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R100中规定的氢气排放测试方法（上）
2024-09-18 07:34:53· 来源：智驾小强
1.氢气排放测试内容
2.测试设备及其要求
3.测试设备的校准
4.测试流程
5.视同车型的基本要求
1.氢气排放测试内容
前文描述了氢燃料电池发动机产生氢气排放的原因、危害、解决措施和法规要求
本文讲一下根据联合国 UN ECE R100法规要求，在所有道路车辆（包含M、N类）的可充电储能系统REESS充电过程中确定氢气排放的方法。
氢气排放测试是为了确定氢燃料电池发动机工作，为储能电池REESS充电过程中的氢气排放。测试包括以下步骤：
（a）车辆/REESS准备；
（b）储能系统REESS放电；
（c）正常充电期间氢气排放的测定；
（d）在氢燃料电池发动机故障的情况下进行充电期间氢气排放的测定。
测试分为基于车辆的测试和基于燃料电池系统组件的测试两种。
（a）基于车辆的测试
车辆应机械状况良好，并在试验前7天内行驶了至少300公里。车辆应配备可充电储能系统REESS，并在此期间接受氢气排放测试。
如果REESS需要在高于环境温度的温度下使用，测试操作员应遵循制造商的规定，以保持REESS温度在正常工作范围内。
制造商代表应能够证明REESS的温度调节系统既没有损坏，也没有出现容量缺陷。
（b）基于组件的测试
REESS应处于良好的机械状态，并至少经历了5次标准循环。
如果REESS需要在高于环境温度的温度下使用，测试操作员应遵循制造商的规定，以保持REESS温度在其正常工作范围内。
制造商代表应能够证明REESS的温度调节系统既没有损坏，也没有出现容量缺陷。
2.测试设备及其要求
2.1 底盘测功机
底盘测功机应符合UN ECE R83法规06系列修正案的要求。即：
测功机应能够模拟以下分类之一的道路载荷：
（a） 具有固定负载曲线的测功机，即其物理特性提供固定负载曲线的测功机；
（b） 具有可调负载曲线的测功机，即具有至少两个道路负载参数的测功机，这些参数可以调整以形成负载曲线。
具有电惯性模拟的测功机与机械惯性系统等效。
如果在10~120 km/h的速度范围内，底盘测功机无法再现道路上的总行驶阻力，建议使用具有以下特征的底盘测功机。
0~120 km/h速度之间制动器和底盘测功机内部摩擦效应吸收的载荷如下：
F=（a+b*V²）±0.1*F80（非负数）
F=底盘测功机吸收的总载荷（N）
a=相当于滚动阻力的值（N）
b=相当于空气阻力系数的值（N/（km/h）²）
V=速度（km/h）
F80=80 km/h时的载荷（N）
测功机的设置不应受到时间推移的影响。它不应产生车辆可察觉的任何振动，也不应损害车辆的正常运行。
底盘测功机可能有一个或两个滚轮。前滚轮应直接或间接地驱动惯性模拟装置和功率吸收装置。
应能够测量和读取指示的负载，精度为±5%。
对于具有固定负载曲线的测功机，80 km/h时的负载设置精度应为±5%。对于具有可调负载曲线的测功机，在120、100、80、60和40 km/h的速度下，测功机负载与道路负载的匹配精度应为±5%，在20km/h时精度应为±10%。低于20km/h的车速时，测功机吸收负载应为正值。
旋转部件的总惯性（包括适用的模拟惯性）应已知，并且应在试验惯性等级的±20kg范围内。
车辆速度应通过滚筒的转速（在双滚筒测功机的情况下为前滚筒）进行测量。当速度超过10 km/h时，其测量精度应为±1 km/h。
车辆实际行驶的距离应通过滚筒（在双滚筒测功机的情况下为前滚筒）的旋转运动来测量。
2.2 氢气排放测量外壳
氢气排放测量外壳应为气密测量室，能够容纳被测车辆/REESS。车辆/REESS应可从所有侧面进入，密封后的外壳应符合第3章的气密性要求。外壳的内表面应不透水且对氢气无反应。温度调节系统应能够在整个测试过程中控制外壳内部空气温度遵循规定温度，测试期间平均公差为±2 K。
为了适应由于外壳内氢气排放引起的体积变化，可以使用可变体积或其他测试设备。可变体积外壳会根据外壳中的氢气排放而膨胀和收缩。容纳内部体积变化的两种潜在方法是可移动面板或波纹管设计，其中外壳内的不透水袋子通过从外壳外部交换空气来响应内部压力变化而膨胀和收缩。任何体积容纳设计都应保持第3章中规定的外壳的完整性。
任何容积调节方法都应将外壳内部压力和气压之间的差限制在±5hPa的最大值。
外壳应能够锁定固定体积。考虑到测试期间的氢气排放，可变体积外壳应能够容纳其“标称体积”的变化。
2.3 分析系统
2.3.1氢气分析仪
使用氢气分析仪（电化学检测器型）或带有热导率检测的色谱仪监测室内的大气。样品气体应从室的一个侧壁或屋顶的中点抽取，任何分流气体应返回到外壳内，最好返回到混合风扇下游的一个点。
氢气分析仪对最终读数90%的响应时间应小于10秒。在所有操作范围内（0%位到80%±20%的满量程位），其稳定性应在15分钟内优于满量程的2%。
以均方差表示的分析仪的重复性，在所有使用的量程中，即在0和80%±20%的满量程时，均应优于满量程的1%。
应合理选择分析仪的工作范围，以在测量、校准和泄漏检查程序中提供最佳分辨率。
2.3.2氢分析仪数据记录系统
氢气分析仪应配备一个装置，以每分钟至少一次的频率记录电信号输出。记录系统应具有至少相当于所记录信号的操作特性，并应提供结果的永久记录。记录应清楚地显示正常充电测试和充电故障测试的开始和结束。
2.4 温度记录
室内温度由温度传感器在两个点位进行记录，温度传感器相连以显示平均值。测量点从每个侧壁的垂直中心线延伸约0.1 m到外壳中，高度为0.9±0.2 m。
通过传感器记录燃料电池发动机附近的温度。
在整个氢气排放测量过程中，应以每分钟至少一次的频率记录温度。
温度记录系统的精度应在±1.0 K内，温度应能够精确到±0.1 K。
记录或数据处理系统应能将时间精确到±15秒。
2.5 压力记录
在整个氢气排放测量过程中，应以每分钟至少一次的频率记录测试区域内气压与外壳内部压力之间的差值Dp。
压力记录系统的精度应在±2 hPa以内，压力应能够精确到±0.2 hPa。
记录或数据处理系统应能将时间精确到±15秒。
2.6 电压和电流强度记录
在整个氢气排放测试过程中，氢燃料电池发动机的电压和电流强度（电池）应以每分钟至少一次的频率记录。
电压记录系统的精度应在±1 V以内，电压应能够精确到±0.1 V。
电流强度记录系统的精度应在±0.5 A以内，电流强度应能够精确到±0.05 A。
记录或数据处理系统应能将时间精确到±15秒。
2.7 风扇
测量室应配备一个或多个风扇或鼓风机，其流量可能为0.1～0.5 m³/s，以便彻底混合外壳中的大气。
在氢气排放测式期间，舱室中的温度和氢气浓度应达到均匀。外壳中的车辆不得受到来自风扇或鼓风机的直接气流的影响。
2.8 气体
下列纯净气体应可用于校准和操作：
（a）净化合成空气（纯度<1 ppm C1当量；<1 ppm CO； <400 ppm CO2； <0.1 ppm NO），氧含量按体积计在18%至21%之间。
（b）氢气（H2），最低纯度99.5%。
校准气体和跨度气体应包含氢气（H2）和净化合成空气的混合物。校准气体的实际浓度应在标称值的±2%以内。使用气体分离器获得的稀释气体的准确度应在标称值的±2%以内。第3章中规定的浓度也可以通过使用合成空气作为稀释气体的气体分离器获得。
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