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燃料电池车载供氢系统振动试验技术要求

燃料电池车载供氢系统振动试验技术要求
燃料电池车载供氢系统振动试验技术要求

燃料电池车载供氢系统振动试验技术要求

1范围

本标准规定了燃料电池电动汽车的车载氢系统的振动试验方法。

本标准适用于工作压力不超过35MPa的、包含单个或多个压缩氢气储存瓶组的车载供氢系统。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

GB/T 29126-2012 燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法

GB/T 26990-2011 燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件

GB/T 31467.3-2015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分安全性要求与测试方法GB/T 4857.10-1992包装运输包装件正弦变频振动试验方法

GB/T 4857.23-2012 包装运输包装件基本试验第23部分:随机振动试验方法

GB/T 2423.43-2008 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法振动、冲击和类似动力学试验样品的安装。

3定义和术语

3.1 车载供氢系统on-board hydrogen supply system

车载供氢系统是指,在氢燃料电池汽车中,稳定地向燃料电池供应氢气的设备。从氢气加注口至燃料电池氢气进口,与氢气加注、储存、供给和控制有关的装置。包括加注口、单向阀、储氢容器、主关断阀、压力调节器、压力释放器、管路等。

3.2 正弦扫频试验sinusoidal vibration test

正弦扫频试验是指,在规定的环境条件下,按照预定的方向和固定方式,将试验样品放置在振动试验机上,在预定的时间内按照规定的加速度值在一定频率之间来回扫描。主要用于评定试验样品在正弦扫频振动或者共振情况下的结构强度,可以作为单独的试验,也可以作为系列试验的组成部分。

3.3 随机振动试验random vibration test

随机振动试验是指,在规定的环境条件下,按照预定的方向和固定方式,将试验样品放置在振动试验机上,按照加速度功率谱密度施加振动激励,振动持续预定的时间后,观察样品状态。主要用于评定试验样品在车载运输情况下的结构强度,可以作为单独的试验,也可以作为系列试验的组成部分。

3.4 功率谱密度power spctral density;PSD

随机振动指无法用确定性函数来描述,但具有一定统计规律的振动,通常用功率谱密度来描述随机振动规律,有加速度功率谱密度、速度功率谱密度、位移功率谱密度等,最常用加速度功率谱密度。

加速度功率谱密度函数表示振动过程的均方值在频率域内的分布密度,是振动信号自相关函数的傅里叶变换,反映了振动信号在频域上的能量分布,单位为g^2/Hz或者(m/s^2)^2/Hz。

3.5加速度均方根值root mean square acceleration;RMS

总均方根加速度时加速度功率谱密度曲线下总面积的开方,通过加速度功率谱密度函数能够计算总均方根加速度。此值反映了振动试验中施加给产品的总能量,代表了频段内的加速度有效值,单位为g或者m/s。

4要求

车载氢系统应进行随机振动试验。

车载氢系统在竖直方向有两排或以上储氢瓶时,加速度谱密度及总均方根加速度取值参考附录A给出的数值。

车载氢系统在竖直方向仅有一排储氢瓶时,加速度谱密度及总均方根加速度取值参考附录B给出的数值。

5试验设备

5.1 振动台

振动台应具有足够大的尺寸,足够的水平度(水平度≤10mm),足够的刚度和强度,能够产生单轴向的振动。将振动台放置在一个机械结构上,该结构能保证在振动台振动时保持水平状态,且不会在工作频率内产生共振。

振动台还需要配置模拟安装所用的夹具。

5.2 测试仪器

包括加速度传感器、信号调节器、频谱分析仪、数据显示器、存储器、测量和控制振动台PSD设备,监控样品响应设备等,在整个实验频率范围内,仪器系统的准确度为±5%。

6试验方法

6.1 试验准备

6.1.1 试验前应对氢系统管路进行气密性测试,要求无泄漏。

6.1.2储氢瓶内充注额定工作压力下的氢气。

6.1.3 准备待测样品1~2台,在固定到振动台之前,检查管路系统安装位置及走向,管路是否与其他零部件摩擦接触;检查管路和储氢气瓶是否安装牢固;检查拉带组件、底座组件是否正常;安装压力表检查储氢气瓶内压力是否正常。

6.1.4 利用工装夹具将样品固定到振动台上,检查固定是否可靠;检查样品和夹具是否出现变形。在螺栓、管路接口等处做好标记,方便试验后检查是否有连接松动或错位。

6.2 试验过程

6.2.1记录样品重量,试验场地的温度和湿度。

6.2.2记录储氢气瓶的压力表数值。

6.2.3按表1顺序及时间进行试验,试验顺序应安装Z、Y、X方向,依次进行。振动顺序不按照此规定时,应在试验报告中注明试验顺序。

表1 随机振动试验方法

6.2.4 当试验过程中出现异常时,应当立即停止试验;排除异常之后,不影响继续试验的,可以选择继续进行试验,否则应终止试验。

6.2.5试验结束后,对氢系统管路再次进行气密性测试,要求无泄漏。

6.3 试验报告

试验报告应该包括以下内容:

6.3.1 试验样品的名称、规格、型号、数量等;

6.3.2 配合图片,说明样品的固定方式;

6.3.3 试验设备的参数说明;

6.3.4 试验场所的湿度及温度;储氢气瓶试验前后压力数值;

6.3.5 振动试验的功率谱密度曲线;

6.3.6 配合试验前后图片,记录结果的正常或异常;应详细说明异常情况,并配图记录任何能够帮助正确解释实验结果的现象;

6.3.7 试验结果分析;

6.3.8 试验日期;实验人员;试验单位或部门负责人签字盖章。

附录 A

(资料性附录)

随机振动加速度功率谱密度值

图 A.1 加速度功率谱密度曲线图

附录 B

(资料性附录)

随机振动加速度功率谱密度值

表 B.1 振动加速度功率谱密度值

图 B.1 振动加速度功率谱密度曲线图

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