燃料电池系统振动试验规范 The specification of vibration test for fuel cell system


(征求意见稿)
中国汽车工业协会发布
目次
前言..    .111
1 范围..
2 规范性引用文件..
3 术语和定义
4 试验要求.
4.1 环境要求
4.2 样品要求
4.3 设备及仪器5试验前检查6 随机振动试验方法7 试验后检查
7.1 外观检查
7.2 一般检查
7.3 螺栓扭矩损失量检查8 试验报告...
前言
本文件按照GB/T 20004.1-2016《团体标准化 第1部分:良好行为指南》和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。
本文件由中国汽车动力电池产业创新联盟燃料电池分会提出。本文件由中国汽车工业协会归口。
本文件起草单位:上海重塑能源科技有限公司、上海机动车检测认证技术研究中心有限公司、同济大学、北京新能源汽车技术创新中心有限公司、上海交大、重庆大学汽车工程学院、济南大学、云浮(佛山)氧能标准化创新研发中心、广东探索汽车有限公司。
本文件主要起草人:XXX、XXX、XXX、XXX.
1范围
本文件规定了燃料电池电动汽车用燃料电池系统的随机报动试验规范。本文件适用于车用氢燃料电池系统。
2范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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/T2423.43 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
 GB/T 2423.56 环境试验 第2部分:试验方法 试验Fh:宽带随机振动和导则 GB/T309813紧固件机械性能 螺栓与螺钉的扭矩实验和破坏扭矩 GB/T4208 外壳防等级(IP代码)
 GB/T20042.2质子交换膜燃料电池 电池堆通用技术条件 GB/T24548 燃料电池电动汽车 术语
 GB/T24554 燃料电池发动机性能试验方法
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。
3.1燃料电池 fucl cell
将外部供应的氢燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能、热能和其他反应物的发电装置。
3.2包括燃料电池电堆和燃料电池辅助系统，在外接氧源的条件下可以正常工作。
3.3额定功率 rated power
制造厂规定的燃料电池堆在特定工况条件下能够持续工作的功率。
3.4 -3 dB 带宽 -3 dB bandwidth
在频率响应函数中对应于单一共振峰值最大响应0.707倍的两点之间的频率宽度。
3.5 g acoeleration of gravity
由于地球引力引起的标准加速度，它会随海拔高度和地理纬度变化。本部分中g圆整为10m/S。
3.6加速度谱密度acceleration spectral density
当在带宽趋于零和平均时间趋于无穷的极限状态下，各单位带宽上通过中心频率窄带滤波器的加速度信号方均值。
3.7加速度谱密度示值indicated acceleration spectral density受仪器误差、随机误差和偏差影响的分析仪示值。
3.8控制加速度谐密度control aceleration spectral density在参考点上测量到的加速度谱密度。
3.9控制系统回路control system loop包括下列操作;
一参考点上模拟随机信号的数字化;
-产生更新后的模拟随机信号给振动系统功率放大器。
3.10检测点checkpoint
位于夹具、报动台或样品上的用于信号检测的点，应尽可能靠近某个固定点并与之刚性连接。注1:应有足够多的检测点以满足试验要求。
注2:若固定点少于或等于4个，则全部作为检测点，否则，按照有关规范中规定取4个有代表性的固定点作为检测点。
注3:在特殊情况下，例如大型或辅助样品，若检测点无法靠近固定点，则有关规范应有规定。
注4:当许多小样品安装在同一个夹具上或一个小样品上有若干个固定点时，可以选择单个检测点(参考点》来获取控制信号。此信号与夹具有关面不与样品的固定点有关。此时夹具的最低共振频率远高于试验频率的上限。
3.11多点平均控制 multipoint control, averaging
由多个检测点的加速度谱密度经算术平均形成的控制加速度谱密度。
2除非在某些具体试验项目中另有说明，试验工作在环境温度59C-40C、湿度为15%-90%环境下进行。
4.2 样品要求
燃料电池系统结构件外观应无破损、断裂和脱落情况，记录实际拧紧螺栓的扭矩值;燃料电池系统应完成下线测试合格后方能进行振动试验。
4.3 设备及仪器
4.3.1 设备要求

 a)振动台应能满足振动试验所需求的频率范围、加速度范围、速度范围、位移范围等条件: b)
 c) 振动台应保持水平;
 d频应大产品自身及夹的共频率，且不会在工作频率内产生共报; e)振动台还需要配置相关的夹具，保证燃料电池系统能够稳定、可靠固定在振动台上。
4.3.2 仪器要求
测试所需仪器主要包括加速度传感器、信号调节器、、数据显示器、和控制振动台PSD设备，在整
表1 试验仪器清单及精度要求
测量仪器    计量单位
精度
温度计    ℃    2℃
湿度计/湿度传感器    %    15% RH
扭矩扳手     Nm    5%
加迷度传感器     pCim/s)、 mv/(m/s)    45%
5 试验前检查
将燃料电池系统依照生产商生产工艺组装好，组装时连接螺栓或螺钉应只承受扭力并记录好示值。
表2 预检项目表
检查顺序    检查项目    检查内容
1    气密性检测    冷都路、空气路、氧窜空气路以及氧、空、冷却三路互窜气密检测。
2    零部件检查    压力传感器、温度传感器，循环泵、水泵、电磁阀等零部件功能及外观检查。
3    绝缘电阻检测    外壳框体与阴极、阳极接线柱绝缘电阻检测，
4    热机试验    参阳GB/T24554-2009中7.2节热机方法进行。
5    稳态特性试验
6    额定功率试验    参照GB/T245542009中74节额定功率试验进行并记录试验数据。
动态响应试验    参照GB/T24554-2009中76节动态响应试验进行并记录试验数据。
8    吹扫    接产品技术要求用情性气体将鼠腔、空腔，水腔进行吹扫。。    6随机振动试验方法    参照试验对象在车辆的安装位置和GB/T2423.43的要求，将试验对象安装在振动台上。控制点放在    台面或按试验要求点放置，形成控制系统回路。    如单点控制，则从一个检测点获得:如多点控制，则从多个检测点获得。    加速度谱密度示值容差应控制在土3dB，截止容差控制在土5dB.    振动试验在三个轴向上进行，试验从Z轴开始,然后是Y轴，最后是X轴。试验过程参照GB/T 2423.56,    每个辅向的试验时间是21h。    试验参照表3，表4、表5和图1进行。    
表3Vertical(Z)功率谱密度    
類率(Hz)    PSD(gVHz)    
5    0.05    
10    06    
20    0.06    
200    0.0008    
RMS    144g    
表4Longitudinal(Y)功率谱密度    
频率(Hz)    PSD(ghHz)    
$    004    
20    0.04    
200    00008    
RMS    1.23g    
表5Longitudinal(X)功率谱密度    
類率(Hz)    PSD(gHz)    
$    00125    
10    0.03    
20    0.03    
200    00025    
RMS    0.96g

气体设备    www.bodecheng.com:
01

 T/CAAMTB XX-xxxx

10
 m
说明:1-频率(Hz)    !-Z轴
 Y-功本谱密度(/z)    2-Y辆
3-X轴
图!燃料电池系统振动试验功率谱密度曲线
7 试验后检查
7.1 外观检查
振动试验后应将样品在实验室标准环境下静置2h，燃料电池系统外观应无破损、断裂和脱落情况，如有断裂、破损和脱落情况则视为不合格，相应零部件需要进行整改并验证。
7.2 一般检查
按照表6顺序进行。
表6试验后检查项目
检查顺序    检查项目    检查内容
气密性检测
1    冷却路、空气路、复帘空气路以及复、空、冷却三路互窜气密检测。
2    零部件检查    压力传感器、温度传感器，循环泵、水泵、电磁阀等零部件功能及外观检查。
3
绝缘电阻检测    外壳框体与阴极、阳极接线柱绝续电阻检测。
4    热机试验     HGB/T 24554-2009中72节热机方法进行。
5    稳志特性试验
6    额定功率试验
7    参照GB/T24554-2009中7.6节动态响应试验进行并记录试验数据。
动态响应试验
8
吹扫    按产品要求用惰性气体将氯腔、空腔、水腔进行吹扫。
注:振动试验前后，运行试验数据损失5%即为失效。
7.3 螺栓扭矩损失量检查
依照4.2样品准备时记录的扭力示值，试验后将扭矩扳手示值调节至试验前示值减去损失量定义值，然后用拧紧方式检查螺栓是否能维续拧紧。损失量检查按照表7进行。
表7 扭矩损失量测量
螺栓连接类型    损失量示值百分比
硬性连接     S20%
硬性与弹性连接    25%
弹性与弹性连接    $30%
注:如试验前扭矩扳手示值是10Nm，损失量示值百分比是20%，试验后螺栓扭矩损失量检查时，扭力扳手应调节至8N.m.
8 试验报告
依照试验条件，试验结束后给出试验报告，试验报告内容包括但不仅限于: a)试验项目名称、样品详细信息名称，编号，型号，尺寸，重量等; b) 试验时间、地点、试验设备信息:
 c) 试验前后样件状态照片:
0    每个轴向试验状态照片:
每个轴向试验数据曲线以及试验周期时间:试验结果记录