作爱视频国产免费120_国产一区美女毛片_女人摸下面自熨视频在线播放_影音先锋网友自拍_亚洲av专区小说_午夜试看视频毛片_久久精品国产av麻豆_伊人小婷婷色香综合缴缴情_国产精品日韩综合在线_亚洲一区在线观看星宫

因?yàn)閷Ｗ?所以專業(yè)
湖北遠(yuǎn)普汽車科技有限公司
電話：0719-8676908
傳真：0719-8676908
網(wǎng)址：qmxmt.cn
E-mail：hubeiyuanpu@163.com
地址：湖北省十堰市茅箭區(qū)重慶路99號(hào)
漢成天地②號(hào)寫(xiě)字樓二樓
資料下載
您當(dāng)前位置：主頁(yè) > 資料下載 >

燃料電池汽車碰撞后氫安全檢測(cè)方法研究綜述

時(shí)間：2021-06-04 16:18 來(lái)源：未知 點(diǎn)擊：次
1前言
 
目前，已經(jīng)有很多燃料電池商用車上路行駛，還有部分燃料電池乘用車在開(kāi)展示范運(yùn)行。由于氫氣存在易燃易爆的特性，因此燃料電池汽車的安全要求就顯得格外重要。
 
2國(guó)內(nèi)燃料電池汽車安全要求相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展
 
現(xiàn)階段，國(guó)標(biāo)體系針對(duì)燃料電池汽車的安全要求和檢測(cè)方面，從整車、燃料電池系統(tǒng)、儲(chǔ)氫系統(tǒng)和加氫口等領(lǐng)域都有專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，表1列出了現(xiàn)階段燃料電池汽車安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。
 
GB/T24549—2020[6]和GB18384—2020規(guī)定了燃料電池汽車在正常行駛和停車時(shí)需要滿足的氫安全要求和電安全要求。GB/T24554—2009規(guī)定了燃料電池系統(tǒng)氣密性、絕緣性和緊急停機(jī)時(shí)的檢測(cè)方法。GB/T26779—2011規(guī)定了加氫口安全性方面的要求和檢測(cè)方法。
 
GB/T26990—2011和GB/T29126—2012規(guī)定了車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)在正常行駛和停車時(shí)的安全要求及檢測(cè)方法。GB11551—2014和GB20071—2006分別規(guī)定了汽車在發(fā)生正面和側(cè)面碰撞時(shí)和碰撞后整車結(jié)構(gòu)等方面的安全要求。GB/T31498—2015規(guī)定了帶有B級(jí)電壓的汽車碰撞后要滿足的電安全要求。
 
目前，燃料電池汽車對(duì)于碰撞時(shí)和碰撞后的安全要求，只能參考燃油車和電動(dòng)汽車的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是對(duì)于碰撞后的氫安全檢測(cè)方法和技術(shù)要求，還未有專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。因此，在開(kāi)展燃料電池汽車整車碰撞試驗(yàn)時(shí)，可參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，包括如何檢測(cè)碰撞后氫氣泄漏量、氫氣泄漏量的最大限值是多少、以及發(fā)生氫氣泄漏后如何檢測(cè)密閉空間的氫氣濃度以及濃度限值要求等。
 
3氣體泄漏量限值及測(cè)試方法研究分析
 
國(guó)際上，SAEJ2578-2014《燃料電池汽車一般安全推薦規(guī)程》和GTR13《氫燃料電池汽車全球技術(shù)法規(guī)》介紹了燃料電池汽車碰撞后的氣體泄漏檢測(cè)方法。
3.1SAEJ2578-2014檢測(cè)方法
SAEJ2578-2014《燃料電池汽車一般安全推薦規(guī)程》詳細(xì)介紹了如何檢測(cè)碰撞試驗(yàn)后的氣體泄漏。該規(guī)程介紹了3種碰撞后測(cè)試氣體泄漏量的方法。
（1）儲(chǔ)氫瓶在公稱工作壓力下的氫氣泄漏檢測(cè)方法；
（2）儲(chǔ)氫瓶在公稱工作壓力下的氦氣泄漏檢測(cè)方法；
（3）儲(chǔ)氫瓶在較低壓力下的氫氣泄漏檢測(cè)方法。由于氫氣發(fā)生泄漏后危險(xiǎn)性較大，因此目前在國(guó)內(nèi)進(jìn)行氫燃料電池汽車碰撞試驗(yàn)時(shí)，不使用氫氣，而是考慮使用惰性氣體。在惰性氣體中，氦氣的分子量和氫氣是最接近的，因此可參考第2種檢測(cè)方法。
3.1.1氦氣泄漏質(zhì)量限值的確定
該規(guī)程根據(jù)燃油汽車碰撞后60min內(nèi)允許泄漏的液體燃料為1.7kg，按照汽油和柴油的平均低熱值為42.7MJ/kg計(jì)算，允許泄漏能量為72590kJ。氫燃料電池汽車碰撞后60min內(nèi)的泄漏能量最大值也應(yīng)為72590kJ，按照氫氣的低熱值119863kJ/kg計(jì)算，允許泄漏的氫氣質(zhì)量為606g，轉(zhuǎn)化為一個(gè)大氣壓15℃時(shí)的體積為7107L。
 
因此氫氣的泄漏速率最大值為118L/min。利用60min可泄漏氫氣質(zhì)量606g的小孔，仿真在60min內(nèi)通過(guò)該孔可泄漏的氦氣質(zhì)量。通過(guò)仿真數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)泄漏質(zhì)量隨儲(chǔ)氫瓶體積的增大而減少，但是和儲(chǔ)氫瓶的公稱工作壓力關(guān)系很小，可忽略公稱工作壓力的影響。擬合得到不同儲(chǔ)氫瓶體積下的氦氣泄漏質(zhì)量限值公式，如式（1）：
其中，HeW為60min內(nèi)氦氣泄漏質(zhì)量限值；Vol為儲(chǔ)氫瓶體積。
以儲(chǔ)氫瓶體積200L為例，那么60min內(nèi)允許泄漏的氦氣質(zhì)量為925g。
3.1.2氦氣泄漏質(zhì)量限值修正系數(shù)
在碰撞試驗(yàn)后檢測(cè)氣體泄漏的這段時(shí)間內(nèi)，初始的儲(chǔ)氫瓶氣體壓力、初始的氣體溫度、檢測(cè)結(jié)束時(shí)的氣體溫度以及測(cè)試時(shí)間等因素都會(huì)影響氦氣的泄漏質(zhì)量限值。因此需要考慮這幾個(gè)因素對(duì)限值產(chǎn)生的修正系數(shù)。
SAEJ2578-2014通過(guò)研究測(cè)試時(shí)間和泄漏氣體質(zhì)量的關(guān)系、初始?xì)怏w壓力、溫度和泄漏氣體質(zhì)量的關(guān)系，得到帶有修正系數(shù)的氦氣泄漏質(zhì)量限值公式：
式中，AML為允許的氦氣泄漏質(zhì)量；
LT為測(cè)試時(shí)間；
Ps為初始的儲(chǔ)氫瓶氣體壓力；NWP為公稱工作壓力；
Ts為初始的儲(chǔ)氫瓶氣體溫度；Tavg為平均氣體溫度。
平均氣體溫度Tavg是由多次測(cè)量取平均值得到的。碰撞前那一時(shí)刻測(cè)量1次，然后每15min測(cè)量1次。
對(duì)于測(cè)試時(shí)間，是根據(jù)測(cè)量精度要求決定的，以下將介紹2者的關(guān)系以及如何制定測(cè)試時(shí)間。
3.1.3根據(jù)測(cè)量精度要求制定測(cè)試時(shí)間
在碰撞試驗(yàn)中，檢測(cè)人員是通過(guò)讀取碰撞前后儲(chǔ)氫瓶的壓力變化來(lái)計(jì)算氣體泄漏質(zhì)量的。根據(jù)該規(guī)程的要求，總測(cè)試誤差不應(yīng)超過(guò)測(cè)試值的10%。目前，測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)生的測(cè)量誤差包括傳感器誤差、零點(diǎn)漂移誤差、熱傳導(dǎo)敏感誤差及模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的誤差等。對(duì)于量程為70MPa的壓力傳感器，上述的各類誤差加和，其測(cè)量誤差可達(dá)到0.5%。因此，為了保證測(cè)量精度高，碰撞前后的氣體壓力變化需大于壓力傳感器量程的5%。
在儲(chǔ)氫瓶初始?jí)毫ο嗤那闆r下，若發(fā)生氣體泄漏，60min內(nèi)氣體壓力下降值會(huì)隨著儲(chǔ)氫瓶體積增大而減小。圖1描述了儲(chǔ)氫瓶在不同公稱工作壓力、不同體積時(shí)，氣體泄漏60min后，瓶?jī)?nèi)壓力下降值是否滿足測(cè)量精度要求。5%的直線表示不同公稱工作壓力下壓力傳感器量程的5%所對(duì)應(yīng)的壓力值。當(dāng)儲(chǔ)氫瓶初始?jí)毫?0MPa時(shí)，若儲(chǔ)氫瓶體積為200L，發(fā)生氣體泄漏60min內(nèi)瓶?jī)?nèi)壓力下降值大于壓力傳感器量程的5%，滿足測(cè)試精度要求。若儲(chǔ)氫瓶體積大于200L，瓶?jī)?nèi)壓力下降值小于壓力傳感器量程的5%，因此需要增加測(cè)試時(shí)間。
通過(guò)仿真，得到了不同體積的儲(chǔ)氫瓶在不同初始?jí)毫ο�，發(fā)生氣體泄漏后瓶?jī)?nèi)壓力下降達(dá)到5%所需的時(shí)間，如圖2�？梢钥闯�，若瓶?jī)?nèi)初始?jí)毫ο嗤瑑?chǔ)氫瓶體積越大，所需時(shí)間越長(zhǎng)。對(duì)于70MPa的儲(chǔ)氫瓶，體積100L時(shí)只需要26min，而體積200L時(shí)，需要56min。
根據(jù)仿真曲線，可得到70MPa時(shí)儲(chǔ)氫瓶體積和壓力下降5%所需時(shí)間的關(guān)系式，如式（3）：

 
式中，SR為壓力傳感器量程；當(dāng)計(jì)算出的時(shí)間不到60min時(shí)，測(cè)量時(shí)間需制定為60min。
對(duì)于商用車來(lái)說(shuō)，整車搭載4~10只儲(chǔ)氫瓶，儲(chǔ)氫瓶總體積可達(dá)400~1200L。為了能更精確地檢測(cè)出泄漏氣體的質(zhì)量，碰撞后檢測(cè)氣體泄漏的時(shí)間需要更長(zhǎng)。
3.1.4氦氣泄漏檢測(cè)方法
碰撞前測(cè)量瓶?jī)?nèi)初始?jí)毫�，碰撞后，�?jīng)過(guò)上述制定的測(cè)量時(shí)間后，再次測(cè)量瓶?jī)?nèi)壓力。利用2次壓力值計(jì)算碰撞前后的瓶?jī)?nèi)氣體密度，得到實(shí)際泄漏的氦氣質(zhì)量。計(jì)算公式分別如式（4）、式（5）：
（1）將測(cè)量壓力轉(zhuǎn)換為一個(gè)大氣壓下15℃時(shí)的壓力：
Ps15為碰撞前氣體壓力轉(zhuǎn)化為15℃的壓力；
Ps為碰撞前瓶?jī)?nèi)氣體壓力；
Ts為碰撞前瓶?jī)?nèi)氣體溫度；
Pe15為碰撞后氣體壓力轉(zhuǎn)化為15℃的壓力；
Pe為碰撞后瓶?jī)?nèi)氣體壓力；
Te為碰撞后瓶?jī)?nèi)氣體溫度。
（2）根據(jù)壓力計(jì)算氦氣密度，如式（6）、式（7）：
Ds為碰撞前氦氣密度；
De為碰撞后氦氣密度。
（3）計(jì)算實(shí)際泄漏的氦氣質(zhì)量
ML=（Ds–De）×Vol（8）
ML為泄漏氦氣質(zhì)量；
Vol為儲(chǔ)氫瓶體積。
因此，利用氦氣進(jìn)行碰撞后的氣體泄漏檢測(cè)如圖3所示。

 
3.2GTR13檢測(cè)方法
GTR13中關(guān)于如何檢測(cè)碰撞后氣體泄漏有2種方法：（1）利用氫氣進(jìn)行檢測(cè)；（2）利用氦氣進(jìn)行檢測(cè)[19-20]，沒(méi)有提到儲(chǔ)氫瓶在較低壓力下的氫氣檢測(cè)方法。GTR13的2種測(cè)試方法，整體思路和SAEJ2578-2014是相同的，但是GTR13的檢測(cè)方法有幾點(diǎn)區(qū)別，總結(jié)如下：
 
（1）在氫氣泄漏測(cè)試方法中，測(cè)量時(shí)間和氣體密度計(jì)算公式與SAEJ2578-2014稍有不同，但影響不大。由于國(guó)內(nèi)基本以氦氣進(jìn)行碰撞后氣體泄漏檢測(cè)試驗(yàn)，因此這里不再展開(kāi)介紹。
 
（2）GTR13中規(guī)定氫氣泄漏體積流量最大為118L/min，沒(méi)有考慮整個(gè)測(cè)試過(guò)程中溫度對(duì)泄漏速率的影響。而SAEJ2578-2014在制定氫氣泄漏質(zhì)量限值時(shí)，考慮了測(cè)試過(guò)程中溫度的變化對(duì)泄漏質(zhì)量的修正系數(shù)。
 
（3）對(duì)于氣體泄漏的符合性判斷，GTR13判斷實(shí)際的氣體泄漏體積流量是否小于氣體泄漏體積流量限值，而SAEJ2578-2014判斷實(shí)際的氣體泄漏質(zhì)量是否小于氣體泄漏質(zhì)量限值。GTR13根據(jù)計(jì)算提出了氫氣泄漏的平均體積流量和氦氣泄漏的平均體積流量的關(guān)系，如式（9）：
若氣體溫度為15℃，氫氣泄漏平均體積流量118L/min，則氦氣泄漏平均體積流量應(yīng)為88.5L/min。根據(jù)上述對(duì)比分析，SAEJ2578在進(jìn)行碰撞后的氣體泄漏檢測(cè)時(shí)，考慮因素較為全面，明確提出了儲(chǔ)氫瓶在不同公稱工作壓力下、不同體積時(shí)所需的氣體泄漏檢測(cè)時(shí)間是不同的。壓力相同時(shí)，儲(chǔ)氫瓶體積越大所需檢測(cè)時(shí)間越長(zhǎng)；儲(chǔ)氫瓶體積相同時(shí)，壓力越大所需檢測(cè)時(shí)間越長(zhǎng)。
 
4碰撞后密閉空間氣體濃度限值及測(cè)試方法
 
對(duì)于碰撞后密閉空間氣體濃度的測(cè)試，僅GTR13介紹了測(cè)試方法，并規(guī)定了氣體濃度限值。
4.1氣體濃度測(cè)量方法
4.1.1濃度傳感器的技術(shù)要求
若氫氣體積濃度在4%、氦氣體積濃度在3%時(shí)，傳感器的測(cè)量精度應(yīng)達(dá)到5%。傳感器的量程應(yīng)高于目標(biāo)測(cè)試濃度的25%，也就是若想監(jiān)測(cè)10%的濃度，傳感器量程至少應(yīng)為12.5%體積濃度。當(dāng)氣體濃度發(fā)生很大改變時(shí)，傳感器應(yīng)有至少90%的概率在10s內(nèi)做出響應(yīng)。
4.1.2傳感器布置位置
碰撞試驗(yàn)前，應(yīng)在3個(gè)位置安裝濃度傳感器：
（1）駕駛員座椅上方250mm或乘員艙頂部中間位置；
（2）乘員艙后排座椅前方250mm的地板上；
（3）距離行李艙和貨艙頂部100mm處。
4.1.3測(cè)試場(chǎng)地
在無(wú)風(fēng)的室外或是空曠的室內(nèi)進(jìn)行。
4.1.4數(shù)據(jù)采集要求
傳感器數(shù)據(jù)可以通過(guò)固定在車內(nèi)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集，或是通過(guò)遠(yuǎn)程傳輸方式采集。車輛碰撞發(fā)生后即開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集頻率至少為5s采集一次，并至少持續(xù)60min。
對(duì)于不同儲(chǔ)氫瓶體積和不同公稱工作壓力的燃料電池汽車來(lái)說(shuō)，對(duì)密閉空間氣體濃度的測(cè)試時(shí)間也可參考上述SAEJ2578中對(duì)氣體泄漏檢測(cè)時(shí)間的規(guī)定進(jìn)行修正。
4.2氣體濃度限值
在碰撞后至少60min內(nèi)的任一時(shí)刻，若用氫氣作為試驗(yàn)氣體，則濃度應(yīng)低于3%±1%，若用氦氣作為試驗(yàn)氣體，則濃度應(yīng)低于2.25%±0.75%。氦氣的濃度限值是氫氣濃度限值的75%，原因是氦氣泄漏的體積流量是氫氣的75%。
 
5總結(jié)與建議
 
根據(jù)上述對(duì)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)要求的分析，對(duì)燃料電池電動(dòng)汽車的碰撞方案進(jìn)行總結(jié)并給出4點(diǎn)建議：
（1）燃料電池電動(dòng)汽車碰撞后需檢測(cè)以下內(nèi)容：測(cè)量碰撞后至少60min內(nèi)的氣體實(shí)際泄漏質(zhì)量；測(cè)量碰撞后密閉空間內(nèi)至少60min內(nèi)的氣體濃度變化。
（2）需要先根據(jù)儲(chǔ)氫瓶容積計(jì)算出合適的氣體泄漏檢測(cè)時(shí)間，不能一概用60min。商用車上使用大容積的儲(chǔ)氫瓶，需要更多的檢測(cè)時(shí)間才能確保測(cè)量精度。
（3）若碰撞測(cè)試氣體為氦氣，則允許的泄漏速率為88.5L/min，比氫氣的允許泄漏速率更小。碰撞后密閉空間的氦氣允許濃度限值為2.25%±0.75%，也比
允許的氫氣濃度限值要小。
（4）我國(guó)應(yīng)盡快制定并發(fā)布?xì)淙剂想姵仉妱?dòng)汽車碰撞后的氫安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在車企或研發(fā)機(jī)構(gòu)開(kāi)展碰撞試驗(yàn)時(shí)實(shí)行統(tǒng)一檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及統(tǒng)一的技術(shù)要求，為燃料電池汽車碰撞方面的研究指明方向。 
分享到：
關(guān)于遠(yuǎn)普 | 新聞資訊 | 服務(wù)項(xiàng)目 | 成果展示 | 資料下載 | 人才招聘 | 聯(lián)系我們
Copyright 2015 © 湖北遠(yuǎn)普汽車科技有限公司. All rights reserved. 備案號(hào)：鄂ICP備15005698號(hào)
電話：0719-8676908 傳真：0719-8676908 地址：十堰市北京中路38號(hào)湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院8號(hào)樓 E-mail：hubeiyuanpu@163.com
項(xiàng)目申報(bào) ,產(chǎn)業(yè)政策咨詢 ,產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā) ,國(guó)際體系認(rèn)證 技術(shù)支持：湖北萬(wàn)網(wǎng)