质子交换膜燃料电池发动机噪声试验方法

质子交换膜燃料电池发动机噪声试验方法范围本文件规定了燃料电池发动机（以下简称燃料电池）噪声测试方法，包括测试条件、安装方法、本体辐射噪声、进气口噪声及尾排口噪声。本文件适用于质子交换膜燃料电池发动机，其他类型燃料电池参考使用。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T1859.3-2015往复式内燃机声压法声功率级的测定第3部分：半消声室精密法GB/T1859.4-2017往复式内燃机声压法声功率级的测定第4部分：使用标准声源简易法GB/T3785.1-2010电声学声级计第1部分：规范GB/T14365-2017声学机动车辆定置噪声声压级测量方法GB/T15173-2010电声学声校准器GB/T24554-2022燃料电池发动机性能试验方法GB/T28816-2020燃料电池术语术语和定义GB/T24554-2009、GB/T28816-2020界定的及以下术语和定义适用于本文件。3.1声压soundpressure瞬态压力和静态压力之间的差值,单位为Pa。3.2声压级soundpressurelevel为声压p的平方与基准声压p0的平方之比的以10为底的对数乘以10，单位为分贝（dB），基准声压为20μPa。3.3时间平均声压级time-averagedsoundpressurelevel简称平均声压级Lp，为声压p的平方在测量的时间间隔T内（从t1到t2）积分值平均后与基准声压p0的平方之比的以10为底的对数乘以10，单位为分贝（dB）。基准声压为20μPa，即:QUOTELp=10lg1Tt1t2p2d(t)p02QUOTEQUOTELp=10lg13.4背景噪声backgroundnoise来源于除被测试声源以外的所有噪声，包括空气声、结构振动声以及仪器电噪声。3.5表面声压级surfacesoundpressurelevel经背景噪声修正，测量表面上所有传声器位置处平均声压级的能量平均，单位为分贝（dB）。3.6背景噪声修正backgroundnoisecorrection背景噪声对测量表面传感器位置处表面声压级影响的修正量。3.7反射面reflectingplane被测声源位于其上的声反射平坦的表面。3.8声自由场acousticfreefield均匀的各项同性的媒介中，边界影响可忽略不计的声场。3.9一个反射面上方的声自由场cousticfreefieldoverareflectingplane一个无限大反射面上方半径空间中的声自由场，其中无其他任何障碍物。3.10半消音室backgroundnoisecorrection可获得一个反射面上方声自由场的房间。3.11基准体referencebox恰好包络声源且终止于一个反射面（地面）上的最小假想矩形六面体。3.12测量距离measurementdistance基准体与假想矩形六面体测量表面之间的垂直距离。3.13测量表面measurementsurface包络声源、面积为s、测点位于其上、用来测量声压级的一个假想矩形六面体的外表面。测量表面终止于反射面（地面）。测试条件4.1声学环境要求燃料电池发动机辐射噪声测试应在消音室（包含半消音室、全消音室）中进行。消音室应具备涉氢测量条件，消音室内上方应设置有氢气报警器，监测室内氢气浓度，同时需要有紧急排风功能，保证安全。消音室应设置可与外界连通的管路口和线路口，以保证燃料电池能与运行时所需辅助设备连接。此外消音室还应符合GB/T1859.4-2017中的环境要求，反射面（地面）应超出测量表面在其上的投影，反射面（地面）的吸声系数在测试频率范围内应＜0.1的要求。无环境条件对传声器的不利影响（如风、气流冲击、高温或低温等），同时遵循测量仪器制造商对不利环境条件的指示，如反射面因振动而引起的声辐射。在传声器位置上平均后的背景噪声时间平均声压级应比未修正的被测声源时间平均声压级（以下除特别说明外，简称声压级）至少应低10dB。4.2电池系统测试要求消音室涉氢使用时，氢气的气瓶或气源应放置在消音室外，通过管路连接至燃料电池发动机，燃料电池在搭建完成后需要检测氢气路气密性，用氢气检漏仪进行检漏，确保氢气路气密合格，无外漏。电池系统的散热设备应放置在室外，电池系统应使用实际应用的控制程序，测试参数应和样品信息标称保持一致，燃料电池的起动、加载、降载、关机等均应由实验平台按照制造商提供的发送或接收相应指令。传声器应安装在不与振动表面相联的刚性机架或支撑座上，其取向应始终与校准时的声波入射角相同且指向测量体（与该传声器位置相关的单元测量体）中心。4.3仪器设备要求测量使用的传声器应该符合GB/T3785.1-2010规定的1级仪器要求。每次测量前后，每个传声器应在测试频率范围内一个或多个频率上用声校准器对整个测量系统进行校准，声校准器至少应满足GB/T15173规定的1级仪器的要求。每次测量前后测量系统不做调整的校准读数的差值应≤0.5dB，否则测量无效。试验方法5.1燃料电池安装燃料电池噪声测试安装方法如下：a）将待测燃料电池发动机安装固定在单独的支架上，燃料电池与支架固定点的位置要保证有减振胶垫；b）燃料电池的空气滤清器应通过延长管路引出到测试室外；c）将燃料电池的尾排口通过管路延长引出到测试室外，管路直径应保证和尾排接口尺寸一致，在尾排测试时引出长度应不超过5米；d）若燃料电池的散热系统（包括主散热系统和辅助散热系统）按声学环境的原则评估对燃料电池的噪声测试产生影响，则需要放置在测试室外，并通过延长管与发动机连接；e）按燃料电池厂家要求连接高压低压线束及通讯线；f）若测试室应满足涉氢使用条件，背景噪声应满足声学环境要求，同时需保证燃料电池的工作参数应与出厂保持一致；g）安装准备至燃料电池可以运行的状态。5.2传声器布置燃料电池本体辐射噪声测试的传声器布置参照GB/T1859.4-2017进行，具体如图1所示，规定传声器位于每个面积单元的中心位置，距离被测物中心表面位置1米距离，面积单元指测试样机状态（不包含空气滤清器和排气管）的前、上、左、右、后五个面对的边缘包络面，如下图1所。图1燃料电池辐射噪声测试传感器布置示意图推荐测量点前、后、上、左、右五个测量点布置传声器：表1传声器布置说明序号位置布置说明1前距包络面1m,正对包络面中心2后距包络面1m,正对包络面中心3上距包络面1m,正对包络面中心4左距包络面1m,正对包络面中心5右距包络面1m,正对包络面中心进气口和尾排口噪声测试的传声器布置个数均为一个，布置方式相同。如图2所示，规定传声器应与测量口主轴线同高，且任何时候距地面高度不得＜0.2m，传声器轴线与地面平行，朝向测量口位置。图2排气口传声器位置示意图5.3燃料电池本体辐射噪声测试燃料电池发动机参照测试要求开展以下测试，每个测试工况均需要自动进行，要求测量值满足设计要求，具体如下：a）起动工况，按照4.2要求起动燃料电池发动机，记录测试样机从待机→起动→怠速过程中的噪声数据；b）怠速工况，燃料电池发动机启动后，在最低净输出功率下持续稳定运行10min，记录怠速工况下噪声数据；c）加载工况，按照4.2要求给燃料电池发送加载指令，加载至额定工况，加载速率需与发动机正常加载速率一致或按照加载速率能力范围内的其它加载方式，记录从怠速到额定工况的噪声变化数据；d）额定工况，额定工况状态下持续稳定运行10min，记录额定工况下噪声数据；e）降载工况，按照4.2要求给燃料电池发送降载指令，降载至怠速工况，记录从额定到怠速工况的噪声变化数据；f）关机工况，按照4.2要求关闭燃料电池发动机，待系统吹扫结束达到待机状态，测试完毕，记录从怠速到关机吹扫至待机过程的噪声数据。注1：试验过程中不能出现暂停或中断，按数据记录要求进行记录；注2：噪声测试过程中，燃料电池若增加降噪包裹材料等能同步在整车上实施的降噪措施，需要在噪声测试报告中体现说明；5.4进气口和尾排口噪声测试燃料电池发动机进气口和尾排口噪声测试方法参照GB/T14365-2017执行，具体要求如下：a）测试对象为燃料电池发动机进气口或尾排口；b）进气口测试时需要延长管路引到消音室外，尾排口测试时，排气系统可增加消声装置，将尾排口引到消音室外进行测试，要求背景噪声＜45dB（A），风速＜5m/s，气口后方180°空间内的声障碍物距离应＞30m；c）传声器布置位置:如图2所示，规定传声器应与测试口主轴线同高，且任何时候距地面高度不得＜0.2m，传声器轴线与地面平行，朝向测试口位置；d）测试工况按照5.3测试方法进行；e）记录噪声测试过程中，燃料电池发动机在起动工况、怠速工况、升载工况、额定工况、降载工况和关机工况排气口处的噪声最大值；记录管路内外径尺寸，管路的直线长度。注1：试验过程中不能出现暂停或中断，按数据记录要求进行记录；注2：进气口噪声和尾排口噪声应分开测试，且保证在测试时互不干扰，管路的管径和材质需与整车实际情况保持一致，管路和消声器外侧不可包裹吸隔音材料，报告中体现管路尺寸、长度及消声器的外观和布置细节。数据记录与计算6.1发动机本体辐射噪声要求记录发动机各个测试工况下，每个传声器采集的连续噪声值（声压级），每个传声器的时间平均声压级作为该传声器测得的表面声压级，传声器的数目为5，则发动机辐射噪声的测试结果表面声压级按公式（2）计算，测试报告需体现噪声测试曲线图及测试结果，噪声测试限值参考附录A。QUOTE···············································（2）QUOTE——表面声压级；NM——传感器数目；QUOTELpi'Lpi'——第i个传声6.2进气口和尾排口噪声要求记