牽引電池充電過程的氫氣排放測定

牽引電池充電過程的氫氣排放測定介紹本附件描述所有道路車輛牽引電池在充電期間的氫氣排放測定步驟，依據(jù)本法規(guī)條文5.4規(guī)定。測試說明進行氫氣排放試驗(圖7.1)，用于測量牽引電池以車載充電器進行充電時的氫氣排放量。試驗包含下列步驟：(a)車輛準(zhǔn)備。(b)牽引電池放電。(c)正常充電期間氫氣排放測定。(d)車載充電器失效期間的氫氣排放測定。車輛車輛的機械狀態(tài)應(yīng)良好，且在試驗前七天內(nèi)至少行駛300公里。車輛應(yīng)配備牽引電池，用于進行此期間氫氣排放量的試驗的牽引電池。電池使用溫度超過環(huán)境溫度時，檢測人員應(yīng)依據(jù)制造商所規(guī)定的步驟來確保牽引電池溫度保持在正常工作范圍內(nèi)。制造商代表應(yīng)能夠確保電動車牽引電池的冷卻系統(tǒng)既不得損壞，也不得出現(xiàn)功能異常。開始車輛前置作業(yè)（必要時）開始車輛前置作業(yè)（必要時）主電池放電周圍溫度293K-303K主電池放電周圍溫度293K-303K熱浸結(jié)束氫氣排放試驗正常充電時熱浸氫氣排放試驗車載充電器發(fā)生故障時12-36小時12-36小時最長7天最長15分鐘最長7天最長15分鐘連接主要線路后最長2分鐘連接主要線路后最長2分鐘圖7.1牽引電池充電程序氫氣排放的規(guī)定氫氣排放測試試驗設(shè)備底盤功率計底盤功率計應(yīng)符合UNECER83法規(guī)05修正版規(guī)定。氫氣排放測量封閉室氫氣排放測量封閉室應(yīng)屬于氣密測量室，且能夠容納待測車輛。車輛應(yīng)能夠從各個方向進出，并且，當(dāng)封閉室密封時應(yīng)保證氣密性，依本附件的附錄1規(guī)定。封閉室的內(nèi)部墻面無法讓氫氣滲透，而且不得與氫氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。冷卻系統(tǒng)應(yīng)能夠控制封閉室內(nèi)部的空氣溫度，以符合試驗時溫度與平均誤差+/-2K的規(guī)定。要調(diào)節(jié)封閉室內(nèi)的氫氣排放變化，可采用變量式或其它試驗設(shè)備，其中變量式封閉室對氫氣排放有熱脹冷縮的現(xiàn)象。調(diào)節(jié)內(nèi)部排放量變化有兩種可能方法，分別為活動盤或風(fēng)箱方式，因室外空氣交換所產(chǎn)生的內(nèi)部壓力變化，使得封閉室里的不滲透袋造成熱脹冷縮。任何排放量的調(diào)節(jié)設(shè)計應(yīng)在封閉室保持完整下進行，如本附件的附錄1規(guī)定。任何排放量的調(diào)節(jié)方法應(yīng)在封閉室內(nèi)壓力與大氣壓之間的最大壓力為+/-5hPa下進行。封閉室應(yīng)能夠容納固定的排放量。變量封閉室應(yīng)能夠調(diào)節(jié)“標(biāo)稱量”變化(參見附件7附錄1第2.1.1節(jié))，同時將試驗時的氫氣排放量考慮在內(nèi)。分析系統(tǒng)氫分析儀4.3.1.1利用氫分析儀(電器化學(xué)偵測器型式)或熱傳導(dǎo)層析法監(jiān)控測量室內(nèi)的大氣壓。樣品氣體應(yīng)從墻面中心或測量室屋頂排出，任何側(cè)流應(yīng)回流至封閉室，且應(yīng)能回流到混合風(fēng)扇的下流處。4.3.1.2 氫分析儀的響應(yīng)速度應(yīng)滿足：于10秒內(nèi)達到并顯示其最終讀數(shù)的90%，在15分鐘操作范圍內(nèi)，其穩(wěn)定性應(yīng)不低于：（0+2）%～（80±20）%。4.3.1.3 分析儀的重復(fù)性以標(biāo)準(zhǔn)差表示，在所用的操作范圍內(nèi)應(yīng)在0%與80%+/-20%全刻度好于1%。4.3.1.4 在測量、校正與泄漏檢查程序下，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)姆治鰞x操作范圍，才能得到最佳的分辨率。氫分析儀數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)氫分析儀應(yīng)配有電子信號記錄裝置，每分鐘至少能記錄輸出一次以上。記錄系統(tǒng)不僅具有等同于所記錄的信號的操作特性，而且還提供數(shù)據(jù)永久記錄。此外，還應(yīng)清楚記錄從正常充電試驗開始到結(jié)束以及充電故障操作的數(shù)據(jù)。溫度記錄4.4.1測量室的溫度由兩處的溫度傳感器來記錄，便于取得平均溫度。測量點從墻面垂直中心線高度0.9+/-0.2公分延伸大約0.1公分到封閉室。4.4.2電池模塊的溫度由傳感器來記錄。4.4.3在測量氫氣排放時，每分鐘應(yīng)至少記錄溫度一次。4.4.4溫度記錄系統(tǒng)的準(zhǔn)確性應(yīng)在±1.0K以內(nèi)，而且溫度應(yīng)能夠解析到±0.1K。4.4.5溫度記錄或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應(yīng)能夠解析時間到±15秒。壓力記錄4.5.1在測量氫氣排放時，試驗區(qū)的氣壓與封閉室內(nèi)部壓力之間的壓力差p至少每分鐘記錄一次。4.5.2壓力記錄系統(tǒng)的準(zhǔn)確性應(yīng)在±2hPa以內(nèi)，而且壓力應(yīng)能夠解析到±0.2hPa。4.5.3壓力記錄或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應(yīng)能夠解析時間到±15秒。電壓與電流強度記錄4.6.1在測量氫氣排放時，車載充電器電壓與電流強度(電池)應(yīng)至少每分鐘記錄一次。4.6.2電壓記錄系統(tǒng)的準(zhǔn)確性應(yīng)在±1V以內(nèi)而且電壓應(yīng)能夠解析到±0.1V。4.6.3電流強度記錄系統(tǒng)的準(zhǔn)確性應(yīng)在±0.5A以內(nèi)，而且電流強度應(yīng)能夠解析到±0.05A。4.6.4電壓與電流記錄或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應(yīng)能夠解析時間到±15秒。風(fēng)扇測量室應(yīng)配有一組以上的風(fēng)扇或風(fēng)箱，流速每秒0.1到0.5m3，便于測量室內(nèi)氣體完全混合。在測量中二者必須達到共同的溫度。風(fēng)扇或風(fēng)箱所產(chǎn)生的氣流不得直接吹測量室內(nèi)的車輛。氣體4.8.1在進行校準(zhǔn)與操作時，應(yīng)使用下列高純度氣體：純合成空氣(純度<1ppmC1等級品；<1ppmCO；<400ppmCO2；<0.1ppmNO)；含氧量介于18%與21%之間，氫(H2)純度至少99.5%。4.8.2校準(zhǔn)氣體與檢測氣體應(yīng)混合氫(H2)與純合成空氣，校準(zhǔn)氣體的實際濃度需于標(biāo)稱濃度的±2%以內(nèi)。使用氣體分配器時，稀釋氣體的準(zhǔn)確性應(yīng)在標(biāo)稱值的±2%以內(nèi)。將合成空氣當(dāng)作稀釋氣體，亦可利用氣體分配器來獲得附錄1所規(guī)定的濃度。試驗程序試驗由下列五個步驟所組成：（1）車輛準(zhǔn)備工作，（2）牽引電池放電，（3）正常充電時氫氣排放量的確定（4）牽引電池放電，（5）車載充電器故障時氫氣排放量的確定。如果車輛要在兩個步驟中間移動，則應(yīng)推往下一個試驗區(qū)。車輛準(zhǔn)備工作車輛于試驗前的七天內(nèi)應(yīng)至少行駛300公里，然后必須檢查牽引電池是否老化。在此期間，車輛應(yīng)配備電動車牽引電池，便于進行氫氣排放試驗。如果這樣無法進行，就要采用以下的程序。5.1.1電池的放電與初始充電在試驗軌道或底盤動力計上以最高車速的70%±5%平穩(wěn)行駛30分鐘，對車輛的牽引電池開始進行放電。停止放電：(a)車輛無法以最高車速的65%行駛30分鐘，或(b)標(biāo)準(zhǔn)車載設(shè)備清楚向駕駛員顯示停車指示，或(c)行駛超過100公里后。5.1.2電池初始充電以下列方式進行充電：(a)車載充電器：(b)周圍溫度介于293K與303K排除所有外接式充電器。牽引電池充電結(jié)束時車載充電器應(yīng)能自動停止充電。此程序包含所有自動或手動的特殊充電，例如均衡充電或操作充電。5.1.3重復(fù)第5.1.1節(jié)到第5.1.2節(jié)步驟兩次。電池放電此步驟以對牽引電池的放電開始，車輛在試驗軌道或底盤動力計上以最高車速70%±5%行駛30分鐘。放電在以下情況時結(jié)束：(a)標(biāo)準(zhǔn)車載設(shè)備能清楚向駕駛員顯示停車指示，或(b)最高車速低于20km/h。熱浸電池依5.2節(jié)的規(guī)定在完成放電后15分鐘內(nèi)，將車輛停在熱浸區(qū)。在牽引電池放電結(jié)束并于正常充電下開始氫氣排放試驗后，車輛停放時間最短12小時最長36小時。在此期間，將車輛熱浸控制在293K±2K溫度下。正常充電下氫氣排放測試5.4.1在進行熱浸之前，測量室應(yīng)清洗數(shù)分鐘，直到其氫環(huán)境穩(wěn)定。此時，測量室的混合風(fēng)扇也應(yīng)啟動。5.4.2在開始試驗之前，應(yīng)將氫分析儀歸零。5.4.3在熱浸結(jié)束之后，將試驗車輛的引擎關(guān)閉，打開車窗與行李廂，并將車輛移入測量室。5.4.4車輛連接到主要線路，依據(jù)5.4.7節(jié)規(guī)定電池依正常充電程序進行充電。5.4.5在正常充電情況下，利用電氣連鎖裝置將測量室的門口氣密關(guān)閉兩分鐘。5.4.6在測量室關(guān)閉之后，即可開始對正常充電時氫氣排放進行測量。測量氫的濃度、溫度與壓力，以求得正常充電測試的初始值CH2i、Ti和Pi。這些數(shù)據(jù)用來計算氫氣排放量(條文6)。在正常充電下，周圍溫度T介于291K與295K之間。5.4.7正常充電程序以車載充電器進行正常充電，包含下列步驟：(a)在t1以穩(wěn)定功率進行充電。(b)在t2以恒定電流進行過充電，過充電流強度由制造商規(guī)定，并且相當(dāng)于均衡充電時所用的電流。牽引電池充電結(jié)束時間等于車載充電器自動停止充電時間t1+t2。充電時間限制為t1+5小時，即使車載標(biāo)準(zhǔn)配備設(shè)備清楚向駕駛員顯示電池沒完全充滿電。5.4.8在試驗結(jié)束之前，應(yīng)立即將氫分析儀歸零。5.4.9依第5.4.6節(jié)規(guī)定，在開始初始取樣之后，排放取樣的結(jié)束時間為t1+t2或t1+5小時，將試驗時間記錄。測量氫濃度、溫度與壓力，所得正常充電測試的最終讀數(shù)CH2f、Tf和Pf，作為條文6計算用。車載充電器故障時氫氣排放量測試5.5.1在試驗結(jié)束后的七天內(nèi)，依條文5.2規(guī)定對車輛的牽引電池進行放電程序。5.5.2重復(fù)第5.3

節(jié)步驟。5.5.3在進行熱浸之前，測量室應(yīng)清洗數(shù)分鐘，直到氫環(huán)境達到穩(wěn)定。此時，測量室內(nèi)的混合風(fēng)扇也應(yīng)啟動。5.5.4在開始試驗之前，需將氫分析儀歸零。5.5.5在熱浸結(jié)束之后，將試驗車輛的引擎關(guān)閉，打開車窗與行李廂，并將車輛移入測量室。5.5.6車輛連接到主要線路，電池依條文5.5.9規(guī)定的故障充電程序進行充電。5.5.7在故障情況充電下，利用電氣連鎖裝置將測量室的門口關(guān)閉兩分鐘。5.5.8在測量室關(guān)閉之后，即可開始進行對故障充電的氫氣排放測試。測量氫的濃度、溫度與氣壓的壓力，以求得故障充電測試的初始值CH2i、Ti和Pi。這些數(shù)據(jù)用來計算氫氣排放量(條文6)。在故障充電下，周圍溫度T介于291K與295K之間。5.5.9故障充電程序以車載充電器進行故障充電，包含下列步驟：(a)在t1以恒定功率進行充電。(b)以最大電流充電30分鐘。此時，車載充電器以最大電流的狀態(tài)發(fā)生故障。5.5.10在試驗結(jié)束之前，應(yīng)立即將氫分析儀歸零。5.5.11依條文5.8.8規(guī)定，在開始初始取樣之后，試驗結(jié)束時間為t1’+30分鐘，將試驗時間記錄。測量氫濃度、溫度與氣壓得到初步讀值，記錄為故障充電測試的最終讀數(shù)CH2f、Tf和Pf，作為條文6計算用。計算條文5說明的氫氣排放試驗，能夠計算正常充電與故障充電所產(chǎn)生的氫氣排放量，利用測量室的初始與最終氫濃度、溫度與氣壓的壓力，連同測量室的凈容積，即可計算各種情況的氫氣排放量。使用下列公式：其中：=氫質(zhì)量，單位為克;=測量室所測量的氫濃度，單位為ppm;=凈測量室容積，單位為立方米(m3)，要修正車輛容積、車窗與行李廂開啟后的情況。如果車輛容積無法確定，則減掉1.42m3;=補償容積，單位為m3;T=測量室的周圍溫度，單位為K;P=測量室的絕對壓力，單位為kPa;K=2.42;i表示初始值，f表示最終讀數(shù)。試驗結(jié)果車輛氫氣排放量為：MN=正常充電試驗的氫氣排放量，單位為克。MD=故障充電試驗的氫氣排放量，單位為克。車型族特性定義車組氫氣排放參數(shù)車型族可利用基本設(shè)計參數(shù)來定義。在有些情況下，參數(shù)的間可能有關(guān)聯(lián)性，這些效應(yīng)也應(yīng)考慮在內(nèi)，以確保有