《燃料電池電動汽車動力總成 模擬氫泄漏及氫系統(tǒng)故障試驗方法》

ICSXX.XXX

TXX

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSAEXXX—XXXX

燃料電池電動汽車動力總成模擬氫泄

漏及氫系統(tǒng)故障試驗方法

Fuelcellvehiclepowertrain-testmethodsforsimulatinghydrogenleakage

andonboardhydrogensystemfailure

（征求意見稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的該標(biāo)準(zhǔn)所涉必要專利信息連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國汽車工程學(xué)會發(fā)布

T/CSAEXXX—XXXX

燃料電池電動汽車動力總成模擬氫泄漏及氫系統(tǒng)故障試驗

方法

1范圍

本文件規(guī)定了燃料電池電動汽車動力總成的氫泄漏模擬及氫系統(tǒng)故障模擬試驗方法；

本文件適用于所有燃料電池電動汽車動力總成。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對本文件的應(yīng)用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適

用于本文件，凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T19596-2017電動汽車術(shù)語

GB/T19750-2005混合動力電動汽車定型試驗規(guī)程

GB/T24548燃料電池電動汽車術(shù)語

GB/T24549燃料電池電動汽車安全要求

T/CSAE123－2019燃料電池電動汽車密閉空間內(nèi)氫泄漏及氫排放試驗方法和安全要求

GB4962-2008氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程

GB50058-2014爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范

IEC61800-3：2017Adjustablespeedelectricalpowerdrivesystem-Part3：EMC

requirementsandspecifictestmethods

3術(shù)語和定義

GB/T24548界定的術(shù)語和定義適用于本文件。

4安全要求

4.1試驗環(huán)境要求

a)燃料電池電動汽車動力總成試驗室需要滿足甲級防火等級相關(guān)要求，且涉及爆炸場

所和氫氣使用，需要滿足其他國標(biāo)規(guī)范：如GB4962-2008氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程、

b)GB50058-2014爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范等；

c)試驗室環(huán)境，測試前，氫氣濃度低于試驗室關(guān)于氫安全要求低限值（推薦值50ppm）。

測試中，非測試區(qū)域（燃料電池電動汽車動力總成周邊0.5m范圍以外）氫氣濃度

低于試驗室關(guān)于氫安全要求限值（推薦值50ppm）。測試區(qū)域，氫氣濃度低于試驗

室關(guān)于氫安全要求高限值即可；

d)試驗在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101.3±1kPa），常溫（即20～30℃）環(huán)境下進(jìn)行。

1

4.2試驗設(shè)備要求

CAN信號收發(fā)裝置：通訊信號線應(yīng)做好屏蔽，與試驗用燃料電池電動汽車動力總成

線路分開放置，推薦距離不小于10cm。

4.3標(biāo)準(zhǔn)氣體

氫氣標(biāo)準(zhǔn)氣體：標(biāo)準(zhǔn)氣體組分推薦使用氫氣與空氣混合氣。

5試驗條件及方法

5.1總則

以下方法描述了在動力總成測試臺架上，燃料電池電動汽車動力總成模擬氫泄漏及氫系

統(tǒng)故障的試驗方法。

5.2測量參數(shù)、單位及準(zhǔn)確度

表1規(guī)定了試驗測量的參數(shù)、單位及準(zhǔn)確度。

表1測量參數(shù)、單位及準(zhǔn)確度

測量參數(shù)單位準(zhǔn)確度分辨率

車速km/h±1%或±0.1，取大者0.1

a

氫氣體積濃度ppm±2001

b

氫氣體積濃度ppm±11

壓力kPa±0.2%FS0.1

溫度℃±0.2%FS0.1

時間ms±101

a

車載氫氣傳感器。

b

試驗用手持式氫氣傳感器。

5.3試驗條件

5.3.1燃料電池電動汽車動力總成要求

燃料電池電動汽車動力總成要求如下：

a)燃料電池電動汽車動力總成各部件控制器：軟件版本與設(shè)計要求版本一致；

b)燃料電池電動汽車動力總成完成上電后，檢查各部件運行數(shù)據(jù)，如有報警或緊急停

機信息，及時處理，保證燃料電池汽車動力總成運行時無故障報警；

c)燃料電池電動汽車動力總成安裝到臺架后，按照制造廠商磨合規(guī)范，進(jìn)行不少于6

小時的磨合試驗；

d)試驗開始前，確認(rèn)動力電池SOC應(yīng)在40%～50%或制造廠商推薦動力電池工作范圍

內(nèi)，如超出范圍，需及時對動力電池進(jìn)行充放電操作；

2

5.3.2其他條件

a)測試用標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度：使用可引發(fā)氫泄漏警告和報警限值以上10%～15%（推薦值）

標(biāo)氣濃度，或參照制造廠商要求的氫氣濃度；

b)潤滑油、冷卻液：采用燃料電池電動汽車動力總成制造廠商提供的品牌型號；

c)排氣系統(tǒng)：使用整車排氣系統(tǒng)或相等阻力的試驗室排氣系統(tǒng)。

5.3.3試驗緊急停止條件

在試驗過程中，若觸發(fā)試驗室氫氣濃度報警器，應(yīng)立即切斷燃料電池電動汽車動力總成

的供電電源與氣源，并同步開啟通風(fēng)裝置。

5.4試驗程序

5.4.1動力總成模擬氫泄漏試驗

5.4.1.1總則

該試驗是為了檢驗燃料電池電動汽車車載氫系統(tǒng)氫氣傳感器在檢測到指定濃度氫氣后，

燃料電池電動汽車動力總成響應(yīng)情況。

5.4.1.2試驗步驟

氫泄漏模擬試驗步驟如下：

a)試驗室通風(fēng)處于關(guān)閉狀態(tài)；

b)開啟燃料電池動力總成線束供電，清除各控制器故障；

c)使用工具屏蔽整車控制器對燃料電池發(fā)動機控制器發(fā)送的請求信號；

d)啟動燃料電池電動汽車動力總成，將車速調(diào)至10km/h或制造廠商推薦；

e)將燃料電池發(fā)動機調(diào)至預(yù)發(fā)電狀態(tài)，燃料電池電動汽車動力總成在該狀態(tài)至少穩(wěn)定

運行3min，車速波動范圍±1km/h；

f)將減壓后的氫氣標(biāo)準(zhǔn)氣體（減壓后壓力推薦值200kPa），通入燃料電池電動汽車動

力總成氫氣傳感器，氫氣標(biāo)準(zhǔn)氣體出口距離氫氣傳感器10cm（對于布置位置附近

空間受限的氫氣傳感器，距離由測試提出方選定），保持氫氣標(biāo)氣供應(yīng)，觀察氫泄

漏警告或報警信號；

g)若氫氣傳感器在1min以內(nèi)未發(fā)出報警或警告信號，則將氫氣標(biāo)準(zhǔn)氣體出口緩慢接

近氫氣傳感器直至氫氣傳感器發(fā)出報警及警告信號或氫氣標(biāo)準(zhǔn)氣體出口與氫氣傳

感器完全接觸，若在3min以內(nèi)，氫泄漏警告或報警信號一直未發(fā)出，停止測試；

h)關(guān)閉氫氣標(biāo)氣源，按照制造廠商的規(guī)定，關(guān)閉燃料電池電動汽車動力總成；

i)開啟試驗室通風(fēng)裝置，直至試驗室內(nèi)氫氣濃度低于50ppm以下；

j)依次按照預(yù)發(fā)電狀態(tài)、運行、急停的3個工況（其他工況可由測試提出方提供），

重復(fù)a到h的過程。燃料電池發(fā)動機運行功率：推薦不大于額定功率的10%或測試

提出方選定的功率；

k)每測試完一個工況需檢查燃料電池電動汽車動力總成各部件連接狀態(tài)、氫滲漏情況

3

等，如有異常，及時處理并記錄。

5.4.2動力總成模擬車載氫系統(tǒng)故障試驗

5.4.2.1總則

該試驗是為了檢驗燃料電池電動汽車車載氫系統(tǒng)部件發(fā)生故障后，燃料電池電動汽車動

力總成與燃料電池發(fā)動機的響應(yīng)情況。

5.4.2.2試驗步驟

模擬氫系統(tǒng)故障試驗步驟如下：

a)開啟燃料電池動力總成線束供電，清除各控制器故障；

b)通過工具屏蔽真實的車載氫系統(tǒng)中氫氣壓力傳感器信號；

c)使用工具模擬限值范圍以內(nèi)的氫氣壓力傳感器信號信號，并發(fā)送至模擬信號相關(guān)控

制器；

d)使用工具屏蔽整車控制器對燃料電池發(fā)動機控制器發(fā)送的請求信號；

e)啟動燃料電池電動汽車動力總成，將車速調(diào)至10km/h或制造廠商推薦；

f)將燃料電池發(fā)動機調(diào)至預(yù)發(fā)電狀態(tài)，燃料電池電動汽車動力總成在該狀態(tài)至少穩(wěn)定

運行3min，車速波動范圍±1km/h；

g)依次按照預(yù)發(fā)電狀態(tài)、運行、急停的3個工況（其他工況可由測試提出方提供），

重復(fù)a到g的依次對所列故障信號（包含但不限于氫氣壓力傳感器信號、氫氣溫度

傳感器信號、氫氣濃度傳感器信號）進(jìn)行模擬。燃料電池發(fā)動機運行功率：推薦不

大于額定功率的10%或測試提出方選定的功率；

h)每測試完一個工況需檢查燃料電池電動汽車動力總成各部件連接狀態(tài)、氫滲漏情況

等，如有異常，及時處理并記錄。

5.5數(shù)據(jù)處理

燃料電池電動汽車動力總成模擬氫泄漏及氫系統(tǒng)故障試驗結(jié)果按附錄A記錄，依據(jù)

試驗記錄結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

4

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附錄A

（資料性附錄）

燃料電池電動汽車動力總成模擬氫泄漏及氫系統(tǒng)故障試驗記錄表

A.1試驗基本信息表

試驗日期

試驗地點

試驗人員

燃料電池發(fā)動機額定功率

動力蓄電池容量（kWh）

A.2燃料電池電動汽車動力總成模擬氫泄漏試驗數(shù)據(jù)記錄表

項目參數(shù)量綱數(shù)據(jù)備注

車速km/h不低于10km/h

燃料電池電動汽車動——

力總成狀態(tài)

試驗前準(zhǔn)備

燃料電池發(fā)動機狀態(tài)——

動力電池SOC——

燃料電池發(fā)動機狀態(tài)——

燃料電池電動汽車動

力總成狀態(tài)

燃料電池運行功率kW燃料電池發(fā)動機

運行狀態(tài)時

車輛穩(wěn)定運行時長min3min以上

氫氣傳感器編號——

標(biāo)準(zhǔn)氣體供給壓力MPa

測試記錄

標(biāo)氣出口與氫氣傳感cm

器距離

開始通入標(biāo)準(zhǔn)氣體時ms

間

氫氣傳感器響應(yīng)時間ms

氫氣濃度達(dá)到報警限ms

值時間

氫氣濃度觸發(fā)警告時ms

間

5

燃料電池電動汽車動——

力總成故障代碼

燃料電池發(fā)動機故障——

代碼

A.3動力總成模擬氫系統(tǒng)故障試驗數(shù)據(jù)記錄表

項目參數(shù)量綱數(shù)據(jù)備注

模擬信號名稱——

模擬信號值——

車速km/h不低于10km/h

燃料電池電動汽車動——

試驗前準(zhǔn)備

力總成狀態(tài)

燃料電池發(fā)動機狀態(tài)——

動力電池SOC——