標準編號:	GB/T 34593-2017
中文名稱:	燃料電池發動機氫氣排放測試方法
英文名稱:	Test methods of hydrogen emission for fuel cell engine
中標分類:	T10    汽車發動機綜合
行業分類:	GB    國家標準
ICS分類:	43.060.01 43.060.01    道路車輛內燃機綜合 43.060.01
發布機構:	中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局 中國國家標準化管理委員會
發布日期:	2017-10-14
實施日期:	2018-5-1
標準狀態:	valid
翻譯語言:	英文
文件格式:	PDF
中文字符數:	11000 字
翻譯價格(元):	290.0
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Codeofchina.com is in charge of this English translation. In case of any doubt about the English translation, the Chinese original shall be considered authoritative. This national standard was drafted in accordance with the rules given in GB/T 1.1-2009 This standard was proposed by the Ministry of Industry and Information Technology of the People's Republic of China. This national standard is under the jurisdiction of the National Technical Committee on Automobiles of Standardization Administration of China (SAC/TC 114). Test Methods of Hydrogen Emission for Fuel Cell Engine 1 Scope This standard is applicable to vehicle test methods of hydrogen emission for fuel cell engine. This standard is applicable to the proton exchange membrane fuel cell engine for vehicles. 2 Normative References The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated reference, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies. GB/T 24554 Performance Test Methods for Fuel Cell Engines ISO 14687-2 [Hydrogen Fuel - Product Specification - Part 2: Proton Exchange Membrane (PEM) Fuel Cell Applications for Road Vehicles 3 Requirements of Testing Apparatus The accuracy requirements of testing apparatus are shown in Table1. Table 1 Accuracy Requirements of Testing Apparatus Name Accuracy Remarks Voltage sensor ≤0.5%FS FS: Full scale Current sensor ≤0.5%FS Thermometer ±1℃ Hygrometer ±3% According to the relative error Hydrogen mass flowmeter ≤1% 4 Measuring Condition 4.1 Requirements of fuel cell engines Fuel cell engines shall meet the following requirements: ——Maintain the shape and technical parameters of the fuel cell engine at the time of delivery; ——The fuel cell engine system shall be complete, and consistent with the loading condition; ——Fuel cell engine insulation performance, air tightness and other related safety performance shall meet the requirements of GB/T 24554; ——The fuel cell engine shall have a reliable safety protection system; ——The hydrogen mass flowmeter shall be installed as close as possible to the hydrogen inlet of the fuel cell engine; ——Fuel cell engines shall use commercial fuels that meet the test requirements. In case of any discrepancy, the fuel requirements shall comply with ISO 14687-2. 4.2 Pre-test fuel cell engine state regulations Before test, fuel cell engines state shall meet the following requirements: ——Coolant filling completed; ——Preparation for the fuel cell engine is completed and the command can be started. 4.3 Requirements of test data acquisition and power loading error The requirements of test data acquisition and power loading error as follow: ——Test data sampling frequency shall not less than 2 Hz; ——The power loading error cannot exceed 3%, otherwise the test result is invalid. 5 Testing Method 5.1 Test of hydrogen emission in steady state 5.1.1 Test condition Prior to the test, the fuel cell engine shall in a warm state, and the heat engine method shall comply with the method specified in GB/T 24554. The test process shall be automated and there shall be no manual intervention. 5.1.2 Test methods Test methods shall meet the following requirements: a) Select 11 condition points within the fuel cell engine operating range, namely, idle speed, 10% PE, 20% PE, 30% PE, 40% PE, 50% PE, 60% PE, 70% PE, 80% PE, 90% PE, PE; b) The fuel cell engine carries out the heat engine, after the process finishes, returns to the idling state to run for 10s; c) According to the specified loading method, it is loaded into the pre-determined condition point, and at least continuously and stably runs for 3 min at each condition point; d) The length of analysis data for each condition point shall not be less than 2 minutes. Note: PE ——Rated power. 5.1.3 Data measured and recorded in the test process Data measured during the test, including hydrogen flow rate, fuel cell stack voltage, fuel cell stack current, and others. 5.1.4 Test results processing The actual hydrogen consumption of the fuel cell stack, the theoretical hydrogen consumption of the fuel cell stack, the hydrogen emission, and the hydrogen emission rate shall be tested according to the methods provided in Annex A.

Foreword i 1 Scope 2 Normative References 3 The Requirements of Testing Apparatus and Equipment 4 Measuring Condition 5 Testing Method Annex A (Normative) Related Calculation Formulae Annex B (Normative) Cyclic Condition Loading Method

ICS 43.060.01 T 10 中華人民共和國國家標準 GB/T 34593—2017 燃料電池發動機氫氣排放測試方法 Test methods of hydrogen emission for fuel cell engine 2017-10-14發布 2018-05-01實施 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局 中國國家標準化管理委員會 發布 前 言 本標準按照GB/T 1.1—2009給出的規則起草. 本標準由中華人民共和國工業和信息化部提出。 本標準由全國汽車標準化技術委員會(SAC/TC 114)歸口。 本標準起草單位：同濟大學、中國汽車技術研究中心、上海汽車集團股份有限公司、中科院大連化學物理研究所、浙江大學、深圳市標準化研究院、上海機動車檢測中心。 本標準主要起草人：侯永平、邵忠瑛、周毅、周鋐、黃晨東、侯明、鄭津洋、童曉敏、王益群、吳兵、何云堂、繆文泉。 燃料電池發動機氫氣排放測試方法 1 范圍 本標準規定了車用燃料電池發動機的氫氣排放測試方法。 本標準適用于車用質子交換膜燃料電池發動機。 2規范性引用文件 下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件.凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。 GB/T 24554 Performance Test Methods for Fuel Cell Engines ISO 14687-2 [Hydrogen Fuel - Product Specification - Part 2: Proton Exchange Membrane (PEM) Fuel Cell Applications for Road Vehicles 3測試用儀器設備的要求 測試用儀器設備準確度要求見表1。 表1 測試用儀器設備準確度要求 名稱 準確度 備注 電壓傳感器 ≤0.5％FS FS：滿量程 電流傳感器 ≤0.5％FS 溫度計 ±1℃ 溫度計 ±3％ 按照相對誤差計 氫氣質量漉量計 ≤1％ 4測量條件 4.1 燃料電池發動機要求 燃料電池發動機應滿足以下要求： ——保持燃料電池發動機出廠時的外形結構和技術參數； ——燃料電池發動機各系統要完整，與裝車狀態一致； ——燃料電池發動機的絕緣性能、氣密性等涉及安全性能應符合GB/T 24554的要求； ——燃料電池發動機要有可靠的安全保障系統； ——氫氣質量流量計盡可能安裝在靠近燃料電池發動機氫氣進氣口處； ——燃料電池發動機應使用符合試驗要求的商用燃料，如果出現爭議，燃料要求應符合ISO 14687-2規定。 4.2測試前燃料電池發動機狀態規定 測試前燃料電池發動機狀態應符合以下規定： ——冷卻液加注完成； ——燃料電池發動機準備工作完成，接受指令即可起動。 4.3試驗數據采集及功率加載誤差要求 試驗數據采集及功率加載誤差要求如下： ——試驗數據采樣頻率不低于2 Hz； ——功率加載誤差不能超過3％，否則試驗結果無效。 5測試方法 5.1 穩態工況氫氣排放測試 5.1.1試驗條件 試驗前燃料電池發動機處于熱機狀態，熱機方法按照GB/T 24554規定的方法進行。試驗過程應自動進行，不能有人工干預。 5.1.2試驗方法 試驗方法應滿足以下要求： a)在燃料電池發動機工作范圍內選擇11個工況點，分別是怠速、10％PE、20％PE、30％PE、40％PE、50％PE、60％PE、70％PE、80％PE、90％PE、PE； b)燃料電池發動機進行熱機，熱機過程結束后，回到怠速狀態運行10 s； c)按照規定的加載方法加載到預先確定的工況點，在每個工況點至少持續穩定運行3 min； d)每個工況點分析數據時間長度不能少于2 min。 注：PE——額定功率。 5.1.3試驗過程中測量記錄的數據 試驗中測量的數據：氫氣流量、燃料電池堆電壓、燃料電池堆電流等。 5.1.4試驗結果處理 燃料電池堆實際氫耗量、燃料電池堆理論氫耗量、氫氣排放量、氫氣排放率按照附錄A提供的方法進行試驗結果處理。 5.2循環工況下氫氣排放量測試 5.2.1 試驗條件 試驗前燃料電池發動機處于熱機狀態，熱機方法按照GB/T 24554規定的方法進行。試驗過程應自動進行，不能有人工干預。 5.2.2 試驗方法 試驗按以下方法進行： a)燃料電池發動機進行熱機，熱機過程結束后，回到怠速狀態運行10 s； b)按照附錄B規定的循環工況進行加載； c)循環工況結束后按照制造商規定的方法停機； d)工況轉換之間可以增加階梯，工況運行期間如果出現中斷，則試驗失敗，允許重新測試一次。 5.2.3試驗過程中測量記錄的數據 試驗中測量的數據：氫氣流量、燃料電池堆電壓、燃料電池堆電流等。 5.2.4試驗結果處理 燃料電池堆實際氫耗量、燃料電池堆理論氫耗量、氫氣排放量、氫氣排放率按照附錄A提供的方法進行試驗結果處理。 附 錄A (規范性附錄) 相關計算公式 A.1燃料電池堆實際氫耗量 如果氫氣質量流量計以流量單位記錄結果，則燃料電池堆在某段時間內的實測氫耗量按式(A.1)計算： (A.1) 式中： ——燃料電池堆實測氫氣消耗量，單位為克(g)； ——燃料電池堆實測氫氣流量，單位為克每秒(g/s)； T1——起始時間，單位為秒(s)； T2——結束時間，單位為秒(s)。 A.2燃料電池理論氫耗量 燃料電池堆在某段時間內的理論氫耗量按式(A.2)計算： (A.2) 式中： ——燃料電池堆理論氫氣消耗量，單位為克(g)； ——燃料電池堆理論氫氣流量，單位為克每秒(g/s)； T1——起始時間，單位為秒(s)； T2——結束時間，單位為秒(s)。 理論氫氣流量按法拉第公式計算： (A.3) 式中： ——燃料電池堆理論氫氣流量，單位為克每秒(g/s)； M——氫氣摩爾質量，2.016 g/mol； I——燃料電池堆電流，單位為安(A)； N——燃料電池堆單電池片數； n——每個氫分子釋放的電子數，2； F——法拉第常數，96 485 C/mol。 A.3氫氣排放量 燃料電池堆在某段時間內排放的氫氣按式(A.4)計算： (A.4) 式中： ——排放的氫氣質量，單位為克(g)； ——燃料電池堆實測氫氣消耗量，單位為克(g)； ——理論消耗氫氣質量，單位為克(g)。 A.4氫氣排放率 燃料電池堆在某段時間內的氫氣排放率按式(A.5)計算： (A.5) 式中： ——氫氣排放率，單位為克每千瓦時[g/(kW·h)]； ——排放的氫氣質量，單位為克(g)； QS——燃料電池堆能量.單位為千焦(kJ)。 燃料電池堆能量計算見式(A.6)： (A.6) 式中： QS——燃料電池堆能量，單位為千焦(kJ)； PS——燃料電池堆功率.單位為千瓦(kW)。 附 錄 B (規范性附錄) 循環工況加載方法 燃料電池發動機循環工況加載方法由以下階段組成(見圖B.1和表B.1)。 FCE功率時間里程 FCE功率百分比 時間 圖B.1 燃料電池發動機動態循環工況加載曲線 表B.1 燃料電池發動機動態循環加載階段 加載步驟 加載功率/kW 加載時間/s 1 PI 20 2 15％PE 15 3 PI 30 4 32％PE 35 5 Pt 45 6 50％PE 20 7 35％PE 25 8 PI 20 9 15％PE 15 10 PI 30 11 32％PE 35 12 PI 45 表B.1(續) 加載步驟 加載功率/kW 加載時間/s 13 50％PE 20 14 35％PE 25 15 PI 20 16 15％PE 15 17 PI 30 18 32％PE 35 19 PI 45 20 50％PE 20 21 35％PE 25 22 PI 20 23 15％PE 15 24 PI 30 25 32％PE 35 26 PI 45 27 50％PE 20 28 35％PE 25 29 PI 45 30 35％PE 10 31 50％PE 15 32 70％PE 60 33 50％PE 80 34 70％PE 90 35 100％PE 110 36 PI 30 注：PI表示怠速工況，PE表示額定功率，均由廠家自行規定，相鄰工況轉換之間可以增加過渡階梯，過渡時間根據具體情況確定。