今天给大家分享的是燃料电池发动机相关测试介绍,转载来自 燃料电池发动机工程技术研究中心。

 

1:EMC测试

EMC(电磁兼容)测试是对电子产品在电磁场方面干扰大小(EMI)和抗干扰能力(EMS)的综合评定,是产品质量最重要的指标之一,是研究在有限的空间、时间、频谱资源条件下,设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力,包括电磁干扰和电磁敏感度两部分。明确产品的EMC特性就能够确定产品能够在什么样的电磁环境正常工作。

 

与传统汽车相比,新能源汽车电子电气部件比重大,动力系统的电流在短时间内跳动,高压附件、DCDC等会造成强烈的电磁干扰。同时低压附件,包括控制电路、传感器、执行器等的信号线也会受到外来的电磁干扰。随着新能源汽车EMC相关标准的实施,EMC测试已成为新能源汽车必要测试之一。

 

氢燃料电池发动机的电磁兼容环境应是一个设备共存、互不干扰的环境,这就要求系统具备良好的EMC特性。车辆在行驶过程中会受到来自外界的辐射干扰和车载干扰。对于外部干扰源,氢燃料电池发动机采用的是被动保护措施,如:采取屏蔽、加装缓冲器等方式。对整车控制器等环境干扰严重部件,采用接地、隔离、滤波等方式。

 

2020年8月由中国汽车工程学会牵头发布的《T/CSAE 149—2020燃料电池发动机电磁兼容性能试验方法》,对测试要求、测试方法、功能等级要求进行了明确,为产品的规范化设计提供了借鉴。

 

企业为提升产品竞争力,执行更为严格的企业标准。如北京亿华通产品EMI等级达到民用class3级,重要部件EMS等级达到A级,部分部件EMS等级B级,保证燃料电池系统在较复杂的电磁干扰环境中仍可正常运行。EMC测试达标,有助于将氢燃料电池发动机自身产生的辐射和外界辐射干扰降到最低,提升氢燃料电池发动机运行稳定性。

 

2:低温测试

氢燃料电池膜电极内液态水在环境温度降到0℃以下冻结时,会造成质子交换膜表面鼓胀、穿孔甚至破裂;结冰也会使催化层与质子交换膜、气体扩散层发生脱落或破裂。另外,结冰引起的体积变化对电池材料和结构产生破坏,增加电池组件的机械应力、改变物理形态等,影响电池的物理和化学性能。

 

为减小低温对氢燃料电池的影响,制造商在产品进入市场前会对氢燃料电池进行低温测试。氢燃料电池发动机低温测试主要包括低温存储测试、低温启动测试,测试遵循《GB/T33979-2017质子交换膜燃料电池发电系统低温特性测试方法》和《T/CSAE 122-2019燃料电池电动汽车低温冷起动性能试验方法》(报批稿)等标准。

 

资料显示,国内主流氢燃料电池发动机的冷启动温度可达-30℃。据悉,北京亿华通科技股份有限公司目前80kW和120kW等产品已实现-35℃低温启动、-40℃低温储存,并在冬奥场景下进行了验证,很好地推动了国产氢燃料电池发动机在低温环境下的技术革新。

 

 

3:振动测试

振动测试是衡量燃料电池系统安全性、可靠性和耐久性的重要测试方法,通过振动测试能够有效检测出产品结构的设计缺陷,进而为优化产品结构设计、提升产品性能,提供改进思路。

 

汽车行驶时,会因路面不平、传动系统旋转和悬架跳动等原因引发汽车振动。燃料电池系统应避免与其所装配的汽车发生共振,否则很可能会对燃料电池的气密性、绝缘性能以及整体性能等产生破坏性影响。2021年5月,中国汽车工业协会发布团体标准《燃料电池系统振动试验规范》征求意见稿,该标准明确了燃料电池随机振动测试的功率谱密度范围与合格判定标准。

 

据悉,2021年12月亿华通120kW氢燃料电池发动机通过了Z/Y/X三个方向各21h,5-200Hz频率范围内的振动检测试验。目前该产品已应用于城际客车、物流车、重型载货车和环卫车等车型,成为国产大功率燃料电池产业化龙头产品。

 

4:防水测试

氢燃料电池发动机防水测试主要考察发动机的密封性能。在车辆运行过程中,燃料电池发动机不可避免地会遇到涉水、甚至浸水的工况。如果密封不严,机舱外部的水进入发动机内部,将对发动机的机械部件、电气部件造成损坏。

在防护等级测试方面,国内设备通常参照国家标准《GB/T4208-2008外壳防护等级》,一般认为如果受检设备通过防水测试,防尘也同样能符合要求。依据该测试标准,防护等级达到IPX7级,即可在浸水状态下,发挥保护作用。

根据资料,亿华通发布自主研发的两款120kW、80kW大功率氢燃料电池发动机全新系列产品G120和G80Pro,防护等级达IP67级,可广泛适用于城际客车、重卡、环卫车、渣土车等车型。

 

5:噪声测试

车辆噪声会分散驾驶员行驶的注意力,进而影响车辆的行驶安全;另一方面也会影响车内人员乘坐的体验,进而降低消费者选购某品牌车辆的意愿。随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高,对于车辆品控,以及车辆噪声的控制要求也越来越高。

 

虽然氢燃料电池发动机产生的噪声同传统内燃机噪声相比有了很大改善,但其产生的噪声也难以忽视。氢燃料电池发动机的空压机、电控喷氢阀、氢气循环泵以及气动声音是噪声的主要来源,此外还有其他固定部件振动产生的噪声。

 

由中国节能协会、中国技术经济学会、中国汽车工业协会等行业协会共同发起的《“领跑者”标准评价要求—车用燃料电池发动机》(征求意见稿),对车用燃料电池发动机在怠速状态和额定功率状态的噪声测试方法、指标水平分级进行了明确,其中先进水平怠速状态要求低于75dB(A),额定功率状态要求低于80dB(A)。

北京亿华通科技股份有限公司作为《“领跑者”标准评价要求车用燃料电池发动机》主要参编单位和国内氢燃料电池发动机领军企业,其生产的氢燃料电池发动机在噪音控制方面已处于先进水平。

 

原文始发于微信公众号(艾邦氢科技网):氢燃料电池发动机测试实验系列介绍

大家好,艾邦氢能源技术网的微信公众号已经开通,主要分享氢燃料电池堆(双极板,质子膜,扩散层,密封胶,催化剂等),制氢,加氢,氢燃料汽车动力系统等相关的设备,材料,配件,加工工艺的知识。同时分享相关企业信息。欢迎大家识别二维码,并通过公众号二维码加入微信群和通讯录。

作者 li, meiyong

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