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中汽研 车用燃料电池系统测试标准法规现状及展望

目前,全全国能源布局、情况污染等题目曾经成为人类最为重视的钻研课题之一。燃料电池汽车(fuelcellvehicle,FCV)动作我国能源布局安排的要紧一环,是我国改日能源本事的要紧进展对象。丰田、本田等外国车企很早便推出了本人的燃料电池汽车,而我国的上汽、宇通等企业近年来也一连开采了燃料电池汽车。动作燃料电池汽车的动力焦点,燃料电池编制的测试程序及测试本领对燃料电池汽车工业的进展具有要紧道理。

美国、日本和欧洲等地域向来正在燃料电池汽车本事界限领跑,先后拟定了众项原则或程序,如SAEJ2615—2011《汽车用燃料电池编制测试功能》和SAEJ2617—2011《汽车操纵的PEM燃料电池组子编制试验功能的推举规程》,IEC62282-2—2012《燃料电池本事第2局限燃料电池模块》,以及合伙国车辆原则妥协论坛(UN/WP29)拟定的GTR13《氢和燃料电池环球本事性原则》等。

我国燃料电池程序化做事时光不长,由世界汽车程序化本事委员会电动车辆分委会构制,正正在主动发展干系做事。

正在燃料电池编制功能方面,我国现行的程序重要为GB/T24554—2009《燃料电池唆使机功能试验本领》。该程序重要考试燃料电池编制的启动性格试验、额定功率试验、峰值功率试验、动态反映性格试验和稳态性格试验等根本性格。GB/T24554—2009及与其对应的美国程序SAEJ2615—2011,都提出了较为完全的燃料电池编制功能测评编制。

与GB/T24554—2009比拟,SAEJ2615—2011正在燃料电池编制蕴涵的局限、燃料电池术语的界说及测试步伐等方面作出了越发具体显着的原则。目前,我国曾经正在商量对GB/T24554这一程序实行改正完整。

因为燃料电池具有易燃易爆以及高压电等潜正在危害,所以拟定燃料电池编制安适性干系程序相等要紧。我国GB/T24549—2009《燃料电池电动汽车安适央浼》对燃料电池编制的安适检测项目囊括了供氢容器及管道、加氢口、发作不测或滞碍时急切排气效力和电安适等。

与之相对应的国际程序GTR13重要是确保燃料电池汽车能抵达守旧汽车的安适级别,避免搭车职员受到氢气爆燃、电击等危殆,同时也对汽车损坏后对乘员的安适爱惜提出了央浼。比较创造,我国安适性程序重要针对的是高压气态储氢的状况,而没有商量液态储氢的状况,这一点也与我国进展的现实状况相合。

GB/T33978—2017《道道车辆用质子相易膜燃料电池模块》是财政部、工信部、科技部和发改委正在2018年合伙发表的《合于安排完整新能源汽车增添操纵财务补贴策略的通告》中显着指出的测试程序。该项程序重要考试燃料电池编制的牢靠性,全部测试实质囊括:高/低温存储试验、气体宣泄试验、寻常运转试验和电磁兼容试验等。

国际程序IEC62282-2—2012原则了燃料电池模块的安适性和功能的最低央浼,考试区别情况要求和区别运转要求对燃料电池模块安适性的影响,与GB/T33978—2017比拟,原本用局限更广,可实用于碱性燃料电池、凑集物电解质燃料电池和固体氧化物燃料电池等,且蕴涵了如燃料饥饿测试等十分要求的检测。而GB/T33978—2017则蕴涵了电磁兼容和防尘防水等IEC62282-2—2012不具备的检测项目。

针对燃料电池编制的测评,我国的干系程序正正在主动修订中。从上述几个程序可能看出,目前燃料电池编制的测试重要环绕额定功率和变载反映本事等功能目标,这也是整车企业最为眷注的一点。正在2018年的补贴策略中到场了对高/低温存储的央浼,也即是考试了燃料电池编制牢靠性。从燃料电池汽车进展的趋向和干系程序的央浼来看,针对燃料电池编制的考试越来越苛苛,测评中心由最初的“能用”向改日的“好用”改动。针对改日正在燃料电池编制的测评编制中不妨展示的测评中心,提出以下几点瞻望:

1)辅助编制测评。一个完全的车用燃料电池编制中,除了燃料电池堆外,还应囊括很众辅助部件。通俗辅助编制的功耗占到燃料电池编制的5%~15%,低重辅助编制的功耗对提升燃料电池编制的完全恶果是相等有益的。辅助编制重要囊括了空压机、氢气轮回泵、电控单位和增湿器等,个中空压机的功耗最高。改日应填补对空压机功能、功耗和含油量的测试。

2)低温冷启动测评。因为燃料电池做事时有大宗的水存正在,冷启动成为了燃料电池特有的一个本事难点。从国家的补贴策略来看,曾经由最初的额定功率的央浼,上升到温度存储的央浼,下一阶段很有不妨到场对低温冷启动的本事央浼。现行的国家程序中,可遵从GB/T33979—2017《质子相易膜燃料电池发电编制低温性格测试本领》实行低温冷启动测试。

3)燃料愚弄率测评。燃料电池与守旧内燃机比拟,最大的上风之一即是具有远远高于内燃机的恶果,若利用氢的低热值来计划燃料电池恶果,其表面最大值将高达94.5%,而目前我国的程序中尚未到场燃料愚弄率的测评。所以,为表现燃料电池的高恶果上风,检测燃料愚弄率是相等须要的。正在现实测试历程中,燃料愚弄率可由表面氢气用量与现实氢气用量的比值求得。计划现实氢气用量必要搜聚进堆氢怀抱和尾排氢怀抱,表面氢气用量可依照法拉第定律求得。

4)耐久性测评。目前我国对待燃料电池编制的功能和牢靠性都曾经有了干系的国家程序,不过对待耐久性的检测还没有提出显着央浼。美国能源部拟定的可满意寻常利用央浼的2020年方向为5000h。现阶段国产的燃料电池编制距这一方向仍有差异,且运转一段时光后功能衰减也较为首要。为了满意车用央浼,燃料电池编制填补耐久性测试应是势正在必行,且可能商量利用车用工况实行轮回测试。

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作者: sheep

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