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This standard is developed in accordance with the rules given in GB/T 1.1-2009 Directives for standardization - Part 1: Structure and drafting of standards.
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This standard was proposed by the Test Technology Committee of SAE-China.
This standard is formulated for the first time.
Fuel cell electric vehicles - Test methods and safety requirements for hydrogen leakage and emission in confined space
1 Scope
This standard specifies the test methods and safety requirements for hydrogen leakage and emission from fuel cell electric vehicles in confined space.
This standard is applicable to Category M1 fuel cell electric vehicles.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition (including any amendments) applies.
GB/T 19750-2005 Hybrid electric vehicles - Engineering approval evaluation program
GB/T 24548 Fuel cell electric vehicles - Terminology
GB/T 24549 Fuel cell electric vehicles - Safety requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in GB/T 24548 and the following apply.
3.1
air changes per hour
ratio of air exchange volume per hour in a space to the volume of the space
3.2
enclosed chamber
confined space with hydrogen concentration detection device, see 4.3.4
?
4 Test methods
4.1 General
The following test methods are for hydrogen leakage and emission from fuel cell electric vehicles in confined space.
4.2 Parameters to be measured, units and accuracy
Table 1 specifies the parameters to be measured during the test, as well as their units and accuracy.
Table 1 Requirements for parameters to be measured, units and accuracy
Parameters to be measured Units Accuracy Resolution
Time s ±0.1 0.1
Temperature ℃ ±1 1
Volume concentration of hydrogen a ppm ±50 1
Volume concentration of hydrogen b ppm ±200 100
Frequency Hz 1 1
a For hydrogen leakage test.
b For hydrogen emission test.
4.3 Test conditions
4.3.1 Vehicle conditions
Vehicles shall meet the following conditions:
——The test vehicle shall be driven for a total of at least 300 km with the fuel cell engine in operation during the seven days prior to the test;
——The test vehicle shall be filled with hydrogen to the pressure that shall be reached under the rated working pressure as per the requirements of the manufacturer;
——Before the test, it is allowed to adjust the SOC of the power battery of the vehicle;
——During the test, the doors and windows of the vehicle shall be closed.
4.3.2 Ambient temperature conditions for hydrogen leakage test
The test shall be carried out at an ambient temperature of 30℃~55℃ under the standard atmospheric pressure (101.3±1 kPa).
?
4.3.3 Ambient temperature conditions for hydrogen emission test
The test shall be carried out under normal temperature (20℃~30℃) and standard atmospheric pressure (101.3±1 kPa).
4.3.4 Requirements for confined space
The dimension of confined space, air exchange rate, position of mechanical ventilation device and position of hydrogen concentration sensor shall meet the following requirements:
a) Requirements for dimension of confined space:
1) The internal length shall not exceed the length of the vehicle by 1m;
2) The internal width shall not exceed the width of the vehicle by 1 m;
3) The internal height shall not exceed the height of the vehicle by 0.5 m.
b) Requirements for air exchange rate in the confined space:
1) For hydrogen leakage test carried out when the vehicle is parked, the air exchange rate per hour shall not exceed 0.03;
2) For hydrogen emission test carried out when the vehicle is running, the air exchange rate per hour shall not exceed 6.
c) Requirements for position of mechanical ventilation device in confined space: the distance between the air inlet and outlet of mechanical ventilation device and the hydrogen concentration sensors shall not be less than 1 m;
d) Requirements for position of hydrogen concentration sensor in confined space: at least three sensors shall be uniformly arranged on both sides of the top surface of the confined space, and one sensor shall be arranged at the geometric center of the top surface, with a total of no less than seven sensors, as shown in Figure 1.
Foreword i
1 Scope
2 Normative references
3 Terms and definitions
4 Test methods
4.1 General
4.2 Parameters to be measured, units and accuracy
4.3 Test conditions
4.3.1 Vehicle conditions
4.3.2 Ambient temperature conditions for hydrogen leakage test
4.3.3 Ambient temperature conditions for hydrogen emission test
4.3.4 Requirements for confined space
4.3.5 Conditions for emergency stop of test
4.4 Test procedures
4.4.1 Hydrogen leakage test of vehicles under high temperature environment and parking conditions
4.4.2 Hydrogen emission safety test of vehicles at idle state
4.4.3 Hydrogen emission safety test of vehicles at idle state (with air conditioner on)
4.4.4 Hydrogen emission safety test under frequent start and stop of vehicles
4.4.5 Hydrogen leakage and emission tests of vehicles in parking state after finishing reliability driving test
5 Safety requirements
5.1 Safety requirements for hydrogen leakage in confined spaces
5.2 Safety requirements for hydrogen emission in confined spaces
ICS 32.020
T 40
團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)
T/CSAE 123—2019
燃料電池電動汽車 密閉空間內(nèi)氫泄漏
及氫排放試驗方法和安全要求
Fuel cell electric vehicles-test methods and safety requirements for hydrogen leakage and emission in confined space
2019-12-04發(fā)布 2019-12-04實施
中國汽車工程學(xué)會 發(fā)布
前 言
本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB/T 1.1—2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則編寫。
本標(biāo)準(zhǔn)的某些內(nèi)容可能涉及專利，本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。
本標(biāo)準(zhǔn)提出單位：中國汽車工程學(xué)會測試技術(shù)分會。
本標(biāo)準(zhǔn)為首次制定。
燃料電池電動汽車 密閉空間內(nèi)氫泄漏及氫排放試驗方法和安全要求
1 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燃料電池電動汽車在密閉空間內(nèi)的氫泄漏及氫排放的試驗方法和安全要求。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于M1類燃料電池電動汽車。
2 規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所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 19750-2005 混合動力電動汽車定型試驗規(guī)程
GB/T 24548 燃料電池電動汽車術(shù)語
GB/T 24549 燃料電池電動汽車安全要求
3 術(shù)語和定義
GB/T 24548 界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1
每小時空氣交換率 air changes per hour
空間內(nèi)每小時的空氣換氣量同空間的容積之比。
3.2
密閉艙 enclosed chamber
裝有氫氣濃度檢測裝置的密閉空間，見4.3.4。
4 試驗方法
4.1 總則
以下方法描述了密閉空間內(nèi)燃料電池電動汽車氫泄漏及排放的試驗方法。
4.2 測量參數(shù)、單位和準(zhǔn)確度
表1定了試驗測量的參數(shù)、單位和準(zhǔn)確度。
表1 測量參數(shù)、單位和準(zhǔn)確度的要求
測量參數(shù) 單位 準(zhǔn)確度 分辨率
時間 s ±0.1 0.1
溫度 ℃ ±1 1
氫氣體積濃度a ppm ±50 1
氫氣體積濃度b ppm ±200 100
頻率 Hz 1 1
a 氫氣泄漏試驗時用。
b 氫氣排放試驗時用。
4.3 試驗條件
4.3.1 車輛條件
車輛條件如下：
——試驗前七天內(nèi)，試驗車輛至少應(yīng)在燃料電池發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)下累計行駛300 km；
——試驗車輛應(yīng)按照制造商要求加注氫氣至額定工作壓力對應(yīng)的壓力值；
——試驗開始前，允許調(diào)整車輛動力電池的SOC；
——試驗過程中，保持車輛門窗處于關(guān)閉狀態(tài)。
4.3.2 氫氣泄漏試驗環(huán)境溫度條件
試驗在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101.3±1 kPa)，30～55 ℃范圍內(nèi)的某一環(huán)境溫度下進(jìn)行。
4.3.3 氫氣排放試驗環(huán)境溫度條件
試驗在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101.3±1 kPa)，常溫(即20～30 ℃)環(huán)境下進(jìn)行。
4.3.4 密閉空間要求
密閉空間的尺寸、空氣交換速率、機(jī)械通風(fēng)裝置位置、氫氣濃度傳感器位置需滿足以下要求：
a) 密閉空間的尺寸要求：
1) 內(nèi)部長度不得超過車輛的長度1 m；
2) 內(nèi)部寬度不得超過車輛的寬度1 m；
3) 內(nèi)部高度不得超過車輛的高度0.5 m。
b) 密閉空間的空氣交換速率要求：
1) 對于車輛停車狀態(tài)下的氫氣泄漏試驗，每小時的空氣交換率不得大于0.03；
2) 對于車輛運行狀態(tài)下的氫氣排放試驗，每小時的空氣交換率不得大于6。
c) 密閉空間的機(jī)械通風(fēng)裝置位置要求：機(jī)械通風(fēng)裝置的進(jìn)出風(fēng)口與各氫氣濃度傳感器的距離不小于1 m；
d) 密閉空間內(nèi)氫氣濃度傳感器位置要求：在密閉空間頂面兩側(cè)各均勻布置至少3個，頂部幾何中心布置1個，總共不少于7個，如圖1所示。
寬度方向
長度方向
圖1 密閉空間內(nèi)氫氣濃度傳感器位置示意圖(俯視圖)
4.3.5 試驗緊急停止條件
在試驗過程中，若密閉空間內(nèi)任一氫氣濃度傳感器測量值超過1％，應(yīng)立即停止試驗，并開啟通風(fēng)。
4.4 試驗程序
4.4.1 車輛高溫環(huán)境及停車狀態(tài)下的氫氣泄漏試驗
4.4.1.1 總則
該試驗是為了檢驗車輛停放在高溫且無機(jī)械通風(fēng)的密閉空間內(nèi)的氫氣泄漏情況。
4.4.1.2 試驗步驟
車輛在高溫環(huán)境及停車狀態(tài)下的氫氣泄漏試驗步驟如下：
a) 車輛在密閉艙外完成一次完整的起動、吹掃、停機(jī)過程；
b) 車輛進(jìn)入密閉艙后，停機(jī)，在車內(nèi)弧頂最高點安裝氫氣濃度傳感器；
c) 關(guān)閉密閉艙，車輛在4.3.2規(guī)定的環(huán)境條件下浸車12 h，從密閉艙溫度達(dá)到設(shè)定溫度后開始計時到浸車結(jié)束，密閉艙內(nèi)溫度控制在設(shè)定溫度的±3℃內(nèi)，否則浸車無效；
d)浸車完成后，打開密閉艙通風(fēng)裝置，檢查環(huán)境和密閉艙內(nèi)的氫氣濃度，當(dāng)氫氣濃度為0時，關(guān)閉通風(fēng)，并開始記錄氫氣濃度傳感器數(shù)據(jù)；
e) 試驗持續(xù)至少8 h，采樣頻率至少為1 Hz；
f) 各位置氫氣濃度傳感器測得的氫氣體積濃度應(yīng)滿足5.1的要求。
4.4.2 車輛怠速狀態(tài)下的氫氣排放安全試驗
4.4.2.1 總則
該試驗是為了檢驗車輛在有機(jī)械通風(fēng)的密閉空間(每小時空氣交換率不大于6)內(nèi)，在怠速狀態(tài)下的氫氣排放情況。
4.4.2.2 試驗步驟
車輛在怠速狀態(tài)下的氫氣排放安全試驗步驟如下：
a) 車輛在密閉艙外完成一次完整的起動、吹掃、停機(jī)過程；
b) 試驗車輛進(jìn)入密閉艙后，停機(jī)，并在規(guī)定的環(huán)境條件下浸車12 h；
c) 浸車完成后，檢測環(huán)境和試驗艙內(nèi)的氫氣濃度，當(dāng)氫氣濃度為0時，關(guān)閉密閉艙；
d) 起動車輛，并使燃料電池發(fā)動機(jī)保持怠速狀態(tài)累計至少10 min；
e) 從起動車輛開始記錄氫氣濃度傳感器數(shù)據(jù)，采樣頻率為1 Hz；
f) 燃料電池發(fā)動機(jī)保持怠速狀態(tài)累計至少10 min后，停機(jī)，直到空間內(nèi)各位置氫氣濃度基本穩(wěn)定并呈現(xiàn)下降趨勢時，停止記錄數(shù)據(jù)；
g) 各位置氫氣濃度傳感器測得的氫氣體積濃度應(yīng)滿足5.2的要求。
4.4.3 車輛在空調(diào)開啟狀態(tài)下怠速氫氣排放安全試驗
4.4.3.1 總則
該試驗是為了檢驗車輛在有機(jī)械通風(fēng)的密閉空間(每小時的空氣交換率不大于6)內(nèi)，空調(diào)開啟狀態(tài)下怠速時的氫氣排放情況。
4.4.3.2 試驗步驟
車輛在空調(diào)開啟狀態(tài)下怠速氫氣排放安全試驗步驟如下：
a) 車輛在密閉艙外完成一次完整的起動、吹掃、停機(jī)過程；
b) 試驗車輛進(jìn)入密閉艙后，在車內(nèi)弧頂最高點安裝氫氣濃度傳感器；
c) 車輛停機(jī)，并在規(guī)定的環(huán)境條件下浸車12 h；
d) 浸車完成后，檢測環(huán)境和試驗艙內(nèi)的氫氣濃度，當(dāng)氫氣濃度為0時，關(guān)閉密閉艙；
e) 起動車輛，開啟空調(diào)，設(shè)定空調(diào)溫度為最高或最低檔，設(shè)定風(fēng)量為最大，制熱時打開外循環(huán)，制冷時打開內(nèi)循環(huán)，并使燃料電池發(fā)動機(jī)保持怠速狀態(tài)累計至少10 min；
f) 從起動車輛開始記錄氫氣濃度傳感器數(shù)據(jù)，采樣頻率至少為1 Hz；
g) 燃料電池發(fā)動機(jī)保持怠速狀態(tài)累計至少10 min后，停機(jī)，直到密閉艙內(nèi)各位置氫氣濃度基本穩(wěn)定并呈現(xiàn)下降趨勢時，停止記錄數(shù)據(jù)；
h) 各位置氫氣濃度傳感器測得的氫氣體積濃度應(yīng)滿足5.2的要求。
4.4.4 車輛在頻繁啟停狀態(tài)下的氫氣排放安全試驗
4.4.4.1 總則
該試驗是為了檢驗車輛在有機(jī)械通風(fēng)的密閉空間(每小時的空氣交換率不大于6)內(nèi)，頻繁啟停狀態(tài)下氫氣的排放情況。
4.4.4.2 試驗步驟
車輛在頻繁啟停狀態(tài)下的氫氣排放安全試驗步驟如下：
a) 車輛在密閉艙外完成一次完整的起動、吹掃、停機(jī)過程；
b) 試驗車輛進(jìn)入密閉艙后，停機(jī)，并在規(guī)定的環(huán)境條件下浸車12 h；
c) 浸車完成后，檢查環(huán)境和試驗艙內(nèi)的氫氣濃度，當(dāng)氫氣濃度為0時，關(guān)閉密閉艙；
d) 起動車輛，待車輛起動吹掃完成或燃料電池發(fā)動機(jī)進(jìn)入怠速狀態(tài)后，停機(jī)；
e) 從起動車輛開始記錄氫氣濃度傳感器數(shù)據(jù)，采樣頻率至少為1 Hz；
f) 待車輛完成停機(jī)吹掃后，再次起動車輛；
g) 循環(huán)執(zhí)行第(d)～(f)步驟5次；
h) 停機(jī)，直到空間內(nèi)各位置氫氣濃度基本穩(wěn)定并呈現(xiàn)下降趨勢時，停止記錄數(shù)據(jù)；
i) 各位置氫氣濃度傳感器測得的氫氣體積濃度應(yīng)滿足5.2的要求。
4.4.5 車輛進(jìn)行可靠性行駛試驗后停車狀態(tài)下的氫氣泄漏及排放試驗
4.4.5.1 總則
該試驗是為了檢驗車輛在完成可靠性行駛試驗后，在密閉空間內(nèi)的氫氣泄漏和排放情況。
4.4.5.2 試驗步驟
車輛進(jìn)行可靠性行駛試驗后停車狀態(tài)下的氫氣泄漏及排放試驗步驟如下：
a) 車輛的可靠性行駛試驗宜在試驗場地內(nèi)進(jìn)行，可靠性行駛試驗的總里程為15000 km，里程分配為強(qiáng)化壞路3000 km，平路2000 km，高速跑道5000 km，耐久工況5000 km(按照GB/T 19750-2005附錄B的規(guī)定進(jìn)行)；
b) 可靠性行駛試驗后，按照4.4.1～4.4.4對車輛進(jìn)行測試。
c) 車輛的試驗結(jié)果應(yīng)滿足5.1和5.2的要求。
5 安全要求
5.1 密閉空間內(nèi)的氫氣泄漏安全要求
在無機(jī)械通風(fēng)的密閉空間內(nèi)(每小時的空氣交換率不大于0.03)，車輛靜置8 h，車輛周圍的氫氣體積濃度應(yīng)不大于1％。
5.2 密閉空間內(nèi)的氫氣排放安全要求
在有機(jī)械通風(fēng)的密閉空間內(nèi)(每小時的空氣交換率不大于6)，在任意時刻，車輛周圍的氫氣體積濃度應(yīng)不大于1％。
