GBT 43255-2023 燃料電池電動汽車低溫冷起動性能試驗(yàn)方法

燃料電池電動汽車低溫冷起動性能試驗(yàn)方法2023-11-27發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中華人民共和國工業(yè)和信息化部提出。本文件由全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC114)歸口。本文件起草單位：中汽研新能源汽車檢驗(yàn)中心(天津)有限公司、中國汽車技術(shù)研究中心有限公司、上汽大通汽車有限公司、上海捷氫科技股份有限公司、豐田汽車(中國)投資有限公司、濰柴動力股份有限公司、上海機(jī)動車檢測認(rèn)證技術(shù)研究中心有限公司、廣州汽車集團(tuán)股份有限公司、襄陽達(dá)安汽車檢測中心有限公司、中國第一汽車股份有限公司、未勢能源科技有限公司、上海重塑能源科技有限公司、同濟(jì)大學(xué)、招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司、東風(fēng)汽車集團(tuán)有限公司、重慶長安新能源汽車科技有限公司、中國汽車工程研究院股份有限公司。1燃料電池電動汽車低溫冷起動性能試驗(yàn)方法本文件描述了燃料電池電動汽車在低溫(0℃以下)環(huán)境下的冷起動和起步性能試驗(yàn)方法。本文件適用于使用壓縮氣態(tài)氫的M類、N類燃料電池電動汽車(以下簡稱“車輛”)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(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，僅該日期對應(yīng)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。GB18352.6—2016輕型汽車污染物排放限值及測量方法(中國第六階段)GB/T18386.1—2021電動汽車能量消耗量和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法第1部分：輕型汽車GB/T24548燃料電池電動汽車術(shù)語GB/T27840—2021重型商用車輛燃料消耗量測量方法GB/T37154—2018燃料電池電動汽車整車氫氣排放測試方法GB/T37244質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣GB/T38146.1—2019中國汽車行駛工況第1部分：輕型汽車GB/T38146.2—2019中國汽車行駛工況第2部分：重型商用車輛3術(shù)語和定義GB/T24548界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。從對車輛進(jìn)行起動操作至車輛驅(qū)動系統(tǒng)已就緒(即車輛儀表顯示“READY”或“OK”),到燃料電池堆的輸出功率首次達(dá)到1kW的時間。表1規(guī)定了試驗(yàn)測量的參數(shù)、單位、準(zhǔn)確度和分辨率的要求。2測量參數(shù)單位準(zhǔn)確度分辨率時間S士0.1溫度℃士1電壓V±0.3%FSD或讀數(shù)的士1%”電流A±0.3%FSD或讀數(shù)的±1%”能量W·h1氫氣體積濃度FSD:最大顯示或標(biāo)尺的長度?！比≥^大者。5試驗(yàn)車輛要求試驗(yàn)車輛應(yīng)滿足以下要求：——保持車輛出廠時的外形結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)；——機(jī)械運(yùn)動零部件潤滑油的黏度符合制造商的規(guī)定；——在不同的環(huán)境溫度下，按照制造商的規(guī)定，選擇相應(yīng)的冷卻液及玻璃清洗液等；——車輛使用的燃料符合GB/T37244的規(guī)定。6試驗(yàn)條件6.1低溫環(huán)境低溫環(huán)境條件應(yīng)滿足以下要求：——從浸車開始到試驗(yàn)結(jié)束，環(huán)境艙的溫度控制在設(shè)定溫度的±2℃內(nèi)。6.2環(huán)境艙試驗(yàn)環(huán)境艙應(yīng)具備氫氣體積濃度監(jiān)測報警裝置及通風(fēng)裝置。7試驗(yàn)方法7.1低溫浸車試驗(yàn)車輛應(yīng)按照以下步驟進(jìn)行浸車：a)在浸車開始前，允許按照制造商的規(guī)定調(diào)整可充電儲能系統(tǒng)(REESS)的荷電狀態(tài)(SOC),記錄調(diào)整前后的SOC、調(diào)整過程中的燃料電池發(fā)動機(jī)狀態(tài)；b)設(shè)置環(huán)境艙使環(huán)境溫度下降至設(shè)定溫度(從6.1規(guī)定的環(huán)境溫度中選定),也可按照制造商的規(guī)定設(shè)置環(huán)境溫度的下降曲線；c)在環(huán)境溫度下降至設(shè)定溫度的過程中，允許按照制造商的規(guī)定對車輛進(jìn)行一次起動和停機(jī)操3作，但車輛完成從起動操作到停機(jī)操作(不含吹掃過程)的總時間t。不超過3min;d)當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到設(shè)定溫度后開始計時，有效浸車時間至少為12h。7.2低溫冷起動性能試驗(yàn)7.2.1數(shù)據(jù)記錄及氫氣體積濃度要求從車輛起動操作開始到車輛停機(jī)過程(含吹掃過程)結(jié)束，記錄燃料電池堆電壓Urc、燃料電池堆電GB/T37154—2018中6.1.3進(jìn)行測量，任意連續(xù)3s內(nèi)的平均氫氣體積濃度不超過4%,且瞬時氫氣體積濃度不超過8%。7.2.2試驗(yàn)步驟車輛應(yīng)按照以下步驟進(jìn)行低溫冷起動性能試驗(yàn)。a)按照7.1的要求進(jìn)行浸車。b)浸車結(jié)束后，按照制造商建議的起動操作步驟起動車輛。c)對車輛進(jìn)行起動操作后，可按照制造商的規(guī)定開啟暖風(fēng)裝置、空調(diào)等，以消耗功率。d)記錄從對車輛進(jìn)行起動操作至車輛驅(qū)動系統(tǒng)就緒(車輛儀表顯示“READY”或“OK”)的時e)當(dāng)燃料電池堆能以不低于1kW的功率連續(xù)運(yùn)行至少10min,或在20min內(nèi)，以不低于1kW的功率累計運(yùn)行至少10min時，記錄低溫冷起動時間t2。f)按照制造商建議的停機(jī)步驟使車輛停機(jī)。g)完成以上所有步驟，且車輛的氫氣排放符合7.2.1中關(guān)于氫氣體積濃度的要求，則認(rèn)為車輛在設(shè)定溫度下冷起動成功。如果車輛在起動過程中出現(xiàn)報警、故障，或車輛尾排處氫氣體積濃度不符合要求，則認(rèn)為冷起動失敗。7.3低溫起步性能試驗(yàn)7.3.1車輛道路負(fù)荷的設(shè)定中附件CC的規(guī)定進(jìn)行。其他類型車輛的底盤測功機(jī)設(shè)定按照GB/T27840—2021中附錄C的規(guī)定進(jìn)行，其中城市客車的附加質(zhì)量為最大設(shè)計裝載質(zhì)量的65%。在進(jìn)行道路和底盤測功機(jī)的滑行試驗(yàn)時，均應(yīng)把制動能量回收系統(tǒng)功能關(guān)閉。如果行駛阻力曲線由汽車制造商提供，需要提供試驗(yàn)報告、計算報告或其他相關(guān)資料，并由測試機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)。7.3.1.2應(yīng)對底盤測功機(jī)的阻力設(shè)定進(jìn)行調(diào)整以模擬低溫環(huán)境下車輛在道路上的運(yùn)行狀況。該調(diào)整可基于低溫環(huán)境下確定的道路行駛阻力的變化；也可將按照7.3.1.1確定的行駛阻力的滑行時間減少10%后得到的阻力，作為替代的道路行駛阻力。7.3.2駕駛模式的選擇駕駛模式應(yīng)按照GB/T18386.1—2021的C.2中駕駛模式的選擇進(jìn)行設(shè)定。從車輛起動操作開始到車輛停機(jī)過程(含吹掃過程)結(jié)束，記錄燃料電池堆電壓Urc、燃料電池堆電4流Irc、REESS電壓UREEss、REESS電流IRrrss。車輛應(yīng)按照以下步驟進(jìn)行低溫起步性能試驗(yàn)。a)按照7.1的要求進(jìn)行浸車。b)浸車完成后，按照制造商建議的操作步驟起動車輛。c)記錄從對車輛進(jìn)行起動操作至車輛驅(qū)動系統(tǒng)就緒(車輛儀表顯示“READY”或“OK”)的時d)車輛驅(qū)動系統(tǒng)就緒后，將車輛狀態(tài)切換到可行駛模式，以全油門運(yùn)行，直至燃料電池堆的輸出功率首次達(dá)到燃料電池系統(tǒng)額定功率(Prcr)的50%,記錄時間t?ce)擋位保持不變，松開油門踏板，緩慢踩下制動踏板，并在1min內(nèi)完成停車。f)停車后3min內(nèi)，繼續(xù)按照表2規(guī)定的工況進(jìn)行試驗(yàn)，完成1個試驗(yàn)循環(huán)。g)按照制造商建議的操作步驟停機(jī)，試驗(yàn)結(jié)束。h)完成以上所有步驟，則認(rèn)為車輛在設(shè)定溫度下起步成功。如果在試驗(yàn)過程中達(dá)到7.3.5中試驗(yàn)終止的條件，則起步失敗。表2不同類型車輛對應(yīng)的試驗(yàn)工況車輛類型工況M?類GB/T38146.1—2019中的乘用車行駛工況N?類和最大設(shè)計總質(zhì)量不超過3500kg的M?類GB/T38146.1—2019中的輕型商用車行駛工況最大設(shè)計總質(zhì)量大于3500kg的城市客車類GB/T38146.2—2019中的城市客車行駛工況最大設(shè)計總質(zhì)量大于3500kg的客車(不含城市客車)類GB/T38146.2—2019中的客車(不含城市客車)行駛工況最大設(shè)計總質(zhì)量大于5500kg的貨車類GB/T38146.2—2019中的貨車(GVW>5500kg)行駛工況最大設(shè)計總質(zhì)量大于3500kg,不超過5500kg的貨車類GB/T38146.2—2019中的貨車(GVW≤5500kg)行駛工況最大設(shè)計總質(zhì)量大于3500kg的自卸汽車類GB/T38146.2—2019中的自卸汽車行駛工況最大設(shè)計總質(zhì)量大于3500kg的半掛牽引車類GB/T38146.2—2019中的半掛牽引車行駛工況試驗(yàn)過程中的基準(zhǔn)曲線、車速公差和時間公差的示意圖見圖1。5標(biāo)引序號說明：1——基準(zhǔn)曲線；2——速度公差，單位為千米每小時(km/h);3——時間公差，單位為秒(s)。時間/s基準(zhǔn)曲線和公差示意圖車輛實(shí)際速度和測試循環(huán)規(guī)定的速度之間的允許公差如下：類、最大設(shè)計總質(zhì)量不超過3500kg的M?類車輛時，速度公差為±2.0km/h,時間公差為±1.0s;——適用于其他類型車輛時，速度公差為±3.0km/h,時間公差為±1.0s,見圖1。M?類、N?類車輛和最大設(shè)計總質(zhì)量不超過3500kg的M?類車輛應(yīng)滿足GB18352.6—2016中C.1.2.6.6的規(guī)定，若車輛申報的最高車速小于CLTC的最高車速，對于超過車輛申報最高車速的部分，按照GB18352.6—2016的附件CA中的CA.5的規(guī)定對試驗(yàn)循環(huán)進(jìn)行修正，此時要求駕駛員將加速踏板踩到底，允許車輛實(shí)際車速超過GB18352.6—2016中C.1.2.6.6規(guī)定的公差上限，但不能超過公差下限。其他類型車輛應(yīng)滿足GB/T27840—2021中5.5.1的規(guī)定，若車輛申報的最高車速小于中國重型商用車輛行駛工況(CHTC)的最高車速，對于超過車輛申報最高車速的部分，按照GB18352.6—2016的附件CA中的CA.5的規(guī)定對試驗(yàn)循環(huán)進(jìn)行修正，此時要求駕駛員將加速踏板踩到底，允許車輛實(shí)際車速超過GB/T27840—2021中5.5.1的規(guī)定公差上限，但不能超過公差下限。7.3.5試驗(yàn)終止的條件當(dāng)出現(xiàn)以下情況時，應(yīng)停止試驗(yàn)：a)車載儀表顯示停車指示；b)車載儀表顯示報警或故障信號；c)試驗(yàn)期間，車輛出現(xiàn)7.3.4規(guī)定的速度超差情況多于10次；d)車輛申報的最高車速小于工況最高車速，而車輛無法達(dá)到申報的最高車速。7.4數(shù)據(jù)采集要求試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集應(yīng)滿足以下要求：a)試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)采樣頻率不低于5Hz;b)若由于車輛結(jié)構(gòu)導(dǎo)致無法直接采集到燃料電池堆的電壓和電流，可采集DC/DC變換器的輸出電壓和輸出電流作為替代，按照DC/DC變換器效率為97%折算燃料電池堆的功率。68能耗數(shù)據(jù)處理能耗數(shù)據(jù)處理應(yīng)滿足以下要求：a)按照附錄A計算7.2車輛低溫冷起動性能試驗(yàn)中燃料電池堆和REESS的總輸出能量，即為車輛低溫冷起動的能量消耗量；b)按照附錄A計算7.3車輛低溫起步性能試驗(yàn)中燃料電池堆和REESS的總輸出能量，即為車輛低溫起步的能量消耗量。9試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄燃料電池電動汽車低溫冷起動性能試驗(yàn)結(jié)果參照附錄B填寫試驗(yàn)基本信息表和試驗(yàn)記錄表。7--------(規(guī)范性)能耗消耗量數(shù)據(jù)處理方法A.1燃料電池電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖燃料電池電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖A.1所示?？紤]到不同結(jié)構(gòu)類型中DC/DC變換器的使用情況可能不同，所以圖中DC/DC變換器用虛線框圖表示。IeessIeessDCRECSSIx4---?AC變速器燃料電池堆驅(qū)動電機(jī)IkErss——REESS輸出電流(正值表示放電，負(fù)值表示充電),單位為安培(A);Ipe——燃料電池堆輸出電流，單位為安培(A)Upc——燃料電池堆輸出電壓，單位為伏特(V)。圖A.1燃料電池電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖A.2燃料電池堆的總輸出能量燃料電池堆的總輸出能量按公式(A.1)計算：…………(A.1)Erc——燃料電池堆的總輸出能量，單位為千瓦時(kW·h);T——總采樣時間，即從車輛起動操作開始到車輛停機(jī)過程(含吹掃過程)結(jié)束的時間，單位為秒8GB/T43255—2023A.3REESS的凈能量變化量REESS的凈能量變化量按公式(A.2)計算：EREPss——REESS的凈能量變化量，單位為千瓦時(kW·h)。A.4燃料電池堆和REESS的總輸出能量試驗(yàn)過程中燃料電池堆和REESS的總輸出能量按公式(A.3)計算：Ep=Erc+EREEss……(A.3)Ep——燃料電池堆和REESS的總輸出能量，單位為千瓦時(kW·h)。9GB/T43255—2023(資料性)燃料電池電動汽車低溫冷起動性能試驗(yàn)記錄表B.1試驗(yàn)基本信息表試驗(yàn)基本信息表見表B.1。表B.1試驗(yàn)基本信息表記錄參數(shù)數(shù)據(jù)試驗(yàn)日期試驗(yàn)地點(diǎn)試驗(yàn)人員整備質(zhì)量設(shè)計最高車速里程表讀數(shù)燃料電池發(fā)動機(jī)型號燃料電池發(fā)動機(jī)額定功率REESS容量kW·h燃料電池系統(tǒng)