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1、牵引电池充电过程的氢气排放测定1 介绍本附件描述所有道路车辆牵引电池在充电期间的氢气排放测定步骤，依据本法规条文5.4规定。2 测试说明进行氢气排放试验(图7.1)，用于测量牵引电池以车载充电器进行充电时的氢气排放量。试验包含下列步骤：(a) 车辆准备。(b) 牵引电池放电。(c) 正常充电期间氢气排放测定。(d) 车载充电器失效期间的氢气排放测定。3 车辆3.1 车辆的机械状态应良好，且在试验前七天内至少行驶300公里。车辆应配备牵引电池，用于进行此期间氢气排放量的试验的牵引电池。3.2 电池使用温度超过环境温度时，检测人员应依据制造商所规定的步骤来确保牵引电池温度保持在正常工作范围内。制造
2、商代表应能够确保电动车牵引电池的冷却系统既不得损坏，也不得出现功能异常。开始车辆前置作业（必要时）主电池放电周围温度293K-303K主电池放电周围温度293K-303K热浸结束氢气排放试验正常充电时热浸氢气排放试验车载充电器发生故障时12-36小时12-36小时最长7天最长15分钟最长7天最长15分钟连接主要线路后最长2分钟连接主要线路后最长2分钟图7.1 牵引电池充电程序氢气排放的规定4 氢气排放测试试验设备4.1 底盘功率计底盘功率计应符合UNECE R83法规05修正版规定。4.2 氢气排放测量封闭室氢气排放测量封闭室应属于气密测量室，且能够容纳待测车辆。车辆应能够从各个方向进出，并且
3、，当封闭室密封时应保证气密性，依本附件的附录1规定。封闭室的内部墙面无法让氢气渗透，而且不得与氢气产生化学反应。冷却系统应能够控制封闭室内部的空气温度，以符合试验时温度与平均误差+/-2 K的规定。要调节封闭室内的氢气排放变化，可采用变量式或其它试验设备，其中变量式封闭室对氢气排放有热胀冷缩的现象。调节内部排放量变化有两种可能方法，分别为活动盘或风箱方式，因室外空气交换所产生的内部压力变化，使得封闭室里的不渗透袋造成热胀冷缩。任何排放量的调节设计应在封闭室保持完整下进行，如本附件的附录1规定。任何排放量的调节方法应在封闭室内压力与大气压之间的最大压力为+/-5 hPa下进行。封闭室应能够容纳固
4、定的排放量。变量封闭室应能够调节“标称量”变化(参见附件7附录1第2.1.1节)，同时将试验时的氢气排放量考虑在内。4.3 分析系统4.3.1 氢分析仪4.3.1.1 利用氢分析仪(电器化学侦测器型式)或热传导层析法监控测量室内的大气压。样品气体应从墙面中心或测量室屋顶排出，任何侧流应回流至封闭室，且应能回流到混合风扇的下流处。4.3.1.2氢分析仪的响应速度应满足：于10秒内达到并显示其最终读数的90%，在15分钟操作范围内，其稳定性应不低于：（0+2）%（8020）%。4.3.1.3分析仪的重复性以标准差表示，在所用的操作范围内应在0%与80%+/-20%全刻度好于1%。4.3.1.4在测
5、量、校正与泄漏检查程序下，应选择适当的分析仪操作范围，才能得到最佳的分辨率。4.3.2 氢分析仪数据记录系统氢分析仪应配有电子信号记录装置，每分钟至少能记录输出一次以上。记录系统不仅具有等同于所记录的信号的操作特性，而且还提供数据永久记录。此外，还应清楚记录从正常充电试验开始到结束以及充电故障操作的数据。4.4 温度记录4.4.1 测量室的温度由两处的温度传感器来记录，便于取得平均温度。测量点从墙面垂直中心线高度0.9+/- 0.2公分延伸大约0.1公分到封闭室。4.4.2 电池模块的温度由传感器来记录。4.4.3 在测量氢气排放时，每分钟应至少记录温度一次。4.4.4 温度记录系统的准确性应
6、在1.0K以内，而且温度应能够解析到0.1K。4.4.5 温度记录或数据处理系统应能够解析时间到15秒。4.5 压力记录4.5.1 在测量氢气排放时，试验区的气压与封闭室内部压力之间的压力差Dp至少每分钟记录一次。4.5.2 压力记录系统的准确性应在2hPa以内，而且压力应能够解析到0.2 hPa。4.5.3 压力记录或数据处理系统应能够解析时间到15秒。4.6 电压与电流强度记录4.6.1 在测量氢气排放时，车载充电器电压与电流强度(电池)应至少每分钟记录一次。4.6.2 电压记录系统的准确性应在1V以内而且电压应能够解析到0.1V。4.6.3 电流强度记录系统的准确性应在0.5A以内，而且
7、电流强度应能够解析到0.05A。4.6.4 电压与电流记录或数据处理系统应能够解析时间到15秒。4.7 风扇测量室应配有一组以上的风扇或风箱，流速每秒0.1到0.5m3，便于测量室内气体完全混合。在测量中二者必须达到共同的温度。风扇或风箱所产生的气流不得直接吹测量室内的车辆。4.8 气体4.8.1 在进行校准与操作时，应使用下列高纯度气体：纯合成空气(纯度 1 ppm C1等级品； 1 ppm CO； 400 ppm CO2； 0.1 ppm NO)；含氧量介于18% 与21% 之间，氢(H2)纯度至少99.5%。4.8.2 校准气体与检测气体应混合氢(H2)与纯合成空气，校准气体的实际浓度需
8、于标称浓度的2%以内。使用气体分配器时，稀释气体的准确性应在标称值的2%以内。将合成空气当作稀释气体，亦可利用气体分配器来获得附录1所规定的浓度。5 试验程序试验由下列五个步骤所组成：（1）车辆准备工作，（2）牵引电池放电，（3）正常充电时氢气排放量的确定（4）牵引电池放电，（5）车载充电器故障时氢气排放量的确定。如果车辆要在两个步骤中间移动，则应推往下一个试验区。5.1 车辆准备工作车辆于试验前的七天内应至少行驶300公里，然后必须检查牵引电池是否老化。在此期间，车辆应配备电动车牵引电池，便于进行氢气排放试验。如果这样无法进行，就要采用以下的程序。5.1.1 电池的放电与初始充电在试验轨道或
9、底盘动力计上以最高车速的70%5%平稳行驶30分钟，对车辆的牵引电池开始进行放电。停止放电：(a) 车辆无法以最高车速的65% 行驶30分钟，或(b) 标准车载设备清楚向驾驶员显示停车指示，或(c) 行驶超过100公里后。5.1.2 电池初始充电以下列方式进行充电：(a) 车载充电器：(b) 周围温度介于293K与303K排除所有外接式充电器。牵引电池充电结束时车载充电器应能自动停止充电。此程序包含所有自动或手动的特殊充电，例如均衡充电或操作充电。5.1.3 重复第5.1.1节到第5.1.2节步骤两次。5.2 电池放电此步骤以对牵引电池的放电开始，车辆在试验轨道或底盘动力计上以最高车速70%5
10、%行驶30分钟。放电在以下情况时结束：(a) 标准车载设备能清楚向驾驶员显示停车指示，或(b) 最高车速低于20 km/h。5.3 热浸电池依5.2节的规定在完成放电后15分钟内，将车辆停在热浸区。在牵引电池放电结束并于正常充电下开始氢气排放试验后，车辆停放时间最短12小时最长36小时。在此期间，将车辆热浸控制在293K2K温度下。5.4 正常充电下氢气排放测试5.4.1 在进行热浸之前，测量室应清洗数分钟，直到其氢环境稳定。此时，测量室的混合风扇也应启动。5.4.2 在开始试验之前，应将氢分析仪归零。5.4.3 在热浸结束之后，将试验车辆的引擎关闭，打开车窗与行李厢，并将车辆移入测量室。5.
11、4.4 车辆连接到主要线路，依据5.4.7节规定电池依正常充电程序进行充电。5.4.5 在正常充电情况下，利用电气连锁装置将测量室的门口气密关闭两分钟。5.4.6 在测量室关闭之后，即可开始对正常充电时氢气排放进行测量。测量氢的浓度、温度与压力，以求得正常充电测试的初始值CH2i、Ti和Pi。这些数据用来计算氢气排放量(条文6)。在正常充电下，周围温度T介于291K与295K之间。5.4.7 正常充电程序以车载充电器进行正常充电，包含下列步骤：(a) 在t1以稳定功率进行充电。(b) 在t2以恒定电流进行过充电，过充电流强度由制造商规定，并且相当于均衡充电时所用的电流。牵引电池充电结束时间等于
12、车载充电器自动停止充电时间t1+t2。充电时间限制为t1+5小时，即使车载标准配备设备清楚向驾驶员显示电池没完全充满电。5.4.8 在试验结束之前，应立即将氢分析仪归零。5.4.9 依第5.4.6节规定，在开始初始取样之后，排放取样的结束时间为t1+ t2或t1+5小时，将试验时间记录。测量氢浓度、温度与压力，所得正常充电测试的最终读数CH2f、Tf和Pf，作为条文6计算用。5.5 车载充电器故障时氢气排放量测试5.5.1 在试验结束后的七天内，依条文5.2规定对车辆的牵引电池进行放电程序。5.5.2 重复第5.3节步骤。5.5.3 在进行热浸之前，测量室应清洗数分钟，直到氢环境达到稳定。此时
13、，测量室内的混合风扇也应启动。5.5.4 在开始试验之前，需将氢分析仪归零。5.5.5 在热浸结束之后，将试验车辆的引擎关闭，打开车窗与行李厢，并将车辆移入测量室。5.5.6 车辆连接到主要线路，电池依条文5.5.9规定的故障充电程序进行充电。5.5.7 在故障情况充电下，利用电气连锁装置将测量室的门口关闭两分钟。5.5.8 在测量室关闭之后，即可开始进行对故障充电的氢气排放测试。测量氢的浓度、温度与气压的压力，以求得故障充电测试的初始值CH2i、Ti和Pi。这些数据用来计算氢气排放量(条文6)。在故障充电下，周围温度T介于291K与295K之间。5.5.9 故障充电程序以车载充电器进行故障充
14、电，包含下列步骤：(a) 在t1 以恒定功率进行充电。(b) 以最大电流充电30分钟。此时，车载充电器以最大电流的状态发生故障。5.5.10 在试验结束之前，应立即将氢分析仪归零。5.5.11 依条文5.8.8规定，在开始初始取样之后，试验结束时间为t1+ 30分钟，将试验时间记录。测量氢浓度、温度与气压得到初步读值，记录为故障充电测试的最终读数CH2f、Tf和Pf，作为条文6计算用。6 计算条文5说明的氢气排放试验，能够计算正常充电与故障充电所产生的氢气排放量，利用测量室的初始与最终氢浓度、温度与气压的压力，连同测量室的净容积，即可计算各种情况的氢气排放量。使用下列公式：其中：= 氢质量，单
15、位为克;= 测量室所测量的氢浓度，单位为ppm;= 净测量室容积，单位为立方米(m3)，要修正车辆容积、车窗与行李厢开启后的情况。如果车辆容积无法确定，则减掉1.42 m3;=补偿容积，单位为m3;T = 测量室的周围温度，单位为K;P = 测量室的绝对压力，单位为kPa;K = 2.42;i表示初始值，f表示最终读数。6.1 试验结果车辆氢气排放量为：MN = 正常充电试验的氢气排放量，单位为克。MD = 故障充电试验的氢气排放量，单位为克。车型族特性1 定义车组氢气排放参数车型族可利用基本设计参数来定义。在有些情况下，参数的间可能有关联性，这些效应也应考虑在内，以确保有相似氢气排放特性的车辆包含在内。2 为此，将下列有相同参数的车型视为有相同氢气排放量。牵引电池：- 电池名称或标志- 所有电气化学电偶的读数- 蓄电池组数目- 电池模块数目- 电池标称电压(V)- 电池电量(kWh)- 气体混合率(%)- 电池模块/电池组的通风型式- 冷却系统型式(如果配备)车载充电器：- 不同充电器的型号与类型- 输出标称功率(kW)- 最大充电电压(V)- 最大充电电流(A)- 控制器型号与类型（如果配备）- 操作、控制与安全示意图- 充电期间特性