style="width:2.00002in;height:0.86658in" /> … … … … … … … … … …(A. 1) 本文是学习GB-T 34593-2017 燃料电池发动机氢气排放测试方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了车用燃料电池发动机的氢气排放测试方法。
本标准适用于车用质子交换膜燃料电池发动机。
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 24554 燃料电池发动机性能试验方法
ISO 14687-2 氢燃料 产品规范 第2部分：道路车辆用质子交换膜(PEM)
燃料电池的应用 [Hydrogen fuel—Product specification—Part 2:Proton
exchange membrane(PEM)fuel cell applica-
tions for road vehicles]
测试用仪器设备准确度要求见表1。
表 1 测试用仪器设备准确度要求
|
|
|
|---|---|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
燃料电池发动机应满足以下要求：
——保持燃料电池发动机出厂时的外形结构和技术参数；
——燃料电池发动机各系统要完整，与装车状态一致；
— 燃料电池发动机的绝缘性能、气密性等涉及安全性能应符合 GB/T 24554
的要求；
——燃料电池发动机要有可靠的安全保障系统；
——氢气质量流量计尽可能安装在靠近燃料电池发动机氢气进气口处；
——燃料电池发动机应使用符合试验要求的商用燃料，如果出现争议，燃料要求应符合
ISO 14687-2
规定。
GB/T 34593—2017
测试前燃料电池发动机状态应符合以下规定：
——冷却液加注完成；
— 燃料电池发动机准备工作完成，接受指令即可起动。
试验数据采集及功率加载误差要求如下：
——试验数据采样频率不低于2 Hz;
——功率加载误差不能超过3%,否则试验结果无效。
试验前燃料电池发动机处于热机状态，热机方法按照 GB/T 24554
规定的方法进行。试验过程应
自动进行，不能有人工干预。
试验方法应满足以下要求：
a)
在燃料电池发动机工作范围内选择11个工况点，分别是怠速、10%PE、20%PE、30%PE、40%
PE 、50%PE 、60%PE 、70%PE 、80%PE 、90%PE 、PE;
b) 燃料电池发动机进行热机，热机过程结束后，回到怠速状态运行10 s;
c)
按照规定的加载方法加载到预先确定的工况点，在每个工况点至少持续稳定运行3
min;
d) 每个工况点分析数据时间长度不能少于2 min。 注：PE——额定功率。
试验中测量的数据：氢气流量、燃料电池堆电压、燃料电池堆电流等。
燃料电池堆实际氢耗量、燃料电池堆理论氢耗量、氢气排放量、氢气排放率按照附录
A 提供的方法
进行试验结果处理。
试验前燃料电池发动机处于热机状态，热机方法按照 GB/T 24554
规定的方法进行。试验过程应
自动进行，不能有人工干预。
试验按以下方法进行：
a) 燃料电池发动机进行热机，热机过程结束后，回到怠速状态运行10 s;
GB/T 34593—2017
b) 按照附录B 规定的循环工况进行加载；
c) 循环工况结束后按照制造商规定的方法停机；
d)
工况转换之间可以增加阶梯，工况运行期间如果出现中断，则试验失败，允许重新测试一次。
试验中测量的数据：氢气流量、燃料电池堆电压、燃料电池堆电流等。
燃料电池堆实际氢耗量、燃料电池堆理论氢耗量、氢气排放量、氢气排放率按照附录
A 提供的方法
进行试验结果处理。
GB/T 34593—2017
(规范性附录)
相关计算公式
A.1 燃料电池堆实际氢耗量
如果氢气质量流量计以流量单位记录结果，则燃料电池堆在某段时间内的实测氢耗量按式(A.
1)
计算：
style="width:2.00002in;height:0.86658in" /> … … … … … … … … … …(A. 1)
式中：
mH₂— 燃料电池堆实测氢气消耗量，单位为克(g);
9H₂— 燃料电池堆实测氢气流量，单位为克每秒(g/s);
T₁—— 起始时间，单位为秒(s);
T₂—— 结束时间，单位为秒(s)。
A.2 燃料电池理论氢耗量
燃料电池堆在某段时间内的理论氢耗量按式(A.2) 计算：
style="width:2.71998in;height:0.8734in" /> … … … … … … … … … …(A.2)
式中：
mH₂ theo——燃料电池堆理论氢气消耗量，单位为克(g);
9H₂ heo——燃料电池堆理论氢气流量，单位为克每秒(g/s);
Ti —— 起始时间，单位为秒(s);
Tz — 结束时间，单位为秒(s)。
理论氢气流量按法拉第公式计算：
9H₂ theo=(M×I×N)/(n×F) … … … … … … … … … …(A.3)
式中：
9H₂ heo— 燃料电池堆理论氢气流量，单位为克每秒(g/s);
M — 氢气摩尔质量，2.016 g/mol;
I — 燃料电池堆电流，单位为安(A);
N — 燃料电池堆单电池片数；
n — 每个氢分子释放的电子数，2;
F —— 法拉第常数，96485 C/mol。
A.3 氢气排放量
燃料电池堆在某段时间内排放的氢气按式(A.4) 计算：
m H₂ emis =m H₂ m H₂ theo … … … … … … … … … …(A.4)
GB/T 34593—2017
式中：
mH₂ cmis——排放的氢气质量，单位为克(g);
m₂ ——燃料电池堆实测氢气消耗量，单位为克(g);
mH₂ heo— 理论消耗氢气质量，单位为克(g)。
A.4 氢气排放率
燃料电池堆在某段时间内的氢气排放率按式(A.5) 计算：
bh₂emis =3600 ·mH₂ emis/Qs ……… ……………… (A.5)
式中：
bm₂ cmis— 氢气排放率，单位为克每千瓦时[g/(kW ·h)];
mH₂emis— 排放的氢气质量，单位为克(g);
Qs —— 燃料电池堆能量，单位为千焦(kJ)。
燃料电池堆能量计算见式(A.6):
style="width:1.77991in;height:0.8668in" />… …(A.6)
式中：
Qs- 燃料电池堆能量，单位为千焦(kJ);
Ps— 燃料电池堆功率，单位为千瓦(kW)。
GB/T 34593—2017
(规范性附录)
循环工况加载方法
燃料电池发动机循环工况加载方法由以下阶段组成(见图 B.1 和表B.1)。
FCE 功率时间里程
style="width:10.8999in;height:6.40002in" />1200
图 B.1 燃料电池发动机动态循环工况加载曲线
表 B.1 燃料电池发动机动态循环加载阶段
|
|
|
|---|---|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
GB/T 34593—2017
表 B.1 ( 续 )
|
|
|
|---|---|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
更多内容 可以 GB-T 34593-2017 燃料电池发动机氢气排放测试方法. 进一步学习