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R100中規(guī)定的氫氣排放測試方法（中）
2024-09-18 07:36:03· 來源：智駕小強
1.氫氣排放測試內(nèi)容
2.測試設(shè)備及其要求
3.測試設(shè)備的校準(zhǔn)
4.測試流程
5.視同車型的基本要求
3.測試設(shè)備的校準(zhǔn)
3.1 校準(zhǔn)頻率和方法
所有設(shè)備應(yīng)在初次使用前進行校準(zhǔn)，然后根據(jù)需要經(jīng)常進行校準(zhǔn)，無論如何，在型式批準(zhǔn)測試前一個月內(nèi)進行校準(zhǔn)。使用的校準(zhǔn)方法在本章節(jié)中描述。
3.2 測量室的校準(zhǔn)
3.2.1 測量室內(nèi)部容積初步確定
在初次使用之前，應(yīng)按以下方式確定測量室的內(nèi)部容積。測量室的內(nèi)部尺寸應(yīng)仔細測量，同時考慮到支撐支柱等任何不規(guī)則性。測量室的內(nèi)部容積由這些測量值確定：
當(dāng)測量室保持在293 K的環(huán)境溫度下時，測量室應(yīng)鎖定在標(biāo)稱容積。該標(biāo)稱容積應(yīng)在報告值的±0.5%內(nèi)可重復(fù)。
凈內(nèi)部容積由測量室內(nèi)部容積減去1.42 m3來確定。或者，可以使用行李廂和車窗打開的測試車輛或REESS的容積代替1.42 m3。
應(yīng)按照第3.2.3段的規(guī)定檢查容器。如果氫氣質(zhì)量與注入質(zhì)量±2%不一致，即超出規(guī)定的公差，則需要采取糾正措施。
3.2.2 測定測量室背景排放
該操作確定該測量室不包含任何排放大量氫氣的材料。檢查應(yīng)在測量室投入使用時進行，在測量室中進行任何可能影響背景排放的操作后，每年至少進行一次。
可變?nèi)莘e測量室可以使用上文第3.2.1段所述的鎖定或非鎖定容積配置運行。環(huán)境溫度應(yīng)在下文提到的四小時內(nèi)保持在293±2 K。
在四小時背景取樣期開始之前，測量室可以密封，混合風(fēng)扇可以運行12小時。
分析儀（如果需要）應(yīng)校準(zhǔn)，然后歸零和貫穿。
應(yīng)攪動測量室內(nèi)的空氣，直到獲得穩(wěn)定的氫氣讀數(shù)，如果攪拌風(fēng)扇尚未打開，則應(yīng)打開。
然后密封測量室，測量原始氫濃度、溫度和氣壓。這些是用于測量室原始計算的初始讀數(shù)CH2i、Ti和Pi。
在攪拌風(fēng)扇開啟的情況下，讓測量室不受干擾地靜置四小時。
最后，使用同一分析儀測量測量室內(nèi)的氫濃度、溫度和氣壓。這些是最終讀數(shù)CH2f、Tf和Pf。
應(yīng)按照第3.2.4段計算試驗期間測量室內(nèi)氫氣質(zhì)量的變化，且不得超過0.5克。
3.2.3 測量室的校準(zhǔn)和氫氣保留測試
測量室的校準(zhǔn)和氫氣保留測試可用于3.2.1的內(nèi)部體積的確定，并且還可以測量任何泄漏率。測量室泄漏率應(yīng)在測量室投入使用時、測量室內(nèi)可能影響測量室完整性的任何操作后以及之后至少每月確定一次。如果連續(xù)六個月的保留檢查在沒有采取糾正措施的情況下成功完成，只要不需要采取糾正措施，此后可以每季度確定一次測量室泄漏率。
（a）應(yīng)攪動測量室內(nèi)的空氣，直到達到穩(wěn)定的氫氣濃度。如果攪拌風(fēng)扇尚未打開，則應(yīng)打開。氫氣分析儀歸零，然后校準(zhǔn)并貫穿。
（b）測量室應(yīng)鎖在標(biāo)稱容積位置。
（c）然后打開環(huán)境溫度控制系統(tǒng)（如果尚未打開），并調(diào)整初始溫度為293 K。
（d）當(dāng)測量室溫度穩(wěn)定在293±2 K時，測量室被密封并測量背景氫氣濃度、溫度和氣壓。這些是測量室校準(zhǔn)中使用的初始讀數(shù)CH2i、Ti和Pi。
（e）測量室應(yīng)從標(biāo)稱容積上解鎖。
（f）約有100克氫氣注入密封的測量室內(nèi)，此氫氣質(zhì)量的測量精度應(yīng)為測量值的±2%。
（g）測量室內(nèi)的氣體應(yīng)混合五分鐘，然后測量氫氣濃度、溫度和氣壓。這些是校準(zhǔn)測量室的最終讀數(shù)CH2f、Tf和Pf，以及保留檢查的初始讀數(shù)CH2i、Ti和Pi。
（h）根據(jù)上文（d）和（g）中的讀數(shù)以及下文第3.2.4段中的公式，計算測量室中的氫氣質(zhì)量。這應(yīng)在上文（f）中測量的氫氣質(zhì)量的±2%以內(nèi)（即應(yīng)在98~102g之間）。
進行氫氣保留測試，以驗證測量室密封性能：
（i）測量室內(nèi)的氣體應(yīng)允許混合至少10小時。在混合結(jié)束時，測量和記錄最終氫氣濃度、溫度和氣壓。這些是氫保留檢查的最終讀數(shù)CH2f、Tf和Pf。
（ii）使用下文第3.2.4段中的公式，然后根據(jù)上文（g）和（i）中的讀數(shù)計算氫氣質(zhì)量。這個質(zhì)量與上文（h）給出的氫質(zhì)量相差不得超過5%，即10小時氫氣泄漏量不超過5%。
3.2.4 計算
測量室內(nèi)凈氫質(zhì)量變化的計算用于確定測量室的碳氫化合物背景和泄漏率。以下公式中使用氫濃度、溫度和氣壓的初始和最終讀數(shù)來計算質(zhì)量變化。
MH2=氫質(zhì)量，以克為單位
CH2=測量的測量室中的氫濃度，以ppm體積為單位
V=上文所量度的測量室內(nèi)部凈容積（以m3為單位）
Vout=測試溫度和壓力下的補償體積（以m3為單位）
T=測量室環(huán)境溫度，以K為單位
P=測量室內(nèi)絕對壓力，單位kPa
k=2.42
其中：i是初始讀數(shù)，f是最終讀數(shù)
3.3 氫氣分析儀的校準(zhǔn)
分析儀應(yīng)使用空氣中的氫氣和凈化的合成空氣進行校準(zhǔn)。每個通常使用的工作范圍都通過以下程序進行校準(zhǔn)：
在工作范圍內(nèi)，通過至少五個盡可能均勻間隔的校準(zhǔn)點建立校準(zhǔn)曲線。最高濃度的校準(zhǔn)氣體的標(biāo)稱濃度應(yīng)至少為滿量程的80%。
用最小二乘法計算校準(zhǔn)曲線，如果得到的多項式度數(shù)大于3，那么校準(zhǔn)點數(shù)至少為多項式度數(shù)加2。
校準(zhǔn)曲線與每種校準(zhǔn)氣體的標(biāo)稱值相差不得超過2%。
使用校準(zhǔn)曲線導(dǎo)出的多項式系數(shù)，應(yīng)按不大于滿量程1%的步長繪制針對真實濃度的分析儀讀數(shù)表。這應(yīng)針對每個校準(zhǔn)的分析儀范圍進行。該表還應(yīng)包含其他相關(guān)數(shù)據(jù)，例如：
（a）校準(zhǔn)日期；
（b）步長和零電位器讀數(shù)（如適用）；
（c）標(biāo)稱范圍；
（d）所用每種校準(zhǔn)氣體的參考數(shù)據(jù)；
（e）使用的每種校準(zhǔn)氣體的實際值和指示值以及百分比差異；
（f）分析儀的校準(zhǔn)壓力。
如果向認證機構(gòu)證明這些方法具有同等精度，則可以使用替代方法（例如計算機、電子控制范圍開關(guān)等）。
4.測試流程
測試包括以下五個步驟：
（a）車輛/REESS準(zhǔn)備；
（b）可充電儲能系統(tǒng)REESS放電；
（c）正常充電期間氫排放的測定；
（d）動力電池放電；
（e）在充電器故障的情況下進行充電期間氫氣排放的測定。
如果車輛/REESS必須在兩步驟之間移動，則應(yīng)將其推至以下測試區(qū)域。
4.1 基于車輛的測試
4.1.1 車輛準(zhǔn)備
應(yīng)檢查REESS的老化情況，證明車輛在測試前七天內(nèi)至少行駛了300公里。在此期間，車輛應(yīng)配備經(jīng)過氫氣排放測試的動力電池，即已經(jīng)使用氫燃料電池發(fā)動機為動力電池充過電。如果無法證明這一點，則將應(yīng)用以下程序。
REESS的放電和初始充電
車輛的REESS放電測試，以車輛在測試軌道或底盤測功機上，以車輛的“30min最高車速”的70%±5%的穩(wěn)定速度行駛開始。
在以下情況發(fā)生時，放電停止：
（a）當(dāng)車輛不能以30min最高車速的65%行駛時，或
（b）當(dāng)車載儀表向駕駛員發(fā)出停止車輛的指示時，或
（c）行駛100公里后。
REESS的初始充電
充電在以下條件下執(zhí)行：
（a）使用充電器充電；
（b）環(huán)境溫度在293 K至303 K之間。
該程序不包括所有類型的外部充電器（即使用車載氫燃料電池發(fā)動機進行充電）。REESS充電結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)為充電器給出的自動停止。
此程序包括可以自動或手動啟動的所有類型的特殊充電，例如均衡充電或制動能量回收等。
上述放電和出事充電程序應(yīng)重復(fù)兩次。
4.1.2 REESS的放電
REESS在測試軌道或底盤測功機上，以車輛的“30min最高車速”的70%±5%的穩(wěn)定速度行駛，以進行放電。
在以下情況發(fā)生時，放電停止：
（a）當(dāng)車載儀表向駕駛員發(fā)出停止車輛的指示時，或
（b）行當(dāng)車輛的最高速度低于20km/h時。
4.1.3 浸泡
在完成第4.1.2段規(guī)定的動力電池放電操作后十五分鐘內(nèi)，將車輛停放在浸泡區(qū)。車輛在正常充電期間，從動力電池放電結(jié)束到氫氣排放測試開始之間，車輛停放時間最少為12小時，最長為36小時。在此期間，車輛應(yīng)在293±2 K的環(huán)境溫度下浸泡。
4.1.4 正常充電期間的氫排放測試
（a）在浸泡期結(jié)束前，應(yīng)將測量室吹掃幾分鐘，直到獲得穩(wěn)定的氫背景。此時還應(yīng)打開測量室的攪拌風(fēng)扇。
（b）氫氣分析儀應(yīng)在試驗前立即歸零并貫穿。
（c）在浸泡結(jié)束時，將氫燃料電池發(fā)動機關(guān)閉、車窗和行李廂打開的測試車輛移入測量室。
（d）車輛應(yīng)連接到電源。REESS根據(jù)下文 （g）規(guī)定的正常充電程序充電。
（e）從正常充電步驟的電氣連接開始兩分鐘內(nèi)，測量室門關(guān)閉并密封。
（f）正常充電時的氫氣排放測試開始于測量室密封時。測量氫氣濃度、溫度和氣壓，以給出正常充電試驗的初始讀數(shù)CH2i、Ti和Pi。這些數(shù)字用于氫氣排放計算，正常充電期間，測量室環(huán)境溫度T不得低于291 K，不得高于295 K。
（g）正常充電，正常充電使用充電器（氫燃料電池發(fā)動機）進行，包括以下步驟：
（i）在t1期間以恒定功率充電；
（ii）在t2期間以恒定電流過充電。過充電強度由制造商指定，并對應(yīng)于均衡充電期間使用的強度。
REESS充電標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)束對應(yīng)于充電器自動停止充電，充電時間為t1+t2。即使標(biāo)準(zhǔn)儀表向駕駛員明確指示電池尚未充滿電，此充電時間也將限制為t1+5小時。
（h）氫分析儀應(yīng)在試驗結(jié)束前立即歸零并貫穿。
（i）按照本（f）的規(guī)定，排放取樣期的結(jié)束發(fā)生在初始取樣開始后t1+t2或t1+5小時。記錄經(jīng)過的不同時間。測量氫濃度、溫度和氣壓，以給出正常電荷試驗的最終讀數(shù)CH2f、Tf和Pf，用于第4.3段的計算。
4.1.5 充電器故障時的氫氣排放測試
（a）在完成4.1.4中“正常充電時的氫氣排放”測試后最多七天內(nèi)，根據(jù)第4.1.2段，程序從車輛的REESS放電開始。
（b）應(yīng)重復(fù)第4.1.3段中的程序步驟。
（c）在浸泡期結(jié)束前，應(yīng)將測量室吹掃幾分鐘，直到獲得穩(wěn)定的氫背景。此時還應(yīng)打開測量室的混合風(fēng)扇。
（d）氫氣分析儀應(yīng)在試驗前立即歸零并貫穿。
（e）在浸泡結(jié)束時，將燃料電池發(fā)動機關(guān)閉、車窗和行李廂打開的測試車輛移入測量室。
（f）車輛應(yīng)連接到電源。REESS根據(jù)下文（i）中規(guī)定的故障充電程序充電。
（g）從充電失敗步驟的電氣聯(lián)鎖開始兩分鐘內(nèi)，測量室門關(guān)閉并密封。
（h）充電失敗的氫氣排放測試開始于測量室密封時。測量此時的測量室內(nèi)的氫氣濃度、溫度和氣壓，以得出充電失敗測試期間的初始讀數(shù)CH2i、Ti和Pi。這些數(shù)字用于4.3中的氫排放計算。在充電故障期間，測量室的環(huán)境溫度T不得低于291 K且不超過295 K。
（i）充電失敗流程使用合適的充電器進行，包括以下步驟：
（1）在t'1期間以恒定功率充電；
（2）在30分鐘內(nèi)以制造商建議的最大電流充電。在此階段，充電器應(yīng)提供制造商建議的最大電流。
（j）氫分析儀應(yīng)在試驗結(jié)束前立即歸零并貫穿。
（k）如上文第（h）段所述，測試期結(jié)束在初始取樣開始后t'1+30分鐘時。記錄經(jīng)過的時間。測量氫氣濃度、溫度和氣壓，以給出充電失敗測試的最終讀數(shù)CH2f、Tf和Pf，用于第4.3段的計算。
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