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| 标准编号 | GB/T 35178-2017 (GB/T35178-2017) | | 中文名称 | 燃料电池电动汽车 氢气消耗量 测量方法 | | 英文名称 | Fuel cell electric vehicles -- Hydrogen consumption -- Test methods | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | T47 | | 国际标准分类 | 43.080.01 | | 字数估计 | 10,194 | | 发布日期 | 2017-12-29 | | 实施日期 | 2018-07-01 | | 起草单位 | 中国汽车技术研究中心、同济大学、中国汽车工程研究院股份有限公司、上海汽车集团股份有限公司、中科院大连化学物理研究所、浙江大学、清华大学 | | 归口单位 | 全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC 114) | | 提出机构 | 中华人民共和国工业和信息化部 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 35178-2017
Fuel cell electric vehicles-Hydrogen consumption-Test methods
ICS 43.080.01
T47
中华人民共和国国家标准
燃料电池电动汽车 氢气消耗量
测量方法
2017-12-29发布
2018-07-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅰ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 试验设备和仪器 1
5 测量方法 2
附录A(规范性附录) 压力温度法 3
附录B(规范性附录) 质量分析法 5
附录C(规范性附录) 流量法 6
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。
本标准由全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC114)归口。
本标准起草单位:中国汽车技术研究中心、同济大学、中国汽车工程研究院股份有限公司、上海汽车
集团股份有限公司、中科院大连化学物理研究所、浙江大学、清华大学。
本标准主要起草人:何云堂、侯永平、赵静炜、吴兵、侯明、郑津洋、张禾。
燃料电池电动汽车 氢气消耗量
测量方法
1 范围
本标准规定了燃料电池电动汽车氢气消耗量的测量方法。
本标准适用于使用压缩氢气的燃料电池电动汽车(以下简称为“车辆”)。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 18352.5-2013 轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)
GB/T 19754-2015 重型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法
GB/T 24548 燃料电池电动汽车 术语
3 术语和定义
GB/T 24548界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
压力温度法 pressure-temperaturemethod
通过测量试验前后高压储氢罐中气体压力和温度来计算氢气消耗量的方法。应使用已知内容积,
能够进行温度和压力检测的储氢罐。
3.2
质量分析法 weightanalysismethod
通过测量试验前后高压储氢罐质量来计算氢气消耗量的方法。试验用储氢罐应适于测量质量。
3.3
流量法 hydrogenflowmethod
通过安装在车外燃料供应源到车辆的氢气供应管路上的流量计,测量车辆消耗掉的氢气体积或者
质量的方法。
3.4
安装在车辆外部,在氢气消耗量测量过程中通过旁路管路连接燃料电池的储氢罐。
4 试验设备和仪器
主要试验设备包括底盘测功机、轮胎压力量具;压力温度法用的压力计、温度计;质量分析法用的试
验用储氢罐和称重装置;流量法用的流量计。
底盘测功机设置应符合GB 18352.5-2013的有关规定。
试验设备和仪器应按照制造厂商的要求进行检测、维护和校准。相关测量参数的单位、准确度应符
合表1的规定。
表1 相关测量参数的单位、准确度
参数 单位 准确度
温度 K ±1
气体压力 MPa ±1%
质量 g ±0.5
体积流量 L/s ±1%
质量流量 g/s ±1%
5 测量方法
5.1 车辆状态要求
试验车辆需按制造厂的规范进行磨合,且磨合里程不小于1000km,并且在试验前的7天内建议
至少行驶300km。
试验过程中使用外部供氢,切断车载燃料供应管路。
5.2 试验方法和程序
轻型车辆试验载荷应按照GB 18352.5-2013的相关规定加载。按照制造商规定的程序起动车辆,
遵照GB 18352.5-2013附件CA规定的循环工况(包括市区运转循环和市郊运转循环)进行试验,试验
过程中车辆速度偏差应该符合GB 18352.5-2013的规定。在试验过程中,可以选择附录A、附录B、附
录C提供的三种氢气测量方法中其中的一种方法进行氢气消耗量测量。
重型车辆试验载荷应按照GB/T 19754-2015的相关规定加载。按照制造商规定的程序起动车
辆,遵照GB/T 19754-2015附录B规定的中国典型城市公交循环工况进行试验,试验过程中车辆速度
偏差应该符合GB/T 19754-2015的规定。在试验过程中,可以选择附录A、附录B、附录C提供的三
种氢气测量方法中其中的一种方法进行氢气消耗量测量。
附 录 A
(规范性附录)
压力温度法
A.1 试验用储氢罐安装在车辆外部,作为燃料电池电动汽车的燃料供应源。
A.2 试验用储氢罐通过燃料电池系统中燃料管内安装的旁路管路与燃料电池相连。旁路管路应安装
可靠,防止因振动引起泄漏、释放或进入空气。
A.3 充注燃料压力应调整到制造商推荐值范围内。
A.4 试验用储氢罐应满足下列要求:
---附件的内容积(减压阀,管路等)已知;
---可检测内部气体压力和气体温度;
---在高压充注过程中容积的变化小;
---已经标定过。
A.5 试验按照下面的程序进行:
a) 按照5.2规定的试验程序进行试验;
b) 在检测开始前,先检测试验用储氢罐的气体压力和气体温度;
c) 在检测完成时,应进行试验用储氢罐气体压力和气体温度的检测;
d) 把试验前后测得的气体压力和温度代入式(A.1),计算出氢气消耗量:
w=m×
R ×
P1
Z1×T1-
P2
Z2×T2
÷ (A.1)
式中:
w ---测量时间内的燃料消耗量,单位为克(g);
m ---氢分子摩尔质量(2.016),单位为克每摩尔(g/mol);
V ---燃料罐中高压部分和附件的总容积(减压阀,管路等),单位为升(L);
R ---共用气体常量,R=0.0083145[MPa·L/(mol·K)];
P1---检测开始时罐体内气体分子数,压力,单位为兆帕(MPa);
P2---检测结束时罐体内气体分子数,压力,单位为兆帕(MPa);
T1---检测开始时罐体内气体分子数,温度,单位为开尔文(K);
T2---检测结束时罐体内气体分子数,温度,单位为开尔文(K);
Z1---在P1,T1 下的氢气压缩因子,按照A.6的方法进行求解;
Z2---在P2,T2 下的氢气压缩因子,按照A.6的方法进行求解。
当由于试验前后气体温差过大带来的可预知的试验误差时,应把车辆充分浸车,直到罐内气体温度
和环境温度一致,可通过浸车后气体温度和压力确定燃料消耗量。
当有试验用储氢罐与独立的燃料供应管一起使用时,所有管路的气体压力应相等,使得管路切换时
不能有气体的输入和输出。
A.6 氢气压缩因子求解方法如下:
适用范围:压力0.1。
a) 0.1MPa~100MPa、温度220K~500K的氢气;
b) 氢气压缩因子Z 按式(A.2)计算:
Z=∑
i=1
j=1
vijPi-1(100/T)j-1 (A.2)
其中:
P ---压力,单位为兆帕(MPa);
T ---温度,单位为开尔文(K);
vij---常数,见表A.1。
对于一组确定的温度T 和压力P,利用式(A.2)可以求出一个对应的压缩因子Z。
表A.1 系数vij
系数vij
1 2 3 4
1 1.00018 -0.0022546 0.01053 -0.013205
2 -0.00067291 0.028051 -0.024126 -0.0058663
3 0.000010817 -0.00012653 0.00019788 0.00085677
4 -1.4368E-07 1.2171E-06 7.7563E-07 -1.7418E-05
5 1.2441E-09 -8.965E-09 -1.6711E-08 1.4697E-07
6 -4.4709E-12 3.0271E-11 6.3329E-11 -4.6974E-10
附 录 B
(规范性附录)
质量分析法
B.1 试验用储氢罐安装在车辆外部,作为燃料电池电动汽车的燃料供应源。
B.2 试验用储氢罐通过燃料电池系统中燃料管内安装的旁路管路与燃料电池相连,旁路管路应安装可
靠,防止因振动引起泄漏、释放或进入空气。
B.3 充注燃料压力应调整到制造商推荐值范围内。
B.4 在试验前和试验后分别用称重设备测量试验用储氢罐的质量时,应提供适当的措施减轻受振动、
对流、环境温度等因素的影响,例如衰减板、风挡玻璃等。
B.5 储氢罐质量应尽可能地轻。
B.6 试验程序如下:
a) 在试验前,用称重装置检测测试用储氢瓶质量;
b) 把试验用储氢罐和管路连接起来,连接时,管内的压力应设置为罐中的气体压力相等,使得没
有气体的输入输出;
c) 按照5.2规定的试验程序进行试验;
d) 在开始测量时,切换阀体,让燃料从试验用储氢罐提供;
e) 检测完成后关闭试验用储氢罐的阀;
f) 试验结束后,把测试用储氢瓶从管路移开,用称重设备检测试验后试验用储氢罐的质量。
注:当管路连接到试验用储氢罐上称重的时候,采取适当的措施,消除连接管上力(压力)的影响。
B.7 把试验前后测得试验用储氢罐质量代入式(B.1),计算出氢气消耗量:
w=g1-g2 (B.1)
式中:
w ---在测量时间内的燃料消耗量,单位为克(g);
g1---试验开始时试验用储氢罐质量,单位为克(g);
g2---试验结束时试验用储氢罐质量,单位为克(g)。
附 录 C
(规范性附录)
流 量 法
C.1 试验程序
试验程序如下:
---燃料从车辆外部以厂家推荐的压力供应;
---燃料从车辆外部通过燃料电池系统中燃料管内安装的旁路管路供应;
---从车外供应源到燃料电池之间的供应管路上安装流量计。流量计可以是体......
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