标准编号:	GB/T 34593-2017
中文名称:	燃料电池发动机氢气排放测试方法
英文名称:	Test methods of hydrogen emission for fuel cell engine
中标分类:	T10    汽车发动机综合
行业分类:	GB    国家标准
ICS分类:	43.060.01 43.060.01    道路车辆内燃机综合 43.060.01
发布机构:	中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会
发布日期:	2017-10-14
实施日期:	2018-5-1
标准状态:	valid
翻译语言:	英文
文件格式:	PDF
中文字符数:	11000 字
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Codeofchina.com is in charge of this English translation. In case of any doubt about the English translation, the Chinese original shall be considered authoritative. This national standard was drafted in accordance with the rules given in GB/T 1.1-2009 This standard was proposed by the Ministry of Industry and Information Technology of the People's Republic of China. This national standard is under the jurisdiction of the National Technical Committee on Automobiles of Standardization Administration of China (SAC/TC 114). Test Methods of Hydrogen Emission for Fuel Cell Engine 1 Scope This standard is applicable to vehicle test methods of hydrogen emission for fuel cell engine. This standard is applicable to the proton exchange membrane fuel cell engine for vehicles. 2 Normative References The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated reference, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies. GB/T 24554 Performance Test Methods for Fuel Cell Engines ISO 14687-2 [Hydrogen Fuel - Product Specification - Part 2: Proton Exchange Membrane (PEM) Fuel Cell Applications for Road Vehicles 3 Requirements of Testing Apparatus The accuracy requirements of testing apparatus are shown in Table1. Table 1 Accuracy Requirements of Testing Apparatus Name Accuracy Remarks Voltage sensor ≤0.5%FS FS: Full scale Current sensor ≤0.5%FS Thermometer ±1℃ Hygrometer ±3% According to the relative error Hydrogen mass flowmeter ≤1% 4 Measuring Condition 4.1 Requirements of fuel cell engines Fuel cell engines shall meet the following requirements: ——Maintain the shape and technical parameters of the fuel cell engine at the time of delivery; ——The fuel cell engine system shall be complete, and consistent with the loading condition; ——Fuel cell engine insulation performance, air tightness and other related safety performance shall meet the requirements of GB/T 24554; ——The fuel cell engine shall have a reliable safety protection system; ——The hydrogen mass flowmeter shall be installed as close as possible to the hydrogen inlet of the fuel cell engine; ——Fuel cell engines shall use commercial fuels that meet the test requirements. In case of any discrepancy, the fuel requirements shall comply with ISO 14687-2. 4.2 Pre-test fuel cell engine state regulations Before test, fuel cell engines state shall meet the following requirements: ——Coolant filling completed; ——Preparation for the fuel cell engine is completed and the command can be started. 4.3 Requirements of test data acquisition and power loading error The requirements of test data acquisition and power loading error as follow: ——Test data sampling frequency shall not less than 2 Hz; ——The power loading error cannot exceed 3%, otherwise the test result is invalid. 5 Testing Method 5.1 Test of hydrogen emission in steady state 5.1.1 Test condition Prior to the test, the fuel cell engine shall in a warm state, and the heat engine method shall comply with the method specified in GB/T 24554. The test process shall be automated and there shall be no manual intervention. 5.1.2 Test methods Test methods shall meet the following requirements: a) Select 11 condition points within the fuel cell engine operating range, namely, idle speed, 10% PE, 20% PE, 30% PE, 40% PE, 50% PE, 60% PE, 70% PE, 80% PE, 90% PE, PE; b) The fuel cell engine carries out the heat engine, after the process finishes, returns to the idling state to run for 10s; c) According to the specified loading method, it is loaded into the pre-determined condition point, and at least continuously and stably runs for 3 min at each condition point; d) The length of analysis data for each condition point shall not be less than 2 minutes. Note: PE ——Rated power. 5.1.3 Data measured and recorded in the test process Data measured during the test, including hydrogen flow rate, fuel cell stack voltage, fuel cell stack current, and others. 5.1.4 Test results processing The actual hydrogen consumption of the fuel cell stack, the theoretical hydrogen consumption of the fuel cell stack, the hydrogen emission, and the hydrogen emission rate shall be tested according to the methods provided in Annex A.

Foreword i 1 Scope 2 Normative References 3 The Requirements of Testing Apparatus and Equipment 4 Measuring Condition 5 Testing Method Annex A (Normative) Related Calculation Formulae Annex B (Normative) Cyclic Condition Loading Method

ICS 43.060.01 T 10 中华人民共和国国家标准 GB/T 34593—2017 燃料电池发动机氢气排放测试方法 Test methods of hydrogen emission for fuel cell engine 2017-10-14发布 2018-05-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布 前 言 本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草. 本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC 114)归口。 本标准起草单位：同济大学、中国汽车技术研究中心、上海汽车集团股份有限公司、中科院大连化学物理研究所、浙江大学、深圳市标准化研究院、上海机动车检测中心。 本标准主要起草人：侯永平、邵忠瑛、周毅、周鋐、黄晨东、侯明、郑津洋、童晓敏、王益群、吴兵、何云堂、缪文泉。 燃料电池发动机氢气排放测试方法 1 范围 本标准规定了车用燃料电池发动机的氢气排放测试方法。 本标准适用于车用质子交换膜燃料电池发动机。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件.凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 24554 Performance Test Methods for Fuel Cell Engines ISO 14687-2 [Hydrogen Fuel - Product Specification - Part 2: Proton Exchange Membrane (PEM) Fuel Cell Applications for Road Vehicles 3测试用仪器设备的要求 测试用仪器设备准确度要求见表1。 表1 测试用仪器设备准确度要求 名称 准确度 备注 电压传感器 ≤0.5％FS FS：满量程 电流传感器 ≤0.5％FS 温度计 ±1℃ 温度计 ±3％ 按照相对误差计 氢气质量漉量计 ≤1％ 4测量条件 4.1 燃料电池发动机要求 燃料电池发动机应满足以下要求： ——保持燃料电池发动机出厂时的外形结构和技术参数； ——燃料电池发动机各系统要完整，与装车状态一致； ——燃料电池发动机的绝缘性能、气密性等涉及安全性能应符合GB/T 24554的要求； ——燃料电池发动机要有可靠的安全保障系统； ——氢气质量流量计尽可能安装在靠近燃料电池发动机氢气进气口处； ——燃料电池发动机应使用符合试验要求的商用燃料，如果出现争议，燃料要求应符合ISO 14687-2规定。 4.2测试前燃料电池发动机状态规定 测试前燃料电池发动机状态应符合以下规定： ——冷却液加注完成； ——燃料电池发动机准备工作完成，接受指令即可起动。 4.3试验数据采集及功率加载误差要求 试验数据采集及功率加载误差要求如下： ——试验数据采样频率不低于2 Hz； ——功率加载误差不能超过3％，否则试验结果无效。 5测试方法 5.1 稳态工况氢气排放测试 5.1.1试验条件 试验前燃料电池发动机处于热机状态，热机方法按照GB/T 24554规定的方法进行。试验过程应自动进行，不能有人工干预。 5.1.2试验方法 试验方法应满足以下要求： a)在燃料电池发动机工作范围内选择11个工况点，分别是怠速、10％PE、20％PE、30％PE、40％PE、50％PE、60％PE、70％PE、80％PE、90％PE、PE； b)燃料电池发动机进行热机，热机过程结束后，回到怠速状态运行10 s； c)按照规定的加载方法加载到预先确定的工况点，在每个工况点至少持续稳定运行3 min； d)每个工况点分析数据时间长度不能少于2 min。 注：PE——额定功率。 5.1.3试验过程中测量记录的数据 试验中测量的数据：氢气流量、燃料电池堆电压、燃料电池堆电流等。 5.1.4试验结果处理 燃料电池堆实际氢耗量、燃料电池堆理论氢耗量、氢气排放量、氢气排放率按照附录A提供的方法进行试验结果处理。 5.2循环工况下氢气排放量测试 5.2.1 试验条件 试验前燃料电池发动机处于热机状态，热机方法按照GB/T 24554规定的方法进行。试验过程应自动进行，不能有人工干预。 5.2.2 试验方法 试验按以下方法进行： a)燃料电池发动机进行热机，热机过程结束后，回到怠速状态运行10 s； b)按照附录B规定的循环工况进行加载； c)循环工况结束后按照制造商规定的方法停机； d)工况转换之间可以增加阶梯，工况运行期间如果出现中断，则试验失败，允许重新测试一次。 5.2.3试验过程中测量记录的数据 试验中测量的数据：氢气流量、燃料电池堆电压、燃料电池堆电流等。 5.2.4试验结果处理 燃料电池堆实际氢耗量、燃料电池堆理论氢耗量、氢气排放量、氢气排放率按照附录A提供的方法进行试验结果处理。 附 录A (规范性附录) 相关计算公式 A.1燃料电池堆实际氢耗量 如果氢气质量流量计以流量单位记录结果，则燃料电池堆在某段时间内的实测氢耗量按式(A.1)计算： (A.1) 式中： ——燃料电池堆实测氢气消耗量，单位为克(g)； ——燃料电池堆实测氢气流量，单位为克每秒(g/s)； T1——起始时间，单位为秒(s)； T2——结束时间，单位为秒(s)。 A.2燃料电池理论氢耗量 燃料电池堆在某段时间内的理论氢耗量按式(A.2)计算： (A.2) 式中： ——燃料电池堆理论氢气消耗量，单位为克(g)； ——燃料电池堆理论氢气流量，单位为克每秒(g/s)； T1——起始时间，单位为秒(s)； T2——结束时间，单位为秒(s)。 理论氢气流量按法拉第公式计算： (A.3) 式中： ——燃料电池堆理论氢气流量，单位为克每秒(g/s)； M——氢气摩尔质量，2.016 g/mol； I——燃料电池堆电流，单位为安(A)； N——燃料电池堆单电池片数； n——每个氢分子释放的电子数，2； F——法拉第常数，96 485 C/mol。 A.3氢气排放量 燃料电池堆在某段时间内排放的氢气按式(A.4)计算： (A.4) 式中： ——排放的氢气质量，单位为克(g)； ——燃料电池堆实测氢气消耗量，单位为克(g)； ——理论消耗氢气质量，单位为克(g)。 A.4氢气排放率 燃料电池堆在某段时间内的氢气排放率按式(A.5)计算： (A.5) 式中： ——氢气排放率，单位为克每千瓦时[g/(kW·h)]； ——排放的氢气质量，单位为克(g)； QS——燃料电池堆能量.单位为千焦(kJ)。 燃料电池堆能量计算见式(A.6)： (A.6) 式中： QS——燃料电池堆能量，单位为千焦(kJ)； PS——燃料电池堆功率.单位为千瓦(kW)。 附 录 B (规范性附录) 循环工况加载方法 燃料电池发动机循环工况加载方法由以下阶段组成(见图B.1和表B.1)。 FCE功率时间里程 FCE功率百分比 时间 图B.1 燃料电池发动机动态循环工况加载曲线 表B.1 燃料电池发动机动态循环加载阶段 加载步骤 加载功率/kW 加载时间/s 1 PI 20 2 15％PE 15 3 PI 30 4 32％PE 35 5 Pt 45 6 50％PE 20 7 35％PE 25 8 PI 20 9 15％PE 15 10 PI 30 11 32％PE 35 12 PI 45 表B.1(续) 加载步骤 加载功率/kW 加载时间/s 13 50％PE 20 14 35％PE 25 15 PI 20 16 15％PE 15 17 PI 30 18 32％PE 35 19 PI 45 20 50％PE 20 21 35％PE 25 22 PI 20 23 15％PE 15 24 PI 30 25 32％PE 35 26 PI 45 27 50％PE 20 28 35％PE 25 29 PI 45 30 35％PE 10 31 50％PE 15 32 70％PE 60 33 50％PE 80 34 70％PE 90 35 100％PE 110 36 PI 30 注：PI表示怠速工况，PE表示额定功率，均由厂家自行规定，相邻工况转换之间可以增加过渡阶梯，过渡时间根据具体情况确定。