Tiêu chuẩn TCVN 12508:2025 Phương tiện giao thông chạy pin nhiên liệu - Đo tiêu thụ năng lượng - Xe chạy bằng nhiên liệu hydro nén

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12508:2025

ISO 23828:2022

PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ CHẠY PIN NHIÊN LIỆU - ĐO TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG - XE CHẠY BẰNG NHIÊN LIỆU HYDRO NÉN

Fuel cell road vehicles - Energy consumption measurement - Vehicles fuelled with compressed hydrogen

 

Lời nói đầu

TCVN 12508:2025 thay thế TCVN 12508:2018.

TCVN 12508:2025 hoàn toàn tương đương với ISO 23828:2022.

TCVN 12508:2025 do Tiểu ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 22/SC 37 Xe điện biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

 

PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ CHẠY PIN NHIÊN LIỆU - ĐO TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG - XE CHẠY BẰNG NHIÊN LIỆU HYDRO NÉN

Fuel cell road vehicles - Energy consumption measurement - Vehicles fuelled with compressed hydrogen

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định quy trình đo mức tiêu thụ năng lượng và quãng đường của ô tô con và xe tải hạng nhẹ chạy bằng pin nhiên liệu hydro nén.

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 9053 (ISO 8713), Phương tiện giao thông đường bộ chạy điện - Từ vựng.

ISO 10521 (all parts), Road vehicles - Road load (Phương tiện giao thông đường bộ - Tải trọng đường bộ).

ISO 14687, Hydrogen fuel quality - Product specification (Chất lượng nhiên liệu hydro - Yêu cầu kỹ thuật sản phẩm).

3 Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong TCVN 9053 (ISO/TR 8713) và các thuật ngữ và định nghĩa sau.

3.1

Chu trình thử thích hợp (applicable driving test)

ADT

Chu trình thử xe riêng biệt được quy định cho các khu vực tương ứng.

CHÚ THÍCH 1: Ví dụ, chu trình thử trên băng thử động lực dạng khung (sau đây gọi chung là ‘băng thử xe’) cho khu vực tương ứng là chu trình thử xe hạng nhẹ hài hòa thế giới (WLTC) hoặc lịch trình thử trên băng thử xe trong đô thị (UDDS)

3.2

Cân bằng sạc của RESS (Charge balance of RESS)

Sự thay đổi điện tích trong hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại (RESS) (3.13) trong chu trình thử thích hợp (ADT) (3.1).

CHÚ THÍCH 1: Thường được tính bằng ampe giờ (Ah).

3.3

Trạng thái cạn kiệt điện tích (charge-depleting State)

Trạng thái CD

Chế độ vận hành của HEV trong đó phương tiện hoạt động bằng cách tiêu thụ điện năng dự trữ trong hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại (RESS) (3.13) từ nguồn điện bên ngoài hoặc cùng với năng lượng nhiên liệu một cách đồng thời hoặc tuần tự cho đến trạng thái CS (3.4).

3.4

Trạng thái duy trì điện tích (charge-sustaining State)

Trạng thái CS

Chế độ vận hành trong đó HEV hoạt động bằng cách tiêu thụ năng lượng nhiên liệu trong khi duy trì điện năng của hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại (RESS) (3.13).

3.5

Sự cân bằng năng lượng của RESS (Energy balance of RESS)

∆E _RESS

Sự thay đổi trạng thái năng lượng của hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại (RESS) (3.13) trong quá trình áp dụng chu trình thử thích hợp (3.1).

CHÚ THÍCH 1: Thường được tính bằng đơn vị Oát giờ (Wh).

CHÚ THÍCH 2: Trong thực tế, cân bằng năng lượng của RESS được tính xấp xỉ bằng cách nhân cân bằng điện tích của RESS (3.2) tính bằng đơn vị Am pe giờ (Ah) với điện áp định mức tính bằng đơn vị Vôn (V).

3.6

FCHEV sạc bên ngoài (externally chargeable FCHEV)

Xe điện hybrid chạy pin nhiên liệu có thể sạc bên ngoài

Xe điện hybrid chạy pin nhiên liệu (FCHEV) (3.7) với hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại (RESS) (3.13) được thiết kế để sạc từ nguồn điện năng bên ngoài

CHÚ THÍCH 1: Không bao gồm sạc bên ngoài để thuần hóa RESS.

3.7

Xe hybrid điện chạy pin nhiên liệu (Fuel cell hybrid electric vehicle)

FCHEV

Xe chạy bằng điện có hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại (RESS) (3.13) và hệ thống pin nhiên liệu làm nguồn năng lượng cho động cơ xe.

3.8

Xe chạy pin nhiên liệu (fuel cell vehicle)

FCV

Xe chạy bằng điện với hệ thống pin nhiên liệu làm nguồn năng lượng cho động cơ xe.

CHÚ THÍCH 1: FCV cũng có thể có hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại (RESS) (3.13) hoặc nguồn năng lượng khác cho động cơ xe.

3.9

Trạng thái sạc của hydro (State of charge of hydrogen)

Tỷ số về tỷ trọng (hoặc khối lượng) của hydro trong bình chứa hydro gốc giữa trạng thái của bình chứa hydro gốc và dung tích ở áp suất làm việc danh nghĩa (NWP) (3.11) khi hệ thống được cân bằng ở 15 °C.

CHÚ THÍCH 1: Trạng thái sạc của hydro được biểu thị bằng phần trăm và được tính toán dựa trên tỷ trọng khí theo công thức dưới đây.

CHÚ THÍCH 2: Độ chính xác của công thức NIST đã được định lượng trong khoảng 0,01% từ 255 K đến 1 000 K với áp suất tới 120 MPa.

CHÚ THÍCH 3: (%) có thể được tính như sau:

Trong đó:

ρ ₁ là tỷ trọng của hydro trong các điều kiện khí cụ thể

ρ ₂ là tỷ trọng của hydro ở áp suất làm việc danh nghĩa ở nhiệt độ khí 15 °C

Các tỷ trọng của H ₂ ở hai áp suất làm việc danh nghĩa chủ yếu là:

- tỷ trọng của H ₂ ở 35 MPa và 15 °C = 24,0 g/l,

- tỷ trọng của H ₂ ở 70 MPa và 15 °C = 40,2 g/l.

CHÚ THÍCH 4: Hàm p ₁ cho hydro có sẵn tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) tại https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/113/6/V113.N06.A05.pdf.

[NGUỒN: ISO 19880-1:2020, 3.78, đã sửa đổi thuật ngữ ban đầu là "trạng thái tích điện" và "hệ thống lưu trữ hydro nén (CHSS)" đã được thay thế bằng "bình chứa hydro gốc".]

3.10

FCHEV không sạc từ bên ngoài (non-externally chargeable FCHEV)

Xe điện hybrid chạy pin nhiên liệu không sạc từ bên ngoài

Xe điện hybrid chạy pin nhiên liệu (FCHEV) (3.7) có hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại (RESS) (3.13) không được thiết kế để sạc từ nguồn điện năng bên ngoài.

3.11

Áp suất làm việc danh nghĩa (nominal working pressure)

NWP

Áp suất bình chứa, theo quy định của nhà sản xuất bình chứa, ở nhiệt độ khí đồng đều ở 15 °C và hàm lượng khí đầy đủ.

3.12

Dung tích danh định (rated capacity)

Thông số kỹ thuật của nhà cung cấp về tổng số am-pe giờ có thể rút ra khỏi bộ ắc quy hoặc hệ thống ắc quy đã được sạc đầy đối với tập hợp các điều kiện thử nghiệm quy định như tốc độ phóng điện, nhiệt độ và điện áp cắt phóng điện.

3.13

Hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại (rechargeable energy storage system)

RESS

Hệ thống có thể sạc lại dự trữ năng lượng để cung cấp điện năng cho động cơ điện.

VÍ DỤ Pin hoặc tụ điện

3.14

Phanh tái sinh (regenerative braking)

Phanh có sự chuyển đổi động năng thành điện năng để sạc hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại (RESS) (3.13).

3.15

Trạng thái sạc (state of charge)

SOC

Dung lượng có sẵn của hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại (RESS) (3.13) hoặc hệ thống con RESS được biểu thị bằng phần trăm của dung tích danh định (3.12).

4 Ký hiệu và thuật ngữ viết tắt

5 Độ chính xác phép đo Hydro

Thiết bị đo hydro phải đảm bảo độ chính xác ± 1 % đối với tổng khối lượng hydro tiêu thụ trong ADT, trừ khi có quy định khác trong tiêu chuẩn ADT cho các khu vực tương ứng.

6 Đo mức tiêu thụ hydro

6.1 Quy định chung

Mức tiêu thụ hydro phải được đo bằng một trong các phương pháp sau:

- Phương pháp áp suất (xem Phụ lục A);

- Phương pháp trọng lượng (xem Phụ lục B);

- Phương pháp lưu lượng (xem Phụ lục C).

CHÚ THÍCH Có thể sử dụng phương pháp dòng điện (xem Phụ lục D).

6.2 Phương pháp áp suất

Mức tiêu thụ hydro được xác định bằng cách đo áp suất và nhiệt độ của khí trong bình chứa hydro trước và sau khi thử nghiệm. Để thử nghiệm, phải sử dụng bình chứa có thể tích bên trong đã biết và cho phép đo áp suất và nhiệt độ. Phương pháp áp suất phải được thực hiện theo Phụ lục A.

6.3 Phương pháp trọng lượng

Mức tiêu thụ hydro được tính bằng cách đo khối lượng của bình chứa hydro trước và sau khi thử nghiệm. Phương pháp đo trọng lượng phải được thực hiện theo Phụ lục B.

6.4 Phương pháp lưu lượng

Lượng hydro cung cấp cho xe được đo bằng lưu lượng kế. Phương pháp lưu lượng phải được thực hiện theo Phụ lục C.

7 Thử nghiệm mức tiêu thụ nhiên liệu

7.1 Điều kiện thử nghiệm

7.1.1 Quy định chung

Đối với các điều kiện thử nghiệm, áp dụng những điều sau đây, trừ khi có quy định khác trong tiêu chuẩn ADT cho các khu vực tương ứng.

7.1.2 Nhiệt độ môi trường

Các thử nghiệm phải được tiến hành ở nhiệt độ môi trường xung quanh (25 ± 5) °C.

7.1.3 Điều kiện xe

7.1.3.1 Thuần hóa xe

Ngay trước khi thử nghiệm, xe thử nghiệm phải được thuần hóa; điều này bao gồm việc tích lũy quãng đường xe chạy phù hợp với quãng đường do nhà sản xuất xác định, trừ khi có quy định khác trong tiêu chuẩn ADT cho các khu vực tương ứng.

7.1.3.2 Phụ kiện của xe

Xe phải được thử nghiệm với các phụ kiện thông thường (gương, cản, ...). Khi xe ở trên băng thử xe, một số bộ phận nhất định (ví dụ như nắp trục bánh xe) phải được tháo ra vì lý do an toàn, khi cần thiết.

7.1.3.3 Khối lượng xe thử nghiệm

Khối lượng thử nghiệm của xe phải được lựa chọn phù hợp với các tiêu chuẩn ADT cho các khu vực tương ứng.

7.1.3.4 Lốp xe

7.1.3.4.1 Quy định chung

Phải sử dụng loại lốp được đúng loại theo quy định của nhà sản xuất xe.

7.1.3.4.2 Áp suất lốp

Lốp xe phải được bơm căng tới áp suất do nhà sản xuất xe quy định phù hợp với phép thử đã chọn (đường thử hoặc trên băng thử xe).

7.1.3.4.3 Thuần hóa lốp

Lốp xe phải được thuần hóa theo quy định của nhà sản xuất xe.

7.1.3.5 Chất bôi trơn

Phải sử dụng chất bôi trơn cho xe do nhà sản xuất quy định.

7.1.3.6 Chuyển số

Nếu xe được lắp hộp số chuyển số bằng tay thì các vị trí chuyển số phải được lựa chọn và xác định theo quy định kỹ thuật của nhà sản xuất xe.

CHÚ THÍCH: Các vị trí dịch chuyển có thể tham khảo phương pháp ADT cho các khu vực tương ứng.

7.1.3.7 Phanh tái sinh

Nếu xe có phanh tái sinh thì hệ thống phanh tái sinh phải được kích hoạt cho tất cả các phép thử dùng băng thử xe điều đó được quy định trong 7.1.4.4 các điều kiện băng thử xe.

Nếu xe được thử nghiệm trên băng thử xe một trục và được trang bị các hệ thống như hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) hoặc hệ thống kiểm soát lực kéo (TCS), thì các hệ thống đó có thể vô tình thể hiện sự không chuyển động của bộ bánh xe bị tắt, băng thử xe như một hệ thống bị trục trặc. Nếu vậy, các hệ thống này phải tạm thời bị vô hiệu hóa đề điều chỉnh nhằm đạt được hoạt động bình thường của các hệ thống còn lại trên xe, bao gồm cả hệ thống phanh tái sinh.

7.1.3.8 Điều kiện của RESS

RESS phải đáp ứng điều kiện theo xe như quy định trong 7.1.3.1 hoặc bằng các điều kiện tương đương.

7.1.3.9 Thử nghiệm nhiên liệu

Phải áp dụng ISO 14687 hoặc tiêu chuẩn vùng lãnh thổ tương đương cho nhiên liệu thử nghiệm.

7.1.4 Điều kiện đối với băng thử xe

7.1.4.1 Quy định chung

Xe phải được thử nghiệm trên băng thử xe một trục. Xe dẫn động bốn bánh phải được thử bằng cách thay đổi hệ dẫn động của xe. Khi xe được sửa đổi, các chi tiết phải được giải thích trong báo cáo thử nghiệm.

Việc thử nghiệm trên băng thử xe trục đôi cần được thực hiện nếu việc sửa đổi thử nghiệm trên băng thử xe trục đơn là không thể thực hiện được đối với một xe bốn bánh chủ động cụ thể.

7.1.4.2 Hiệu chuẩn băng thử xe

Băng thử xe phải được hiệu chuẩn phù hợp với các thông số kỹ thuật được chỉ ra trong sổ tay bảo trì do nhà sản xuất băng thử xe cung cấp.

7.1.4.3 Khởi động băng thử xe

Băng thử xe phải được khởi động đủ trước khi thử nghiệm.

7.1.4.4 Xác định hệ số tải trên băng thử xe

Việc xác định tải trên đường của xe và sự tái tạo trên băng thử xe phải phù hợp với bộ ISO 10521. Xe được trang bị hệ thống phanh tái sinh được kích hoạt ít nhất một phần khi không nhấn bàn đạp phanh phải tắt chức năng phanh tái sinh trong phần thử giảm tốc theo đà của xe, trên cả đường thử và băng thử xe.

7.2 Dụng cụ thử nghiệm

Dụng cụ thử nghiệm phải có độ chính xác như trong Bảng 1, trừ khi có quy định khác theo các tiêu chuẩn ADT cho các khu vực tương ứng.

Bảng 1 - Độ chính xác của giá trị đo được

Để đo dòng điện một chiều mà không có cảm biến điện áp trực tiếp, cần sử dụng đồng hồ đo ampe giờ băng rộng hoặc đồng hồ đo băng rộng.

Máy đo băng rộng (máy phân tích nguồn) là một thiết bị xử lý công suất và năng lượng trong các bộ điện tử nguồn xung thông qua đầu vào dòng điện và điện áp. Băng thông của thiết bị này phải cao gấp ít nhất mười lần tần số chuyển mạch của bộ điện tử nguồn xung và thời gian cập nhật của các đầu ra của nó phải là 0,05 s hoặc ít hơn để đảm bảo độ phân giải thời gian đủ cao.

Đầu dò điện áp và cảm biến dòng điện phải được lắp đặt sao cho có thể đo điện áp tại các cực RESS và FC, cũng như tất cả dòng điện đi vào RESS và ra khỏi FC.

Bộ điều khiển điện tử (ECU) có thể được sử dụng thay thế nếu độ chính xác của dữ liệu ECU đáp ứng độ chính xác tương ứng trong Bảng 1.

CHÚ THÍCH: Nếu ECU của xe thử nghiệm không đủ độ chính xác thì độ chính xác của dữ liệu thu được thông qua ECU sẽ được thể hiện trên bảng dữ liệu. Độ chính xác của mức tiêu thụ năng lượng cụ thể và phạm vi có thể được ước tính và chúng cũng sẽ được thể hiện trên bảng dữ liệu.

7.3 Sạc RESS của FCHEV có thể sạc bên ngoài

7.3.1 Áp dụng cho sạc thông thường

7.3.1.1 Quy trình sạc thông thường

Việc sạc RESS phải được thực hiện ở nhiệt độ môi trường xung quanh là (25 ± 5) °C. Quy trình sạc thông thường phải phù hợp với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất xe để vận hành bình thường.

Đối với quy trình sạc thông thường, tất cả các loại sạc đặc biệt sẽ bị loại trừ, ví dụ như sạc dịch vụ RESS.

7.3.1.2 Tiêu chí kết thúc sạc

Tiêu chí kết thúc sạc phải tương ứng với thời gian sạc là 12 giờ trừ khi thiết bị tiêu chuẩn đưa ra chỉ báo rõ ràng cho người lái xe rằng RESS chưa được sạc đầy. Trong trường hợp này, thời gian sạc tối đa phải phù hợp với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất. Sau khi sạc, xe không được nối dẫn điện với nguồn điện bên ngoài, trừ khi có chỉ dẫn khác của nhà sản xuất.

7.3.1.3 Trạng thái RESS sạc đầy

RESS được sạc đầy khi được sạc theo quy trình sạc thông thường (xem 7.3.1.1) và tiêu chí kết thúc sạc (xem 7.3.1.2).

7.3.2 Sạc RESS và đo điện năng

Xe phải được kết nối lại về mặt vật lý với nguồn điện bên ngoài trong vòng 2 h sau khi hoàn thành trình tự thử nghiệm thích hợp trừ khi có quy định khác cho các khu vực tương ứng.

RESS sau đó phải được sạc đầy theo quy trình sạc thông thường (xem 7.3.1.1).

Lượng điện năng, E, tính bằng Wh, được cung cấp từ nguồn điện bên ngoài, cũng như khoảng thời gian sạc, cần phải được đo. Thiết bị đo điện năng phải được đặt giữa nguồn điện bên ngoài và ổ cắm điện của xe.

7.4 Thử nghiệm đo tiêu thụ hydro

7.4.1 Quy định chung

Tùy thuộc vào các khu vực, phương pháp thích hợp sẽ được tuân theo tiêu chuẩn ADT cho các khu vực tương ứng. Chi tiết và phương pháp chung cho từng chế độ thử nghiệm được mô tả dưới đây.

7.4.2 Thuần hóa sơ bộ của xe

Có thể có các tiêu chuẩn ADT cho các khu vực tương ứng nêu rõ phương pháp thuần hóa sơ bộ xe, nếu cần.

Trong trường hợp FCHEV không thể sạc từ bên ngoài, RESS soc có thể được điều chỉnh trước bằng cách sạc hoặc xả, để đạt được chênh lệch năng lượng thích hợp trong RESS giữa lúc bắt đầu và khi kết thúc thử nghiệm.

7.4.3 Ngâm xe

Xe phải được ngâm theo tiêu chuẩn ADT cho các khu vực tương ứng.

Trong trường hợp FCHEV có thể sạc từ bên ngoài, RESS được sạc đầy. Quy trình sạc thông thường phải phù hợp với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất xe để vận hành bình thường. Quá trình ngâm cần được tiếp tục cho đến khi hoàn thành cả hai tiêu chuẩn ADT cho các khu vực tương ứng và sạc đầy RESS.

7.4.4 Di chuyển xe vào phòng thử

Khi xe được đưa vào phòng thử và di chuyển trong quá trình thử nếu cần thiết thì xe phải được đẩy hoặc kéo (không được dẫn động cũng như không được sạc lại năng lượng tái tạo). Xe thử nghiệm phải được đặt trên băng thử sau khi băng thử đã được làm ấm ngay trước khi thử. Xe không được kích hoạt trong quá trình ngâm cho đến ngay trước khi bắt đầu thử nghiệm.

7.5 Đo lường và tính toán trong toàn bộ chu trình thử thích hợp

7.5.1 Trạng thái CD

Phương pháp đo mức tiêu thụ năng lượng ở trạng thái CD đối với FCHEV có thể sạc bên ngoài được quy định trong Phụ lục I và được mô tả tùy chọn trong Phụ lục K. Phụ lục K được áp dụng để ước tính mức đóng góp điện và hydro cho quãng đường chạy xe.

7.5.2 Trạng thái CS

Để đo mức tiêu thụ hydro ở trạng thái CS cho cả FCHEV được sạc từ bên ngoài và FCHEV không được sạc từ bên ngoài, xe thử nghiệm phải được dẫn động trên băng thử theo tiêu chuẩn ADT cho các khu vực tương ứng. Mức tiêu thụ hydro phải được đo bằng một trong các phương pháp được mô tả trong Phụ lục A, B hoặc C hoặc bằng phương pháp thay thế có độ chính xác tương đương.

Mức tiêu thụ hydro trên một đơn vị quãng đường chạy được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

CHÚ THÍCH: Ở trạng thái tiêu chuẩn (273,15 K, 101,325 kPa), thể tích mol khí lý tưởng là V _m = 22,413968 (20) x 10 ^-3 m ³ /mol (=l/mol). Xem ISO 80000-9:2019.

7.6 Hiệu chỉnh kết quả thử nghiệm đối với FCHEV

7.6.1 Quy định chung

Mức tiêu thụ hydro đo được phải được hiệu chỉnh nếu các kết quả thử nghiệm này bị ảnh hưởng bởi sự cân bằng năng lượng RESS trong quá trình thử nghiệm. Tuy nhiên, việc hiệu chỉnh là không cần thiết nếu cân bằng năng lượng RESS thỏa mãn các điều kiện trong 7.6.2.

7.6.2 Phạm vi cân bằng năng lượng RESS cho phép

Việc hiệu chỉnh các kết quả thử nghiệm là không cần thiết đối với phạm vi cân bằng năng lượng RESS sau đây:

Trong đó:

∆E _RESS   độ biến thiên năng lượng của RESS so với ADT, tính bằng Wh

E _CH2   năng lượng của hydro tiêu thụ trên ADT, tính bằng Wh.

∆Eress được tính toán theo Phụ lục G.

7.6.3 Phương pháp hiệu chỉnh bằng hệ số hiệu chỉnh

Nhà sản xuất xe phải cung cấp hệ số hiệu chỉnh để tính mức tiêu thụ nhiên liệu ở ∆E _RESS = 0. Hệ số hiệu chỉnh phải đạt được theo Phụ lục H. Khi giá trị đo được độc lập với ∆E _RESS thì không cần hiệu chỉnh.

8 Tính toán quãng đường chạy xe

8.1 FCHEV không sạc từ bên ngoài

Phạm vi lái xe của FCHEV không sạc từ bên ngoài được tính bằng Công thức (3):

Trong đó:

L _NEXC quãng đường chạy xe của FCHEV không sạc từ bên ngoài, tính bằng km

C _H2 mức tiêu thụ hydro ở trạng thái CS, tính bằng g/km, mô tả trong 7.5.2

M lượng hydro có thể sử dụng của FCV, tính bằng kg, quy định tại Phụ lục I.

8.2 FCHEV sạc từ bên ngoài

Quãng đường chạy xe của FCHEV có thể sạc bên ngoài được tinh bằng km, là tổng quãng đường chạy xe ở trạng thái CD và ở trạng thái CS theo Công thức (4).

Trong đó:

L _EXC quãng đường chạy xe của FCHEV không sạc từ bên ngoài, tính bằng km

L _CD quãng đường chạy xe ở trạng thái CD, tính bằng km

L _CS quãng đường chạy xe ở trạng thái CS, tính bằng km

Quãng đường đi được ở trạng thái CD (L _CD ) phải được đo theo Phụ lục J.

Quãng đường đi được ở trạng thái CS được tính bằng Công thức (5):

Trong đó:

L _CS quãng đường chạy xe ở trạng thái CS, tính bằng km

C _H2 mức tiêu thụ hydro ở trạng thái CS, tính bằng g/km

M lượng hydro có thể sử dụng FCV, tính bằng kg

W _CD lượng hydro tiêu thụ ở trạng thái CD, tính bằng g, mô tả trong Phụ lục J.

Phụ lục L được áp dụng nếu quãng đường chạy xe được ước tính bằng cách sử dụng bình chứa hydro trên xe.

9 Tính toán sự đóng góp của điện và hydro đối với quãng đường chạy xe

Phụ lục K có thể được sử dụng để tính toán lượng điện và hydro đóng góp cho quãng đường chạy của FCHEV có thể sạc từ bên ngoài.

10 Trình bày kết quả

Quy định vùng lãnh thổ có thể quy định các yêu cầu liên quan đến cách ghi lại kết quả kiểm tra. Xem Phụ lục F để biết ví dụ.

Phương pháp thử nghiệm mức tiêu thụ hydro, mức tiêu thụ năng lượng RESS và phạm vi lái xe đối với FCV sạc từ bên ngoài hoặc không sạc từ bên ngoài được liệt kê trong Bảng 2.

Các kết quả liệt kê trong Bảng 2 thu được từ phép đo trạng thái CD và trạng thái CS.

Bảng 2 - Tóm tắt phương pháp thử nghiệm mức tiêu thụ hydro, mức tiêu thụ năng lượng RESS và quãng đường chạy xe

 

Phụ lục A

(Quy định)

Phương pháp áp suất

Một ví dụ về thiết bị đo được thể hiện trên Hình A.1. Một bình chứa bên ngoài bổ sung được sử dụng để đo mức tiêu thụ hydro. Ví dụ về thông số kỹ thuật của bình chứa được nêu trong Bảng A.1. Bình chứa bên ngoài bổ sung phải được nối với xe.

Để thuần hóa sơ bộ, phải sử dụng bình chứa lắp đặt ban đầu hoặc nguồn hydro bên ngoài như thể hiện trên Hình A.1.

Áp suất sạc nhiên liệu của bình chứa bên ngoài bổ sung phải được điều chỉnh theo giá trị khuyến nghị của nhà sản xuất.

Các mục sau đây được đưa ra như là yêu cầu đối với bình chứa bên ngoài bổ sung. Phải biết thể tích bên trong của bình chứa và các phụ kiện (ví dụ như đường dẫn hydro) phía trước bộ điều áp.

Phải có sẵn thiết bị đo áp suất khí bên trong và nhiệt độ khí. Sự thay đổi thể tích của bình chứa bên ngoài bổ sung trong quá trình thử nghiệm phải đủ nhỏ để không ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm.

CHÚ THÍCH: Nếu không thể đo nhiệt độ khí một cách trực tiếp thì có thể sử dụng phương pháp thay thế, ví dụ: như mô tả trong Phụ lục E.

CHÚ DẪN

Hình A.1 - Ví dụ về thiết bị đo

Bảng A.1 - Ví dụ về bình chứa bên ngoài bổ sung

Phương pháp đo được mô tả dưới đây.

a) Khi bắt đầu quá trình đo, phải đo áp suất khí và nhiệt độ khí của bình chứa bên ngoài bổ sung.

b) Khi kết thúc quá trình đo, phải đo áp suất khí và nhiệt độ khí của bình chứa bên ngoài bổ sung.

c) Lượng hydro tiêu thụ theo khối lượng, w, tính bằng g, được tính bằng áp suất và nhiệt độ khí đo được trước và sau khi thử theo công thức sau:

Trong đó:

Khi sử dụng đường cấp hydro riêng biệt bổ sung cho đường cung cấp hydro cho phương pháp áp suất, áp suất cung cấp khí ở cả hai đường cấp phải được duy trì bằng nhau sao cho không có khí đầu vào hoặc đầu ra khi chuyển đổi đường ống.

 

Phụ lục B

(Quy định)

Phương pháp trọng lượng

Một ví dụ về thiết bị đo được thể hiện trên Hình B.1. Một bình chứa bên ngoài bổ sung được sử dụng để đo mức tiêu thụ hydro. Bình chứa bên ngoài bổ sung phải được nối với xe.

Để thuần hóa sơ bộ, phải sử dụng bình chứa gốc được lắp đặt hoặc nguồn hydro bên ngoài như thể hiện trên Hình B.1.

Áp suất tiếp nhiên liệu phải được điều chỉnh theo giá trị khuyến nghị của nhà sản xuất.

Vì việc đo chênh lệch khối lượng nhỏ là cần thiết, nó có thể bị ảnh hưởng bởi độ rung, đối lưu và nhiệt độ môi trường. Phải trang bị một thiết bị thích hợp để giảm tác động của các yếu tố này, chẳng hạn như bàn giảm chấn, tấm chắn gió, v.v..

Khối lượng của bình chứa bên ngoài bổ sung phải được giảm thiểu đến mức có thể vì khối lượng hydro cần đo là nhỏ so với khối lượng của bình chứa.

CHÚ DẪN

Hình B.1 - Ví dụ về thiết bị đo

Phương pháp thử nghiệm được mô tả dưới đây.

a) Đo khối lượng của bình chứa bên ngoài bổ sung trước khi khởi động ADT.

b) Kết nối bình chứa bên ngoài bổ sung. Áp suất của điểm nối phải được điều chỉnh sao cho lượng hydro tiêu thụ trong quá trình ADT được cung cấp từ bình chứa bổ sung bên ngoài, cần tránh chênh lệch áp suất giữa các đường nhiên liệu ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo.

c) Tiến hành thử bằng cách sạc nhiên liệu từ thùng ngoài bổ sung.

d) Tháo bình chứa bên ngoài bổ sung ra khỏi đường dây và đo khối lượng sau khi thử.

e) Tính lượng hydro tiêu thụ theo khối lượng, w, tinh bằng g, từ khối lượng đo được trước và sau phép thử, sử dụng công thức sau:

g ₁ khối lượng của thùng, tính bằng g, tại thời điểm bắt đầu thử nghiêm

g ₂ khối lượng của thùng, tính bằng g, tại thời điểm kết thúc thử nghiệm

f) Sự thay đổi trọng lượng của hydro trong đường phụ trợ giữa vị trí 2 và 4 trong Hình B.1 (Ag) do thay đổi nhiệt độ và áp suất có thể được xem xét.

Phương pháp điều chỉnh lượng hydro trong đường dây cung cấp hydro bên ngoài như sau:

Trong đó:

CHÚ THÍCH: Hệ số nén Z được cho trong Tài liệu tham khảo [5] và [6].

 

Phụ lục C

(Quy định)

Phương pháp lưu lượng

Một ví dụ về thiết bị đo được thể hiện trên Hình C.1.

Phải lắp đặt lưu lượng kế để đo lượng hydro cung cấp cho hệ thống pin nhiên liệu trong quá trình thử nghiệm.

CHÚ THÍCH 1: Có thể hiệu chuẩn lưu lượng kế bằng hydro. Cải thiện độ chính xác được báo cáo. Xem thông tin chi tiết tại Tài liệu tham khảo [Z],

CHÚ THÍCH 2: Độ chính xác của lưu lượng kế bị ảnh hưởng bởi sự dao động trong đường ống nhiên liệu trong một số trường hợp. Sẽ hiệu quả hơn nếu lắp đặt một thiết bị để giảm xung giữa lưu lượng kế và đường nhiên liệu của xe. Xem thông tin chi tiết trong Tài liệu tham khảo [Z].

CHÚ DẪN

1 cung cấp hydro từ bên ngoài

2 lưu lượng kế

3 bình chứa nhiên liệu

4 hệ thống pin nhiên liệu

5 bộ truyền động điện

Hình C.1 - Ví dụ về thiết bị đo

Lượng hydro tiêu thụ theo khối lượng, w, biểu thị bằng g, phải được tính bằng tích phân tốc độ dòng theo công thức sau:

Trong đó:

b _t0 mức tiêu hao nhiên liệu tính theo thể tích, tính bằng 1 ở 273 K, 101,3 kPa;

Q lưu lượng hydro đo được trong thử nghiệm, tính bằng l/s;

t thời gian đo, tính bằng s;

w lượng hydro tiêu thụ, tính bằng g;

m khối lượng phân tử của hydro (2,016 g/mol)

CHÚ THÍCH: 22,414 là giá trị không đổi của thể tích mol và được biểu thị bằng l/mol.

 

Phụ lục D

(Tham khảo)

Phương pháp dòng điện

Phương pháp dòng điện được thiết kế để xác định lượng hydro tiêu thụ bằng cách đo dòng điện đầu ra từ ngăn pin nhiên liệu. Dựa trên nguyên lý lượng dòng điện tạo ra từ ngăn xếp pin nhiên liệu tỷ lệ thuận với lượng hydro tiêu thụ, có thể xác định mức tiêu thụ hydro bằng cách tích phân các giá trị dòng điện. Tuy nhiên, phương pháp dòng điện không thể xác định lượng hydro không được sử dụng để phát điện, ví dụ, hydro được sử dụng để làm sạch và bị thất thoát qua quá trình thẩm thấu. Do đó, nếu những tổn thất này được xác định là đáng kể thì cần phải sử dụng một phương pháp đo mức tiêu thụ hydro khác.

Một ví dụ về hệ thống thiết bị đo được thể hiện trên Hình D.1. Cảm biến dòng điện phải được lắp đặt trên dây đầu ra của ngăn xếp pin nhiên liệu tại điểm gần ngăn xếp pin nhiên liệu.

Trong trường hợp cảm biến dòng điện loại kẹp dễ bị ảnh hưởng bởi dòng điện và từ trường lớn, cần cẩn trọng để tránh các ảnh hưởng này và đảm bảo rằng không có khe hở hoặc vật lạ trong vùng kẹp khi lắp đặt cảm biến, và bất kỳ sự sai lệch nào phải được hiệu chỉnh.

Cảm biến dòng điện phải được chọn sao cho ngoài độ chính xác đo đạt yêu cầu, công suất đầu vào và tần số lấy mẫu của nó có thể theo dõi đầy đủ các biến đổi dòng điện gây ra bởi các biến đổi tải của ADTS.

CHÚ DẪN

1 Bình nhiên liệu

2 Hệ thống pin nhiên liệu

3 Cảm biến dòng điện

4 Bộ truyền động điện

Hình D.1 - Ví dụ về thiết bị đo

Từ giá trị tích phân của dòng điện trong ADT, lượng hydro tiêu thụ theo thể tích, b _i , tính bằng I, (giả sử 273 K và 101.3 kPa) được tính theo công thức sau:

Trong đó:

ldòng điện của cụm pin nhiên liệu, tính bằng A;

t thời gian đo, tính bằng s;

v số hóa trị electron (2 electron);

F hằng số Faraday 9,648 5 x 10 ⁴ , tính bằng C/mol;

n số lượng pin trong ngăn xếp pin

CHÚ THÍCH: 22,414 là giá trị không đổi của thể tích mol và được biểu thị bằng l/mol.

Sự chuyển đổi từ thể tích tiêu hao nhiên liệu sang khối lượng được xác định bằng cách áp dụng công thức sau.

Trong đó:

w lượng hydro tiêu thụ, tính bằng g;

m khối lượng phân tử của hydro (2,016 g/mol).

CHÚ THÍCH: 22,414 là giá trị không đổi của thể tích mol và được biểu thị bằng l/mol.

 

Phụ lục E

(Tham khảo)

Xác định các điểm đo nhiệt độ bề mặt bình chứa

E.1 Quy định chung

Phụ lục này mô tả phương pháp xác định các điểm đo nhiệt độ bề mặt bình chứa và thời gian thuần hóa trong bình chứa đối với phương pháp áp suất.

E.2 Điều kiện thử nghiệm

Các điều kiện môi trường xung quanh như nhiệt độ và áp suất khí quyển trong phòng thử phải phù hợp với các điều kiện thử nghiệm mức tiêu thụ nhiên liệu của xe.

E.3 Phương pháp thử nghiệm

E.3.1 Thiết bị thử nghiệm

Phải sử dụng máy tạo lưu lượng tiêu chuẩn có khả năng tạo ra dòng hydro ổn định với lưu lượng không đổi trong khoảng ±1% so với giá trị cài đặt và có chức năng tích hợp lưu lượng (xem Hình E.1).

Như chỉ ra trên Hình E.2, bình chứa thử nghiệm phải được gắn các cảm biến nhiệt độ để đo nhiệt độ bề mặt bên ngoài của nó. Các cảm biến phải được gắn tại các điểm cách đều nhau và nằm trong khoảng 2/3 chiều dài (chiều cao) tổng thể của bình chứa. Mỗi cảm biến phải được bọc bằng vật liệu cách nhiệt để giảm thiểu ảnh hưởng của nhiệt độ khí quyển và phải được đặt tiếp xúc hoàn toàn với bề mặt bình chứa.

CHÚ DẪN:

1 bình chứa thử nghiệm

2 bộ điều chỉnh áp suất

3 bộ điều khiển áp suất

4 ống phụt hãm phanh

5 Máy bơm hút

6 hydro

7 máy tạo lưu lượng tiêu chuẩn

Hình E.1 - Ví dụ về máy tạo lưu lượng tiêu chuẩn

 

CHÚ DẪN:

Hình E.2 - Ví dụ về các điểm đo trên bình chứa thử nghiệm

Phương pháp thử nghiệm được mô tả dưới đây.

a) Thuần hóa bình chứa thử trước khi thử cho đến khi nhiệt độ bên trong khí ổn định để kiểm tra ảnh hưởng của điểm đo nhiệt độ bề mặt bình chứa.

b) Kích hoạt máy tạo lưu lượng tiêu chuẩn để xả hydro ra khỏi bình chứa với lưu lượng không đổi. Lưu lượng, thời gian đo và áp suất ban đầu của hydro phải được thiết lập tương đương với các giá trị áp dụng cho thử nghiệm tiêu thụ nhiên liệu.

c) Tiếp tục đo ngay cả sau khi kết thúc xả nước trong khi bình chứa đang được thuần hóa.

d) Tính lượng hydro thải ra, w, biểu thị bằng g, bằng cách áp dụng giá trị đo được áp suất và nhiệt độ theo công thức sau:

Trong đó:

e) Xác định sai số của lượng hydro tính toán ở điểm d) trên bằng cách so sánh với giá trị tích phân của lưu lượng tiêu chuẩn. Vẽ biểu đồ sai số của từng điểm đo nhiệt độ theo thời gian thuần hóa, như minh họa trên Hình E.3. Chọn vùng (điểm) tại đỏ sai số hội tụ khoảng 0% cho từng đường của mỗi điểm đo của bình chứa. Thời gian tương ứng với vùng đã chọn được xác định là thời gian thuần hóa cho từng điểm đo nhiệt độ.

CHÚ DẪN:

Hình E.3 - Ví dụ về sai số so với thời gian thuần hóa/điểm đo

f) Trong trường hợp bình chứa trải qua nhiều điều kiện khác nhau như lưu lượng, thời gian đo, và áp suất ban đầu của hydro, lặp lại b) đến e) dưới các điều kiện khác nhau. Vẽ dữ liệu của sai số của phương pháp áp suất so với các điểm đo nhiệt độ trong thử nghiệm khác nhau điều kiện. Suy ra phân bố sai số của phương pháp áp suất đối với từng nhiệt độ đo điểm. Đặt các điểm cần gắn cảm biến nhiệt độ để nhắm tới phạm vi lỗi trong phạm vi ±1 %. Một ví dụ về đồ thị được thể hiện trong Hình E.4.

Khi dự đoán có sai số trong phép đo nhiệt độ do chênh lệch nhiệt độ khí trước và sau thử nghiệm, bình chứa phải được thuần hóa đủ cho đến khi nhiệt độ khí trong bình chứa bằng nhiệt độ môi trường để có thể xác định được mức tiêu thụ hydro từ áp suất và nhiệt độ của khí sau khi thuần hóa.

CHÚ DẪN:

Hình E.4 - Ví dụ về sai số theo các điểm đo trong phạm vi rộng của áp suất bình chứa ban đầu

 

Phụ lục F

(Tham khảo)

Kết quả thử nghiệm mức tiêu thụ năng lượng hydro, điện và quãng đường chạy thử của xe thử nghiệm

Ngày     Đơn vị thử nghiệm       Người chịu trách nhiệm

Xe thử nghiệm:

Tên và kiểu loại:

Số khung:

Số km đã đi được: km

Khối lượng xe: kg

Khối lượng quán tính tương đương (giá trị đặt): kg

Loại truyền động:

Nếu xe được cải tiến để phù hợp với băng thử theo 7.1.4 thì phải báo cáo chi tiết về việc sửa đổi đó.

Áp suất lốp bánh dẫn động: kPa

RESS:

Dung tích danh định: …………………..Wh Điện áp danh nghĩa: …………………………..V

Dụng cụ đo mức tiêu thụ hydro:

Bình chứa hydro dùng cho phương pháp áp suất: Thể tích bên trong theo Phụ lục A …………I

Bình chứa hydro cho phương pháp trọng lượng (bao gồm cả phụ kiện): khối lượng ………….kg

Cân: Ký hiệu: ………….., Khả năng đọc nhỏ nhất: ….g, Khối lượng đo được lớn nhất: ………kg

Lưu lượng kế: Ký hiệu: …………………………………… Kiểu loại: …………………………………

Kết quả thử nghiệm:

ADT:

Thời gian bắt đầu: ………………………….h ……………………….phút

Nhiệt độ thử nghiệm trong phòng thử: ……………………………..°C

Độ ẩm tương đối trong phòng thử: ………………………………….%

Áp suất khí quyển trong phòng thử: ………………………………..hPa

Quãng đường chạy xe: ……………………………………………….km

Tổng lượng hydro có thể sử dụng:

Thể tích bình chứa theo phụ lục I: ……………………………………I

Áp suất làm việc danh nghĩa: ………………………………………….MPa

Lượng hydro có thể sử dụng theo Phụ lục 1: ………………………..kg

Trạng thái CD của FCHEV có thể sạc bên ngoài:

Quãng đường chạy xe ở trạng thái CD: ……………………………….km

Điện năng được sạc từ nguồn điện bên ngoài: ……………………….Wh

Lượng hydro tiêu thụ ở trạng thái CD: …………………………………g

Trạng thái FCHEV không thể sạc từ bên ngoài hoặc trạng thái CS của FCHEV có thể sạc từ bên ngoài:

Phương pháp áp suất Áp suất bình chứa, nhiệt độ

    (Trước khi thử nghiệm) ………………MPa, …………..…..°C

    (Sau khi thử nghiệm) …………………MPa, ……………….°C

Phương pháp trọng lượng Khối lượng của bình chứa (Trước khi thử) …g, (Sau khi kiểm tra) ….g

Phương pháp lưu lượng Lưu lượng cung cấp cho xe I ……………….tại 273 K, 101,3 kPa

Lượng hydro đo được: …………………………………….g

∆E _RESS : ……………………………………………………..Wh

Nếu kết quả đo được hiệu chỉnh theo 7.6 thì tính lượng hydro tiêu thụ như mô tả trong Phụ lục H.

Lượng hydro tiêu thụ: ………………………………………g

Lượng hydro tiêu thụ (trên một đơn vị khối lượng): …………………………g/km

Quãng đường chạy xe ở trạng thái CS: …………………..km

Quãng đường chạy xe của FCHEV hoặc FCV: ………….km

Nhận xét:

 

Phụ lục G

(Quy định)

Tính toán phạm vi thay đổi năng lượng RESS cho phép

G.1 Quy định chung

Sự thay đổi năng lượng cho phép trong RESS tính theo Công thức (4) có thể được viết lại như sau bằng cách sử dụng nhiệt trị thực (NHV) của nhiên liệu.

Trong đó:

∆E _RESS độ biến thiên năng lượng của RESS trên ADT, tính bằng Wh

J _NHV giá trị gia nhiệt thực (theo phân tích tiêu hao nhiên liệu), tính bằng J/kg;

W _H2 tổng khối lượng nhiên liệu tiêu thụ trên ADT, tính bằng g

G.2 Pin

Cân bằng năng lượng trong pin trên ADT, ∆E _RESS , tính bằng Wh, có thể được tính từ cân bằng điện tích đo được, ∆Q và được biểu thị như sau:

∆Eress = ∆Q x V

Trong đó:

∆Q Cân bằng điện tích của pin trên ADT, tính bằng Ah

V điện áp danh nghĩa của hệ thống pin, tính bằng V

 

Phụ lục H

(Quy định)

Phương pháp hiệu chỉnh tuyến tính sử dụng hệ số hiệu chỉnh

H.1 Quy định chung

Phụ lục này mô tả phương pháp tính toán để xác định mức tiêu thụ nhiên liệu ở mức ∆Eress = 0.

H.2 Phương pháp điều chỉnh mức tiêu thụ nhiên liệu

H.2.1 Dữ liệu cần thiết cho hệ số hiệu chỉnh

Thử nghiệm tiêu thụ hydro phải được lặp lại nhiều lần để xác định hệ số hiệu chỉnh được xác định trong H.2.2.1 (xem Hình H.1). ∆Eress phải được đo trong quá trình thử nghiệm, SOC và ∆Eress phải ở trong phạm vi bình thường do nhà sản xuất xe chỉ định.

Trong đó:

X1 Cân bằng năng lượng (Wh), sạc

X2 Cân bằng năng lượng (Wh), xả

Y Lượng hydro tiêu thụ

1 O x data (C _i , WR, _i )

2 đường đo sơ bộ để xác định hệ số hiệu chỉnh

3 hệ số hiệu chỉnh tiêu thụ hydro K _MF

4 ∆ giá trị đo được (C _S , W _R , s)

5 ● giá trị điều chỉnh (W _C )

Hình H.1 - Ví dụ về thu thập dữ liệu từ ADT

H.2.2 Hiệu chỉnh

H.2.2.1 Hệ số hiệu chỉnh, K _MF

Hệ số hiệu chỉnh lượng hydro tiêu thụ, Kmf, tính bằng g/Wh, phải được tính theo Công thức sau (H.1):

Trong đó:

w _i khối lượng tiêu thụ hydro của thử nghiệm, tính bằng gam.

C _i cân bằng năng lượng tại thời điểm thử nghiệm, tính bằng Wh (sử dụng đơn vị nhỏ nhất)

n số lượng dữ liệu

H.2.2.2 Mức tiêu thụ hydro ở (∆E _RESS = 0), W _C

Lượng hydro tiêu thụ tại (AEress = 0), w _c , tính bằng g, được suy ra từ Công thức (H.2):

Trong đó:

W _s khối lượng tiêu thụ hydro của thử nghiệm, tính bằng gam.

C _S cân bằng năng lượng của RESS, tính bằng Wh (sử dụng đơn vị nhỏ nhất)

 

Phụ lục I

(Quy định)

Lượng Hydro có thể sử dụng của FCV và FCHEV

I.1 Quy định chung

Phụ lục này mô tả phương pháp tính toán để xác định lượng hydro có thể sử dụng của xe chạy pin nhiên liệu, bao gồm FCV và FCHEV.

I.2 Khái niệm cơ bản về “lượng hydro có thể sử dụng”

“Lượng hydro có thể sử dụng”, M, tính bằng kg được tính theo 1.4.

Trong đó:

1 Phạm vi áp suất của lượng hydro có thể sử dụng

P Áp suất của bình chứa hydro ban đầu ở 15°C, tính bằng MPa

P _LL Áp suất giới hạn dưới của bình chứa hydro ban đầu ở 15°C

P _UL Áp suất giới hạn trên của bình chứa hydro ban đầu ở 15°C, bằng áp suất làm việc danh nghĩa (NWP)

Hình 1.1 - Sơ đồ “Lượng hydro có thể sử dụng”

Trong đó:

F _H2 trạng thái điện tích của hydro, tính bằng %;

ρ(P,T) tỷ trọng khí ở áp suất P và nhiệt độ T đã cho, tính bằng g/l;

P áp suất khí, tính bằng MPa;

T nhiệt độ của khí, tính bằng °C;

P _NWP áp suất khí ở áp suất làm việc danh nghĩa, tính bằng MPa;

T ₁₅ 283,15 K(15°C).

Giới hạn dưới của áp suất có thể đạt được theo I.3 bằng thực nghiệm. Giá trị thu được bao gồm cả độ giảm áp suất.

I.3 Đo giới hạn dưới

a) Nhà sản xuất xe đưa ra áp suất giới hạn dưới cho xe.

b) Điều chỉnh áp suất của nguồn cung cấp hydro bên ngoài đến áp suất giới hạn dưới và nối xe với thiết bị đo áp suất như trên Hình I.2. Trong khi đó, nhà sản xuất xe phải đóng van ngắt chính trong quá trình thử nghiệm.

c) Áp suất cung cấp hydro được điều chỉnh có thể được coi là áp suất giới hạn dưới mà xe có thể hoàn thành chu trình ADT.

CHÚ DẪN:

1 bộ cung cấp hydro

2 van ngắt

3 lưu lượng kế

4 đồng hồ đo áp suất

5 ống nạp nhiên liệu hydro

Hình I.2 - Sơ đồ thiết bị đo áp suất

I.4 Tính toán lượng hydro có thể sử dụng

Lượng hydro có thể sử dụng được tính theo Công thức sau (I.2);

Trong đó:

M   lượng hydro có thể sử dụng, tính bằng kg;

V  thể tích bình chứa ban đầu, tính bằng I;

ρ[P _NWP , T ₁₅ ] tỷ trọng khí ở áp suất và nhiệt độ đã cho, tính bằng g/l;

P _NWP   áp suất khí ở áp suất làm việc danh nghĩa, tính bằng MPa;

T _{1 5}   283,15 K(15°C);

p _LL   áp suất giới hạn dưới của bình chứa hydro ban đầu, tính bằng MPa.

Thể tích bình chứa gốc do nhà sản xuất xe quy định.

 

Phụ lục J

(Quy định)

Điều kiện kiểm tra và thiết bị đo trạng thái CD

J.1 Phép đo vượt quá chu trình thử thích hợp (ADT)

J.1.1 Quy định chung

Xe phải được thử nghiệm trong điều kiện làm việc cạn kiệt điện tích (trạng thái CD). Đối với trạng thái CS, phương pháp thử nghiệm được mô tả trong 7.5.2.

J.1.2 Trình tự thử nghiệm

J.1.2.1 Phương pháp thử nghiệm cạn kiệt điện tích

Để đo lượng hydro tiêu thụ, xe thử nghiệm phải được dẫn động trên băng thử xe phù hợp với tiêu chuẩn ADT cho các khu vực tương ứng. Lượng hydro tiêu thụ phải được đo bằng một trong các phương pháp mô tả trong Phụ lục A, B hoặc C hoặc bằng phương pháp khác có độ chính xác tương đương.

Các mục sau đây được theo dõi và ghi lại; điện năng DC của RESS và mức tiêu thụ hydro ở mỗi chu kỳ thử nghiệm.

Khi lượng hydro tiêu thụ trong thử nghiệm đạt đến lượng hydro có thể sử dụng được mô tả trong Phụ lục I thì nên ngừng cung cấp hydro.

J.1.2.2 Xác định điểm cuối của trạng thái CD

Việc kết thúc thử nghiệm và/hoặc thử nghiệm tiêu hao điện tích được coi là đã đạt được khi lần đầu tiên đạt được các tiêu chí sau:

a) chu trình được xác định ở trạng thái CS (xem ISO 23274-2:2021, 6.3);

b) sai lệch so với ADT (xem ISO 8714:2002, Điều 5).

J.1.2.3 Sạc RESS và đo điện năng được sạc lại

Sau khi hoàn thành các ADT ở trạng thái CD, RESS phải được sạc đầy theo quy định của nhà sản xuất xe. Việc sạc phải được bắt đầu trong vòng 2 h sau khi hoàn thành thử nghiệm theo 7.3. Phải đo EAC điện năng được sạc lại từ nguồn điện bên ngoài.

J.2 Kết quả thử nghiệm của trạng thái CD

Các giá trị đo của kết quả thử nghiệm trạng thái CD của FCHEV có thể sạc bên ngoài như sau.

- L _CD Quãng đường đi được, tính bằng km;

- E _AC Điện năng được sạc từ nguồn điện bên ngoài, tính bằng Wh;

- W _CD Mức tiêu thụ hydro, tính bằng g.

 

Phụ lục K

(Tham khảo)

Tính toán đóng góp điện và hydro

K.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điện FCHEV

CHÚ DẪN:

1 Bộ pin nhiên liệu

2 Bộ chuyển đổi DC/DC

3 Biến tần

4 Động cơ điện

5 Bộ truyền động

6 Bộ truyền cuối cùng

7 RESS

8 Điện một chiều

9 Điện xoay chiều

10 Van hai chiều

U _RESS Điện áp đầu ra của RESS, tính bằng V

I _RESS Dòng điện đầu ra của RESS, tính bằng A ^a

U _FC Diện áp đầu ra của pin nhiên liệu, tính bằng V

I _FC Dòng điện đầu ra của pin nhiên liệu, tính bằng A

CHÚ THÍCH Giá trị dương biểu thị sự phóng điện và giá trị âm biểu thị điện tích.

Xem xét các cách sử dụng khác nhau của bộ chuyển đổi DC/DC trong các cấu trúc hệ thống điện khác nhau, bộ chuyển đổi DC/DC trong hình được biểu thị bằng các khối chấm.

Hình K.2 - Sơ đồ cấu trúc hệ thống điện FCHEV

Dòng điện và điện áp của RESS và ngăn FC có thể được đo như Hình K.1.

K.2 Xử lý dữ liệu

K.2.1 Tổng năng lượng phát ra của Pin nhiên liệu

Tổng năng lượng phát ra của cụm pin nhiên liệu, E _FC , được biểu thị bằng kWh, sử dụng Công thức (K.1);

Trong đó:

T tổng thời gian lấy mẫu, tính bằng s.

K.2.2 Tổng năng lượng phát ra của RESS (thay đổi năng lượng ròng)

Tổng sản lượng năng lượng của RESS (thay đổi năng lượng ròng), ERESS, được biểu thị bằng kWh, sử dụng Công thức (K.2):

K.2.3 Tổng năng lượng phát ra của Pin nhiên liệu và RESS

Tổng năng lượng phát ra của cụm pin nhiên liệu và RESS trong thử nghiệm, E _L , được biểu thị bằng kWh, sử dụng Công thức (K.3):

K.2.4 Tỷ lệ sản lượng năng lượng của pin nhiên liệu trong tổng sản lượng năng lượng

Tỷ lệ phần trăm sản lượng năng lượng của ngăn pin nhiên liệu trong tổng sản lượng năng lượng, S _FC , được biểu thị bằng %, sử dụng Công thức (K.4):

K.2.5 Tỷ lệ sản lượng năng lượng RESS trong tổng sản lượng năng lượng

Tỷ lệ phần trăm sản lượng năng lượng RESS trong tổng sản lượng năng lượng SRESS, được biểu thị bằng %, sử dụng Công thức (K.5):

K.2.6 Quãng đường đi được đóng góp bởi RESS

Quãng đường đi được bởi RESS, L _RESS , được biểu thị bằng km, sử dụng Công thức (K.6):

K.2.7 Quãng đường đi được đóng góp bởi Pin nhiên liệu

Quãng đường đi được bởi Pin nhiên liệu, L _FC , được biểu thị bằng km, sử dụng Công thức (K.7):

K.2.8 Mức tiêu thụ hydro

Trong trường hợp FCHEV không sạc từ bên ngoài, mức tiêu thụ hydro C _H2 , tính bằng g/km, được tính theo Công thức (K.8):

Trong trường hợp FCHEV được sạc từ bên ngoài, C _H2 được tính bằng Công thức (K.9):

Trong đó:

w mức tiêu thụ hydro tính bằng g có thể thu được theo Phụ lục A, Phụ lục B, Phụ lục C hoặc Phụ lục L.

K.2.9 Mức tiêu thụ điện năng

Điện năng tiêu thụ, C _AC , tính bằng Wh/km, sử dụng công thức (K.10):

Trong đó:

E _AC điện năng được sạc từ nguồn điện bên ngoài, tính bằng Wh.

 

Phụ lục L

(Tham khảo)

Đo mức tiêu thụ nhiên liệu bằng cách sạc nhiên liệu cho xe

L.1 Sạc nhiên liệu trước khi thử nghiệm xe

L.1.1 Sạc nhiên liệu trước khi thử nghiệm

Đổ đầy bình chứa hydro trong xe cho đến khi Fh2 đạt hơn 90%. Fh2 được tính bằng Công thức (L.1):

Trong đó:

F _H2 trạng thái điện tích của hydro, tính bằng %;

ρ(p, T) tỷ trọng khí ở áp suất P và nhiệt độ T đã cho, tính bằng g/l;

P áp suất của bình chứa hydro ban đầu, tính bằng MPa;

T nhiệt độ của bình chứa hydro ban đầu, tính bằng K;

P _NWP áp suất khí ở áp suất làm việc danh nghĩa, tính bằng MPa;

T ₁₅ 283,15 K(15°C).

L.1.2 Cung cấp hydro trước khi thử nghiệm

a) Kết nối xe với thiết bị cung cấp hydro, như trên Hình L.1.

b) Tính hệ số nén hydro và áp suất mục tiêu P ₁ ở nhiệt độ T ₁ (mục tiêu là lấp đầy đến F _H2 = 100%). Bật V ₁ để khởi động thiết bị tăng áp. Tắt bộ trợ lực và để V ₁ mở sau khi tiếp nhiên liệu hydro cho xe cho đến khi áp suất của bình chứa hydro trong xe đạt P ₁ .

c) Nhiệt độ môi trường xung quanh được theo dõi theo thời gian thực và xe có thể đứng yên trong hơn 30 phút. Ghi lại nhiệt độ môi trường T ₂ và áp suất P ₂ của bình chứa hydro tại thời điểm này.

d) Tính áp suất mục tiêu P ₂ ' tại thời điểm này dựa trên T ₂ . Tính hiệu AP giữa P ₂ ' và P ₂ . Nếu ∆P nhỏ hơn hoặc bằng 0,3 MPa thì coi như bình chứa hydro đạt trạng thái đầy và quá trình tiếp nhiên liệu kết thúc. Nếu ∆P lớn hơn 0,3 MPa, lặp lại các bước từ b) đến d) và tiếp tục sạc hydro vào bình chứa cho đến khi ∆P nhỏ hơn hoặc bằng 0,3 MPa. Tắt V ₁ để ngừng cung cấp hydro.

e) Tính khối lượng hydro của bình chứa w ₁ trước khi thử dựa trên T2 và P2, theo Công thức (E.1).

CHÚ DẪN:

Hình L.1 - Sơ đồ thiết bị sạc hydro

L.2 Tính toán sạc nhiên liệu và tiêu thụ hydro sau khi thử nghiệm

a) Kết nối xe với cùng thiết bị cung cấp hydro đã sử dụng trước khi thử và ghi lại nhiệt độ môi trường T ₃ của xe. Mở van V ₁ và tiếp nhiên liệu cho xe bằng một lượng nhỏ hydro (không nhỏ hơn 0,1 kg) qua thiết bị đệm. Ghi lại khối lượng w ₂ của hydro bổ sung qua lưu lượng kế khối lượng. Đóng V ₁ và ghi lại áp suất P ₃ sau khi áp suất được cân bằng.

b) Tính khối lượng hydro của bình chứa w ₃ trước khi thử theo T ₃ và P ₃ .

c) Lượng hydro tiêu hao theo khối lượng W _H2 trong phép thử được tính theo công thức (L.2):

Đối với FCHEV có nguồn cung cấp hydro bên ngoài, hydro được bổ sung trong vòng 30 phút sau thử nghiệm và sau khi sạc RESS. Đối với FCHEV không cỏ nguồn cung cấp hydro bên ngoài, hydro được bổ sung trong vòng 30 phút sau thử nghiệm.

 

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ISO 8714:2002, Electric road vehicles Reference energy consumption and range Test procedures for passenger cars and light commercial vehicles (Phương tiện giao thông đường bộ chạy điện - Tiêu thụ năng lượng tham chiếu và phương pháp phạm vi cho xe ô tô chở khách và xe thương mại hạng nhẹ - Thử nghiệm).

[2] ISO 80000-9:2019, Quantities and units - Part 9: Physical chemistry and molecular physics (Số lượng và đơn vị - Phần 9: Hóa lý và vật lý phân tử).

[3] ISO 19880-1, Gaseous hydrogen - Fuelling stations - Part 1: General requirements (Hydro khí - Trạm tiếp nhiên liệu - Phần 1: Yêu cầu chung).

[4] TCVN 10469-2 (ISO 23274-2:2021), Hybrid-electric road vehicles Exhaust emissions and fuel consumption Part 2: Externally chargeable vehicles measurements (Xe hybrid điện - Khí thải và mức tiêu thụ nhiên liệu Phần 2: Đo lường xe có thể sạc ngoài).

[5] GB/T 35178, Fuel cell electric vehicles - Hydrogen consumption - Test methods (Xe điện chạy bằng pin nhiên liệu - Mức tiêu thụ hydro - Phương pháp thử nghiệm).

[6] LEMMON E, HUBER M, FRIEND D, PAULINA c, standardized Equation for Hydrogen Gas Densities for Fuel Consumption Applications," SAE Technical Paper 2006-01-0434, 2006, https://doi.org/ 10.4271/2006-01-0434.

[7] YANO M, KURODAE, TAGAMI H, KURODA Ket al., Development of Fuel Consumption Measurement Method for Fuel Cell Vehicle- Flow Method corresponding to Pressure Pulsation of Hydrogen flow," SAE Technical Paper 2007-01-2008, 2007, https://doi.org/10.4271/2007-01-2008.

 

Mục lục

Lời nói đầu

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Thuật ngữ và định nghĩa

4 Ký hiệu và thuật ngữ viết tắt

5 Độ chính xác phép đo Hydro

6 Đo mức tiêu thụ hydro

7 Thử nghiệm mức tiêu thụ nhiên liệu

8 Tính toán quãng đường chạy xe

9 Tính toán sự đóng góp của điện và hydro đối với quãng đường chạy xe

10 Trình bày kết quả

Phụ lục A (Quy định) Phương pháp áp suất

Phụ lục B (Quy định) Phương pháp trọng lượng

Phụ lục C (Quy định) Phương pháp lưu lượng

Phụ lục D (Tham khảo) Phương pháp dòng điện

Phụ lục E (Tham khảo) Xác định các điểm đo nhiệt độ bề mặt bình chứa

Phụ lục F (Tham khảo) Kết quả thử nghiệm mức tiêu thụ năng lượng hydro, điện và quãng đường chạy thử của xe thử nghiệm

Phụ lục G (Quy định) Tính toán phạm vi thay đổi năng lượng RESS cho phép

Phụ lục H (Quy định) Phương pháp hiệu chỉnh tuyến tính sử dụng hệ số hiệu chỉnh

Phụ lục I (Quy định) Lượng Hydro có thể sử dụng của FCV và FCHEV

Phụ lục J (Quy định) Điều kiện kiểm tra và thiết bị đo trạng thái CD

Phụ lục K (Tham khảo) Tính toán đóng góp điện và hydro

Phụ lục L (Tham khảo) Đo mức tiêu thụ nhiên liệu bằng cách sạc nhiên liệu cho xe

Thư mục tài liệu tham khảo