GB∕T 43255-2023 燃料电池电动汽车低温冷起动性能试验方法（正式版）

燃料电池电动汽车低温冷起动性能试验方法2023-11-27发布国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。本文件由全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC114)归口。本文件起草单位：中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、上汽大通汽车有限公司、上海捷氢科技股份有限公司、丰田汽车(中国)投资有限公司、潍柴动力股份有限公司、上海机动车检测认证技术研究中心有限公司、广州汽车集团股份有限公司、襄阳达安汽车检测中心有限公司、中国第一汽车股份有限公司、未势能源科技有限公司、上海重塑能源科技有限公司、同济大学、招商局检测车辆技术研究院有限公司、东风汽车集团有限公司、重庆长安新能源汽车科技有限公司、中国汽车工程研究院股份有限公司。1燃料电池电动汽车低温冷起动性能试验方法本文件描述了燃料电池电动汽车在低温(0℃以下)环境下的冷起动和起步性能试验方法。本文件适用于使用压缩气态氢的M类、N类燃料电池电动汽车(以下简称“车辆”)。2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。GB18352.6—2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)GB/T18386.1—2021电动汽车能量消耗量和续驶里程试验方法第1部分：轻型汽车GB/T24548燃料电池电动汽车术语GB/T27840—2021重型商用车辆燃料消耗量测量方法GB/T37154—2018燃料电池电动汽车整车氢气排放测试方法GB/T37244质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气GB/T38146.1—2019中国汽车行驶工况第1部分：轻型汽车GB/T38146.2—2019中国汽车行驶工况第2部分：重型商用车辆3术语和定义GB/T24548界定的以及下列术语和定义适用于本文件。从对车辆进行起动操作至车辆驱动系统已就绪(即车辆仪表显示“READY”或“OK”),到燃料电池堆的输出功率首次达到1kW的时间。表1规定了试验测量的参数、单位、准确度和分辨率的要求。2测量参数单位准确度分辨率时间S士0.1温度℃士1电压V±0.3%FSD或读数的士1%”电流A±0.3%FSD或读数的±1%”能量W·h1氢气体积浓度FSD:最大显示或标尺的长度。”取较大者。5试验车辆要求试验车辆应满足以下要求：——保持车辆出厂时的外形结构和技术参数；——机械运动零部件润滑油的黏度符合制造商的规定；——在不同的环境温度下，按照制造商的规定，选择相应的冷却液及玻璃清洗液等；——车辆使用的燃料符合GB/T37244的规定。6试验条件6.1低温环境低温环境条件应满足以下要求：——从浸车开始到试验结束，环境舱的温度控制在设定温度的±2℃内。6.2环境舱试验环境舱应具备氢气体积浓度监测报警装置及通风装置。7试验方法7.1低温浸车试验车辆应按照以下步骤进行浸车：a)在浸车开始前，允许按照制造商的规定调整可充电储能系统(REESS)的荷电状态(SOC),记录调整前后的SOC、调整过程中的燃料电池发动机状态；b)设置环境舱使环境温度下降至设定温度(从6.1规定的环境温度中选定),也可按照制造商的规定设置环境温度的下降曲线；c)在环境温度下降至设定温度的过程中，允许按照制造商的规定对车辆进行一次起动和停机操3作，但车辆完成从起动操作到停机操作(不含吹扫过程)的总时间t。不超过3min;d)当环境温度达到设定温度后开始计时，有效浸车时间至少为12h。7.2低温冷起动性能试验7.2.1数据记录及氢气体积浓度要求从车辆起动操作开始到车辆停机过程(含吹扫过程)结束，记录燃料电池堆电压Urc、燃料电池堆电GB/T37154—2018中6.1.3进行测量，任意连续3s内的平均氢气体积浓度不超过4%,且瞬时氢气体积浓度不超过8%。7.2.2试验步骤车辆应按照以下步骤进行低温冷起动性能试验。a)按照7.1的要求进行浸车。b)浸车结束后，按照制造商建议的起动操作步骤起动车辆。c)对车辆进行起动操作后，可按照制造商的规定开启暖风装置、空调等，以消耗功率。d)记录从对车辆进行起动操作至车辆驱动系统就绪(车辆仪表显示“READY”或“OK”)的时e)当燃料电池堆能以不低于1kW的功率连续运行至少10min,或在20min内，以不低于1kW的功率累计运行至少10min时，记录低温冷起动时间t2。f)按照制造商建议的停机步骤使车辆停机。g)完成以上所有步骤，且车辆的氢气排放符合7.2.1中关于氢气体积浓度的要求，则认为车辆在设定温度下冷起动成功。如果车辆在起动过程中出现报警、故障，或车辆尾排处氢气体积浓度不符合要求，则认为冷起动失败。7.3低温起步性能试验7.3.1车辆道路负荷的设定中附件CC的规定进行。其他类型车辆的底盘测功机设定按照GB/T27840—2021中附录C的规定进行，其中城市客车的附加质量为最大设计装载质量的65%。在进行道路和底盘测功机的滑行试验时，均应把制动能量回收系统功能关闭。如果行驶阻力曲线由汽车制造商提供，需要提供试验报告、计算报告或其他相关资料，并由测试机构检验。7.3.1.2应对底盘测功机的阻力设定进行调整以模拟低温环境下车辆在道路上的运行状况。该调整可基于低温环境下确定的道路行驶阻力的变化；也可将按照7.3.1.1确定的行驶阻力的滑行时间减少10%后得到的阻力，作为替代的道路行驶阻力。7.3.2驾驶模式的选择驾驶模式应按照GB/T18386.1—2021的C.2中驾驶模式的选择进行设定。从车辆起动操作开始到车辆停机过程(含吹扫过程)结束，记录燃料电池堆电压Urc、燃料电池堆电4流Irc、REESS电压UREEss、REESS电流IRrrss。车辆应按照以下步骤进行低温起步性能试验。a)按照7.1的要求进行浸车。b)浸车完成后，按照制造商建议的操作步骤起动车辆。c)记录从对车辆进行起动操作至车辆驱动系统就绪(车辆仪表显示“READY”或“OK”)的时d)车辆驱动系统就绪后，将车辆状态切换到可行驶模式，以全油门运行，直至燃料电池堆的输出功率首次达到燃料电池系统额定功率(Prcr)的50%,记录时间t₁ce)挡位保持不变，松开油门踏板，缓慢踩下制动踏板，并在1min内完成停车。f)停车后3min内，继续按照表2规定的工况进行试验，完成1个试验循环。g)按照制造商建议的操作步骤停机，试验结束。h)完成以上所有步骤，则认为车辆在设定温度下起步成功。如果在试验过程中达到7.3.5中试验终止的条件，则起步失败。表2不同类型车辆对应的试验工况车辆类型工况M₁类GB/T38146.1—2019中的乘用车行驶工况N₁类和最大设计总质量不超过3500kg的M₂类GB/T38146.1—2019中的轻型商用车行驶工况最大设计总质量大于3500kg的城市客车类GB/T38146.2—2019中的城市客车行驶工况最大设计总质量大于3500kg的客车(不含城市客车)类GB/T38146.2—2019中的客车(不含城市客车)行驶工况最大设计总质量大于5500kg的货车类GB/T38146.2—2019中的货车(GVW>5500kg)行驶工况最大设计总质量大于3500kg,不超过5500kg的货车类GB/T38146.2—2019中的货车(GVW≤5500kg)行驶工况最大设计总质量大于3500kg的自卸汽车类GB/T38146.2—2019中的自卸汽车行驶工况最大设计总质量大于3500kg的半挂牵引车类GB/T38146.2—2019中的半挂牵引车行驶工况试验过程中的基准曲线、车速公差和时间公差的示意图见图1。5标引序号说明：1——基准曲线；2——速度公差，单位为千米每小时(km/h);3——时间公差，单位为秒(s)。时间/s基准曲线和公差示意图车辆实际速度和测试循环规定的速度之间的允许公差如下：类、最大设计总质量不超过3500kg的M₂类车辆时，速度公差为±2.0km/h,时间公差为±1.0s;——适用于其他类型车辆时，速度公差为±3.0km/h,时间公差为±1.0s,见图1。M₁类、N₁类车辆和最大设计总质量不超过3500kg的M₂类车辆应满足GB18352.6—2016中C.1.2.6.6的规定，若车辆申报的最高车速小于CLTC的最高车速，对于超过车辆申报最高车速的部分，按照GB18352.6—2016的附件CA中的CA.5的规定对试验循环进行修正，此时要求驾驶员将加速踏板踩到底，允许车辆实际车速超过GB18352.6—2016中C.1.2.6.6规定的公差上限，但不能超过公差下限。其他类型车辆应满足GB/T27840—2021中5.5.1的规定，若车辆申报的最高车速小于中国重型商用车辆行驶工况(CHTC)的最高车速，对于超过车辆申报最高车速的部分，按照GB18352.6—2016的附件CA中的CA.5的规定对试验循环进行修正，此时要求驾驶员将加速踏板踩到底，允许车辆实际车速超过GB/T27840—2021中5.5.1的规定公差上限，但不能超过公差下限。7.3.5试验终止的条件当出现以下情况时，应停止试验：a)车载仪表显示停车指示；b)车载仪表显示报警或故障信号；c)试验期间，车辆出现7.3.4规定的速度超差情况多于10次；d)车辆申报的最高车速小于工况最高车速，而车辆无法达到申报的最高车速。7.4数据采集要求试验数据采集应满足以下要求：a)试验中的数据采样频率不低于5Hz;b)若由于车辆结构导致无法直接采集到燃料电池堆的电压和电流，可采集DC/DC变换器的输出电压和输出电流作为替代，按照DC/DC变换器效率为97%折算燃料电池堆的功率。68能耗数据处理能耗数据处理应满足以下要求：a)按照附录A计算7.2车辆低温冷起动性能试验中燃料电池堆和REESS的总输出能量，即为车辆低温冷起动的能量消耗量；b)按照附录A计算7.3车辆低温起步性能试验中燃料电池堆和REESS的总输出能量，即为车辆低温起步的能量消耗量。9试验数据记录燃料电池电动汽车低温冷起动性能试验结果参照附录B填写试验基本信息表和试验记录表。7--------(规范性)能耗消耗量数据处理方法A.1燃料电池电动汽车动力系统结构图燃料电池电动汽车动力系统结构图如图A.1所示。考虑到不同结构类型中DC/DC变换器的使用情况可能不同，所以图中DC/DC变换器用虚线框图表示。IeessIeessDCRECSSIx4---▶AC变速器燃料电池堆驱动电机IkErss——REESS输出电流(正值表示放电，负值表示充电),单位为安培(A);Ipe——燃料电池堆输出电流，单位为安培(A)Upc——燃料电池堆输出电压，单位为伏特(V)。图A.1燃料电池电动汽车动力系统结构图A.2燃料电池堆的总输出能量燃料电池堆的总输出能量按公式(A.1)计算：…………(A.1)Erc——燃料电池堆的总输出能量，单位为千瓦时(kW·h);T——总采样时间，即从车辆起动操作开始到车辆停机过程(含吹扫过程)结束的时间，单位为秒8GB/T43255—2023A.3REESS的净能量变化量REESS的净能量变化量按公式(A.2)计算：EREPss——REESS的净能量变化量，单位为千瓦时(kW·h)。A.4燃料电池堆和REESS的总输出能量试验过程中燃料电池堆和REESS的总输出能量按公式(A.3)计算：Ep=Erc+EREEss……(A.3)Ep——燃料电池堆和REESS的总输出能量，单位为千瓦时(kW·h)。9GB/T43255—2023(资料性)燃料电池电动汽车低温冷起动性能试验记录表B.1试验基本信息表试验基本信息表见表B.1。表B.1试验基本信息表记录参数数据试验日期试验地点试验人员整备质量设计最高车速里程表读数燃料电池发动机型号燃料电池发动机额定功率REESS容量kW·h燃料电池系统