò)程中需要對(duì)熱性能采集的設(shè)備包括：K型熱電偶、流量傳感器、壓力傳感器、風(fēng)速傳感器、

環(huán)境壓力傳感器、環(huán)境濕度傳感器、測(cè)速儀、多通道數(shù)據(jù)記錄儀，采樣頻率至少為1Hz。

表1試驗(yàn)儀器與精度要求

序號(hào)測(cè)量參數(shù)單位精度

1速度km/h±0.5%FS

2溫度℃±1

3壓力kPa±1%FS

4流量計(jì)l/min±1%FS

5濕度RH±5%FS

5試驗(yàn)準(zhǔn)備

5.1溫度傳感器的安裝

根據(jù)燃料電池汽車(chē)的結(jié)構(gòu)、原理，應(yīng)選擇跟其性能相關(guān)的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行安裝溫度傳感器相連接，推

薦測(cè)量點(diǎn)如下表所示：

表2測(cè)量參數(shù)及溫度傳感器安裝

序號(hào)測(cè)量參數(shù)傳感器安裝位置備注

1環(huán)境溫度隨車(chē)安裝在高1.5m、遠(yuǎn)離熱源、通風(fēng)且無(wú)陽(yáng)光直射處

2電堆進(jìn)水溫度進(jìn)水管口中心處

3電堆出水溫度出水管口中心處重要

4散熱器進(jìn)水溫度散熱器進(jìn)水管口中心處

5散熱器出水溫度散熱器出水管口中心處

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6水泵進(jìn)水溫度進(jìn)水管口中心處

7水泵出水溫度出水管口中心處

8控制器進(jìn)水溫度進(jìn)水管口中心處

9控制器出水溫度出水管口中心處

10電機(jī)進(jìn)水溫度進(jìn)水管口中心處

11電機(jī)出水溫度出水管口中心處

12電池進(jìn)水溫度進(jìn)水管口中心處

13電池出水溫度出水管口中心處

14增濕器進(jìn)氣溫度進(jìn)氣管口中心處

15增濕器出氣溫度出氣管口中心處

16中冷器進(jìn)氣溫度進(jìn)氣管口中心處

17中冷器出氣溫度出氣管口中心處

冷凝器前進(jìn)風(fēng)溫

18測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)按需選擇、平均分配，正對(duì)進(jìn)風(fēng)方向

度

散熱器前進(jìn)風(fēng)溫

19測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)按需選擇、平均分配，正對(duì)進(jìn)風(fēng)方向

度

散熱器后出風(fēng)溫

20測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)按需選擇、平均分配，正對(duì)進(jìn)風(fēng)方向

度

21加熱器進(jìn)水溫度進(jìn)水管口中心處

22加熱器出水溫度出水管口中心處

23去離子器溫度安裝表面管壁，靠近熱源

24空壓機(jī)溫度安裝表面管壁，靠近熱源

前、后、左、右、上、下的中間位置及發(fā)動(dòng)機(jī)艙溫度最

25前艙溫度一般

高處（一般在排氣歧管位置）

26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

27其他測(cè)點(diǎn)企業(yè)自行選取的測(cè)量點(diǎn)自選

企業(yè)可根據(jù)需求，自行選擇增減測(cè)點(diǎn)。

6試驗(yàn)方法

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6.1車(chē)輛預(yù)熱

在每種試驗(yàn)工況前對(duì)車(chē)輛進(jìn)行充分的預(yù)熱，按照GB/T27840或GB/T12545.1進(jìn)行。

6.2空調(diào)

試驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇外循環(huán)，溫度調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)置于最大冷卻模式，風(fēng)量調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)置于最大位置。如試驗(yàn)過(guò)

程中空調(diào)停止工作（非故障），可繼續(xù)試驗(yàn)。

6.3試驗(yàn)工況

6.3.1燃料電池電堆最大輸出功率工況

汽車(chē)選用燃料電池系統(tǒng)車(chē)速不大于參考車(chē)速的最高擋（手動(dòng)擋汽車(chē)）或置于D擋（自動(dòng)擋汽車(chē)）、

以油門(mén)全開(kāi)的狀態(tài)行駛，使燃料電池堆的功率溫度在最高。

6.3.2高速行駛工況

汽車(chē)置于D擋（自動(dòng)擋汽車(chē)），以90%最高車(chē)速或140km/h（取兩者中較小值）勻速行駛。

6.3.3高速爬坡工況

阻力加載裝置對(duì)車(chē)輛逐步施加載荷至4%坡度阻力，調(diào)整油門(mén)使車(chē)輛以最大穩(wěn)定車(chē)速勻速行駛20分

鐘，至所有的測(cè)溫點(diǎn)不再上升。

6.3.4低速爬坡工況

阻力加載裝置對(duì)車(chē)輛逐步施加載荷至9%坡度阻力，調(diào)整油門(mén)使車(chē)輛以最大穩(wěn)定車(chē)速勻速行駛20分

鐘，至所有的測(cè)溫點(diǎn)不再上升。

6.3.5城市工況

汽車(chē)置于D擋（自動(dòng)擋汽車(chē)），進(jìn)行中國(guó)工況的測(cè)試，參考GB/T38146.1-2019和GB/T38146.2-

2019.

6.3.6怠速工況

在循環(huán)工況之后進(jìn)行，車(chē)輛靜止運(yùn)行，運(yùn)行30min，汽車(chē)選用最高擋（手動(dòng)擋汽車(chē)）或置于D擋

（自動(dòng)擋汽車(chē)），若30min溫度測(cè)點(diǎn)仍未達(dá)到平衡則試驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行至溫度平衡為止。

6.3.7試驗(yàn)工況選擇

汽車(chē)制造企業(yè)可根據(jù)汽車(chē)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)。

6.4熱平衡判斷

6.4.1當(dāng)連續(xù)4min各測(cè)點(diǎn)△T的變化不超過(guò)±2℃且無(wú)明顯上升趨勢(shì)，即認(rèn)為汽車(chē)達(dá)到熱平衡。

6.4.2當(dāng)表2中重要測(cè)點(diǎn)的至少1個(gè)滿(mǎn)足6.4.1，其余測(cè)點(diǎn)無(wú)明顯上升趨勢(shì)，即認(rèn)為汽車(chē)達(dá)到熱平衡。

6.4.3由于車(chē)輛控制策略導(dǎo)致的測(cè)點(diǎn)溫差呈現(xiàn)周期性波動(dòng)，其余測(cè)點(diǎn)滿(mǎn)足6.4.1或6.4.2，即認(rèn)為汽車(chē)

達(dá)到熱平衡。

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6.5試驗(yàn)結(jié)束

汽車(chē)達(dá)到熱平衡后該工況試驗(yàn)結(jié)束。

6.6試驗(yàn)條件

所有試驗(yàn)工況，車(chē)速偏差不應(yīng)超過(guò)±2km/h；阻力加載裝置提供的阻力偏差不應(yīng)超過(guò)±5%；各測(cè)量

點(diǎn)的采樣頻率不低于1Hz；試驗(yàn)至少應(yīng)包含1次完整的正反方向。

6.7試驗(yàn)停止條件

試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意安全，如有一下情況應(yīng)停止試驗(yàn)：

——某一系統(tǒng)、總成、零部件溫度超過(guò)其溫度限值；

——汽車(chē)有異響、冒煙等現(xiàn)象；

——?dú)錃鉂舛葌鞲衅鲌?bào)警；

——其他影響試驗(yàn)安全及試驗(yàn)結(jié)果的情況。

7數(shù)據(jù)處理

7.1溫度-時(shí)間曲線繪制

繪制各測(cè)點(diǎn)的溫度-時(shí)間T-t曲線和溫差-時(shí)間ΔT-t曲線。

7.2車(chē)速-風(fēng)速曲線繪制

繪制各測(cè)點(diǎn)的車(chē)速、風(fēng)速-時(shí)間曲線。

7.3各工況許用環(huán)境溫度和汽車(chē)許用環(huán)境溫度

各工況許用環(huán)境溫度和汽車(chē)許用環(huán)境溫度參照GB/T12542執(zhí)行。

7.4熱效率計(jì)算

(1.292???)??

?=

??

?為燃料電池汽車(chē)的熱效率，n為單體數(shù)量,Ｕ為電堆輸出電壓,V,I為電堆輸出電流,A。

8試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容宜包含以下方面，參見(jiàn)附錄A。

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附件A

（資料性附錄）

熱平衡試驗(yàn)記錄表格