目次
范围 (1)
1
规范性引用文件 (1)
2
术语和定义 (1)
3
4 基本要求 (4)
加注协议组成 (4)
制定原则 (4)
适用范围 (4)
加注等级分类 (4)
5 加注性能目标 (4)
原则 (5)
一般规定 (5)
6 加注边界条件 (5)
基本要求 (5)
压力等级 (5)
氢气预冷温度等级 (5)
管路压降 (6)
加注方式 (7)
7 加注过程 (7)
无通信加注 (7)
通信加注 (7)
8 加注过程控制 (8)
基本要求 (8)
压力控制法 (9)
流量控制法 (10)
附录A(资料性)加注过程控制流程图 (11)
A.1 加氢启动程序 (11)
A.2 加注表选择程序 (12)
A.3 加注程序 (13)
A.4 加注过程检测程序 (14)
A.5 氢气预冷温度等级降低加注程序 (15)氢能汽车
氢燃料电池车辆用加注规范
1 范围
本文件规定了氢能汽车加注协议的组成、制定原则、加注性能目标、边界条件以及加注过程及控制要求等。
本文件适用于氢能汽车的氢气加注协议。氢能船舶、氢能有轨电车、氢能飞行器、氢能工程车辆、氢能发电装置等的加注协议也可参照本文件。
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。
GB/T 24548燃料电池电动汽车术语
GB/T 24549燃料电池电动汽车安全要求
GB/T 26990 燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件
GB/T 35544 车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶
GB 50516 加氢站技术规范
GB 50156 汽车加油加气加氢站技术标准
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
车载储氢系统onboard hydrogen storage system
从氢气加注口至压力调节器进口,与高压氢气加注、储存、输送、供给和控制有关的装置。
车载储氢系统容量onboard hydrogen storage system capacity
车载储氢系统加注率100%时的氢气总质量。
加注时间及加注事件 fueling time and fueling events
图1 氢气加注过程示意图
3.3.1
加注开始 startup of fueling
加氢机按照预设氢气加注速率开始加注的时刻。
3.3.2
加注结束 end of fueling
加氢机达到预设加注目标停止加注的时刻。
3.3.3
总加注时间 overall fueling time
从加注启动过程开始到加氢与车载储氢系统断开的总时间,包括加注启动时间、主加注时间和加注结束时间。
3.3.4
非加注时间 non-fueling time
非加注时间包括加注启动时间、加注结束时间以及主加注时间中任何加注中断情况所耗的时间。
3.3.5
加注启动时间 startup time
加注启动时间是指从加注启动过程开始到主加注过程开始结束,包括加氢与车载储氢系统的连接时间、初始气密性检测时间等。
3.3.6
主加注时间 main fueling time
加注开始和加注结束之间的氢气加注时间,包括计划内外的非加注时间。
3.3.7
有效加注时间 effective fueling time
主加注过程瞬时氢气流量非零的时间。
3.3.8
加注结束时间 shutdown time
从加注结束状态开始到操作人员可以卸下加氢时的时间。
3.3.9
初始气密性检测 initial leak check
加注启动过程,对加氢管路加压并通过一段时间内管路压力变化情况判断加氢管路是否有泄漏的现象。
3.3.10
加注过程气密性检测 fueling leak check
在主加注过程期间,通过暂停加注,使加氢管路中保持一定压力的气体,通过一定时间内管路压力变化情况判断加注中是否有泄漏的现象。
压力 pressure
3.4.1
车载储氢系统压力(P车辆)CHSS pressure
车载储氢系统的氢气压力,对于具有多个储氢瓶的车载储氢系统,本文件假定所有的储氢瓶在任何时候压力相等。
3.4.2
加氢机压力(P加氢机)dispenser pressure
加氢机拉断阀上游1m以内加氢管路中的氢气压力。
3.4.3
目标压力(P目标)target pressure
加注结束时期望车载储氢系统达到的压力。
温度 temperature
3.5.1
车载储氢系统温度(T车辆)CHSS temperature
车载储氢系统中高压储氢气瓶的氢气温度。
3.5.2
氢气预冷温度(T氢气)fuel delivery temperature
加氢机拉断阀上游1m以内加氢管路中的氢气温度。
平均升压速率 average pressure ramp rate
从加注开始到加注结束的压力平均增长率(MPa/min)。
平均质量流量 average fueling mass flowrate
平均质量流量等于总加注质量除以有效加注时间。
冷工况和热工况 cool soak and hot soak
加氢机和车载储氢系统的高压储氢气瓶壁面温度可能与环境温度不同,当两者温度均小于环境温度时为冷工况,高于环境温度时为热工况。
通信加注和非通信加注 fueling with communications and non-communications
3.9.1
通信加注 fueling with communications
通信加注是指加注时间内加氢机与车载储氢系统之间通过有线或者无线的方式进行数据交换。3.9.2
非通信加注 fueling with non-communications
加注时间内,加氢机与车载储氢系统之间不存在数据交换或数据交换无效。
4 基本要求
加注协议组成
加注协议应包括加注性能目标、边界条件、加注方法、过程控制、加注速率和目标压力等要求。
制定原则
4.2.1 基本原则
加注协议的制定,应结合氢气加注方法和加注性能目标,根据加氢机环境温度适应性、氢气温度预冷能力、氢气供应能力(压力和流量)、氢气管路压降和热交换能力,以及车载储氢系统结构、类别、容量、初始温度、初始压力等参数确定加注速率和目标压力,并匹配相应的过程控制要求。
4.2.2 加注速率
对于固定的加注环境温度、压力等级、氢气预冷温度等级以及车载储氢系统类别,加注速率应在下列条件下满足车载储氢系统不超过最大允许工作温度的要求:
a)氢气温度为氢气预冷温度等级所允许的最大氢气温度;
b)车载储氢系统仅含一个储氢气瓶,且该储氢气瓶容量为车载储氢系统容量;
c)车载储氢系统初始温度为当前环境温度对应的热工况温度;
d)管路压降最大。
4.2.3 目标压力
对于固定的加注环境温度、氢气预冷温度等级以及车载储氢系统容量,目标压力应在下列条件下满足车载储氢系统不超过最大工作压力的要求:
a)氢气温度为氢气预冷温度等级所允许的最小氢气温度;
b)车载储氢系统由储氢容量为1kg的储氢气瓶组成,储氢气瓶数量由车载储氢系统容量确定;
c)车载储氢系统初始温度为当前环境温度对应的冷工况温度;
d)管路压降最小。
适用范围
加注协议选用前应审核加氢机满足的加注边界条件和加注性能目标,加注过程应采用加注协议规定的加注方法,根据加注条件选用合适的加注速率和目标压力,并进行相应的过程控制。
加氢机所要求的加注方法、加注性能目标、边界条件等参数等变化时,应重新制定加注协议。
加注等级分类
加注等级由压力等级、氢气预冷温度等级、车载储氢系统容量以及车载储氢系统类型组成,各组成部分的分类及代号规则见6.2-6.4。
示例:
H35-T40-B-III表示:加注协议适用的加注公称工作压力为35MPa,氢气预冷温度范围为-40℃~-20℃,车载储氢系统容量为10kg,车载储氢系统的储氢气瓶类型为III型瓶。
5 加注性能目标
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