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R100中规定的氢气排放测试方法（中）
2024-09-18 07:36:03· 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
3.测试设备的校准
3.1 校准频率和方法
所有设备应在初次使用前进行校准，然后根据需要经常进行校准，无论如何，在型式批准测试前一个月内进行校准。使用的校准方法在本章节中描述。
3.2 测量室的校准
3.2.1 测量室内部容积初步确定
在初次使用之前，应按以下方式确定测量室的内部容积。测量室的内部尺寸应仔细测量，同时考虑到支撑支柱等任何不规则性。测量室的内部容积由这些测量值确定：
当测量室保持在293 K的环境温度下时，测量室应锁定在标称容积。该标称容积应在报告值的±0.5%内可重复。
净内部容积由测量室内部容积减去1.42 m³来确定。或者，可以使用行李厢和车窗打开的测试车辆或REESS的容积代替1.42 m³。
应按照第3.2.3段的规定检查容器。如果氢气质量与注入质量±2%不一致，即超出规定的公差，则需要采取纠正措施。
3.2.2 测定测量室背景排放
该操作确定该测量室不包含任何排放大量氢气的材料。检查应在测量室投入使用时进行，在测量室中进行任何可能影响背景排放的操作后，每年至少进行一次。
可变容积测量室可以使用上文第3.2.1段所述的锁定或非锁定容积配置运行。环境温度应在下文提到的四小时内保持在293±2 K。
在四小时背景取样期开始之前，测量室可以密封，混合风扇可以运行12小时。
分析仪（如果需要）应校准，然后归零和贯穿。
应搅动测量室内的空气，直到获得稳定的氢气读数，如果搅拌风扇尚未打开，则应打开。
然后密封测量室，测量原始氢浓度、温度和气压。这些是用于测量室原始计算的初始读数CH2i、Ti和Pi。
在搅拌风扇开启的情况下，让测量室不受干扰地静置四小时。
最后，使用同一分析仪测量测量室内的氢浓度、温度和气压。这些是最终读数CH2f、Tf和Pf。
应按照第3.2.4段计算试验期间测量室内氢气质量的变化，且不得超过0.5克。
3.2.3 测量室的校准和氢气保留测试
测量室的校准和氢气保留测试可用于3.2.1的内部体积的确定，并且还可以测量任何泄漏率。测量室泄漏率应在测量室投入使用时、测量室内可能影响测量室完整性的任何操作后以及之后至少每月确定一次。如果连续六个月的保留检查在没有采取纠正措施的情况下成功完成，只要不需要采取纠正措施，此后可以每季度确定一次测量室泄漏率。
（a）应搅动测量室内的空气，直到达到稳定的氢气浓度。如果搅拌风扇尚未打开，则应打开。氢气分析仪归零，然后校准并贯穿。
（b）测量室应锁在标称容积位置。
（c）然后打开环境温度控制系统（如果尚未打开），并调整初始温度为293 K。
（d）当测量室温度稳定在293±2 K时，测量室被密封并测量背景氢气浓度、温度和气压。这些是测量室校准中使用的初始读数CH2i、Ti和Pi。
（e）测量室应从标称容积上解锁。
（f）约有100克氢气注入密封的测量室内，此氢气质量的测量精度应为测量值的±2%。
（g）测量室内的气体应混合五分钟，然后测量氢气浓度、温度和气压。这些是校准测量室的最终读数CH2f、Tf和Pf，以及保留检查的初始读数CH2i、Ti和Pi。
（h）根据上文（d）和（g）中的读数以及下文第3.2.4段中的公式，计算测量室中的氢气质量。这应在上文（f）中测量的氢气质量的±2%以内（即应在98~102g之间）。
进行氢气保留测试，以验证测量室密封性能：
（i）测量室内的气体应允许混合至少10小时。在混合结束时，测量和记录最终氢气浓度、温度和气压。这些是氢保留检查的最终读数CH2f、Tf和Pf。
（ii）使用下文第3.2.4段中的公式，然后根据上文（g）和（i）中的读数计算氢气质量。这个质量与上文（h）给出的氢质量相差不得超过5%，即10小时氢气泄漏量不超过5%。
3.2.4 计算
测量室内净氢质量变化的计算用于确定测量室的碳氢化合物背景和泄漏率。以下公式中使用氢浓度、温度和气压的初始和最终读数来计算质量变化。
MH2=氢质量，以克为单位
CH2=测量的测量室中的氢浓度，以ppm体积为单位
V=上文所量度的测量室内部净容积（以m³为单位）
Vout=测试温度和压力下的补偿体积（以m³为单位）
T=测量室环境温度，以K为单位
P=测量室内绝对压力，单位kPa
k=2.42
其中：i是初始读数，f是最终读数
3.3 氢气分析仪的校准
分析仪应使用空气中的氢气和净化的合成空气进行校准。每个通常使用的工作范围都通过以下程序进行校准：
在工作范围内，通过至少五个尽可能均匀间隔的校准点建立校准曲线。最高浓度的校准气体的标称浓度应至少为满量程的80%。
用最小二乘法计算校准曲线，如果得到的多项式度数大于3，那么校准点数至少为多项式度数加2。
校准曲线与每种校准气体的标称值相差不得超过2%。
使用校准曲线导出的多项式系数，应按不大于满量程1%的步长绘制针对真实浓度的分析仪读数表。这应针对每个校准的分析仪范围进行。该表还应包含其他相关数据，例如：
（a）校准日期；
（b）步长和零电位器读数（如适用）；
（c）标称范围；
（d）所用每种校准气体的参考数据；
（e）使用的每种校准气体的实际值和指示值以及百分比差异；
（f）分析仪的校准压力。
如果向认证机构证明这些方法具有同等精度，则可以使用替代方法（例如计算机、电子控制范围开关等）。
4.测试流程
测试包括以下五个步骤：
（a）车辆/REESS准备；
（b）可充电储能系统REESS放电；
（c）正常充电期间氢排放的测定；
（d）动力电池放电；
（e）在充电器故障的情况下进行充电期间氢气排放的测定。
如果车辆/REESS必须在两步骤之间移动，则应将其推至以下测试区域。
4.1 基于车辆的测试
4.1.1 车辆准备
应检查REESS的老化情况，证明车辆在测试前七天内至少行驶了300公里。在此期间，车辆应配备经过氢气排放测试的动力电池，即已经使用氢燃料电池发动机为动力电池充过电。如果无法证明这一点，则将应用以下程序。
REESS的放电和初始充电
车辆的REESS放电测试，以车辆在测试轨道或底盘测功机上，以车辆的“30min最高车速”的70%±5%的稳定速度行驶开始。
在以下情况发生时，放电停止：
（a）当车辆不能以30min最高车速的65%行驶时，或
（b）当车载仪表向驾驶员发出停止车辆的指示时，或
（c）行驶100公里后。
REESS的初始充电
充电在以下条件下执行：
（a）使用充电器充电；
（b）环境温度在293 K至303 K之间。
该程序不包括所有类型的外部充电器（即使用车载氢燃料电池发动机进行充电）。REESS充电结束的标准为充电器给出的自动停止。
此程序包括可以自动或手动启动的所有类型的特殊充电，例如均衡充电或制动能量回收等。
上述放电和出事充电程序应重复两次。
4.1.2 REESS的放电
REESS在测试轨道或底盘测功机上，以车辆的“30min最高车速”的70%±5%的稳定速度行驶，以进行放电。
在以下情况发生时，放电停止：
（a）当车载仪表向驾驶员发出停止车辆的指示时，或
（b）行当车辆的最高速度低于20km/h时。
4.1.3 浸泡
在完成第4.1.2段规定的动力电池放电操作后十五分钟内，将车辆停放在浸泡区。车辆在正常充电期间，从动力电池放电结束到氢气排放测试开始之间，车辆停放时间最少为12小时，最长为36小时。在此期间，车辆应在293±2 K的环境温度下浸泡。
4.1.4 正常充电期间的氢排放测试
（a）在浸泡期结束前，应将测量室吹扫几分钟，直到获得稳定的氢背景。此时还应打开测量室的搅拌风扇。
（b）氢气分析仪应在试验前立即归零并贯穿。
（c）在浸泡结束时，将氢燃料电池发动机关闭、车窗和行李厢打开的测试车辆移入测量室。
（d）车辆应连接到电源。REESS根据下文 （g）规定的正常充电程序充电。
（e）从正常充电步骤的电气连接开始两分钟内，测量室门关闭并密封。
（f）正常充电时的氢气排放测试开始于测量室密封时。测量氢气浓度、温度和气压，以给出正常充电试验的初始读数CH2i、Ti和Pi。这些数字用于氢气排放计算，正常充电期间，测量室环境温度T不得低于291 K，不得高于295 K。
（g）正常充电，正常充电使用充电器（氢燃料电池发动机）进行，包括以下步骤：
（i）在t1期间以恒定功率充电；
（ii）在t2期间以恒定电流过充电。过充电强度由制造商指定，并对应于均衡充电期间使用的强度。
REESS充电标准的结束对应于充电器自动停止充电，充电时间为t1+t2。即使标准仪表向驾驶员明确指示电池尚未充满电，此充电时间也将限制为t1+5小时。
（h）氢分析仪应在试验结束前立即归零并贯穿。
（i）按照本（f）的规定，排放取样期的结束发生在初始取样开始后t1+t2或t1+5小时。记录经过的不同时间。测量氢浓度、温度和气压，以给出正常电荷试验的最终读数CH2f、Tf和Pf，用于第4.3段的计算。
4.1.5 充电器故障时的氢气排放测试
（a）在完成4.1.4中“正常充电时的氢气排放”测试后最多七天内，根据第4.1.2段，程序从车辆的REESS放电开始。
（b）应重复第4.1.3段中的程序步骤。
（c）在浸泡期结束前，应将测量室吹扫几分钟，直到获得稳定的氢背景。此时还应打开测量室的混合风扇。
（d）氢气分析仪应在试验前立即归零并贯穿。
（e）在浸泡结束时，将燃料电池发动机关闭、车窗和行李厢打开的测试车辆移入测量室。
（f）车辆应连接到电源。REESS根据下文（i）中规定的故障充电程序充电。
（g）从充电失败步骤的电气联锁开始两分钟内，测量室门关闭并密封。
（h）充电失败的氢气排放测试开始于测量室密封时。测量此时的测量室内的氢气浓度、温度和气压，以得出充电失败测试期间的初始读数CH2i、Ti和Pi。这些数字用于4.3中的氢排放计算。在充电故障期间，测量室的环境温度T不得低于291 K且不超过295 K。
（i）充电失败流程使用合适的充电器进行，包括以下步骤：
（1）在t'1期间以恒定功率充电；
（2）在30分钟内以制造商建议的最大电流充电。在此阶段，充电器应提供制造商建议的最大电流。
（j）氢分析仪应在试验结束前立即归零并贯穿。
（k）如上文第（h）段所述，测试期结束在初始取样开始后t'1+30分钟时。记录经过的时间。测量氢气浓度、温度和气压，以给出充电失败测试的最终读数CH2f、Tf和Pf，用于第4.3段的计算。
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