ChinaAutoRegs｜GB/T 44131-2024英文版翻译《燃料电池电动汽车碰撞后安全要求》
Post-Crash Safety Requirement for Fuel Cell Electric Vehicle
CONTENTS
Foreword
1 Scope
2 Normative References
3 Terms and Definitions
4 Measurement Parameters, Units, Accuracy and Resolution
5 Safety Requirements
5.1 General
5.2 Post-Crash Safety Requirement for CHSS
5.3 Requirement for Protection Against Electric Shock
5.4 Other Requirements
6 Test Procedure
6.1 Vehicle Preparation Before Test
6.2 Crash Tests
7 Test Methods
7.1 Post-Crash CHSS Fuel Leakage Test
7.2 Post-Crash Gas Concentration Test in Enclosed or Semi-Enclosed Spaces
7.3 Sled Test
7.4 Impact Test
Annex A (Informative) Procedure for Verification of Pressure and Temperature Sensors
A.1 Inspection of Sample Vehicle
A.2 Verification for Accuracy of Temperature Sensor
A.3 Verification for Accuracy of Temperature vs. Pressure
Bibliography
1范围
本文件规定了燃料电池电动汽车碰撞后的特殊安全要求，描述了相应的试验方法。
本文件适用于使用压缩气态氢且车载氢系统公称工作压力不超过70 MPa的M类和N类燃料电池电 动汽车。
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 11551汽车正面碰撞的乘员保护
GB/T 15089机动车辆及挂车分类
GB 17578客车上部结构强度要求及试验方法
GB/T 18385电动汽车动力性能试验方法
GB/T 19596 电动汽车术语
GB 20071汽车侧面碰撞的乘员保护
GB 20072乘用车后碰撞燃油系统安全要求
GB/T 24548燃料电池电动汽车术语
GB/T 24549—2020燃料电池电动汽车安全要求
GB 26512—2021商用车驾驶室乘员保护
GB/T 26990燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件
GB/T 31498—2021电动汽车碰撞后安全要求
GB 38032—2020 电动客车安全要求
ISO 6487:2015 道路车辆碰撞试验中的测量技术装备(Road vehicles—Measurement tech¬niques in impact tests- Instrumentation)
3术语和定义
GB/T 19596、GB/T 24548、GB/T 24549—2020、GB/T 26990, GB/T 15089 界定的以及下列 术语和定义适用于本文件。
3.1
主关断阀 main shut-off valve
用来关断从储氢气瓶向下游供应氢气的阀。
［来源：GB/T 24549—2020, 3.1,有修改］
3.2
封闭空间或半封闭空间 enclosed or semi-enclosed spaces
车辆内有可能暴露于储氢气瓶的空间和可能聚集氢气的环境空间、区域。
注：如乘员舱、行李舱、货舱或前舱盖下方的空间等均为封闭空间或半封闭空间。
［来源：GB/T 24549—2020, 3.4,有修改］
3.3
公称工作压力 nominal working pressure; NWP
在基准温度（15 °C）下，储氢气瓶内气体压力达到完全稳定时的限充压力。
［来源：GB/T 24549—2020, 3.5,有修改］
3.4
压缩氢气储存系统 compressed hydrogen storage system; CHSS
由储氢气瓶（组）、安全泄压装置和用于将存储的氢气与燃料系统的其余部分及其环境隔离开的关 闭装置组成的燃料电池车辆存储氢气的装置。
注：见图1中粗实线部分。
CHSS
图1压缩氢气储存系统参考示意图
4测量参数、单位、准确度和分辨率
试验测量参数的有关要求见表1。
表1测量参数、单位、准确度和分辨率要求
测量参数 单位 准确度 分辨率
时间 S +0.1 0.1
温度 ℃ + 1.5 0.1
压力 MPa 士 0.45 0.01
氢气体积分数 % +0.2 0.01
氮气体积分数 % +0.15 0.01
5安全要求
5.1 通则
5.1.1 Mi类、Ni类车辆
Mi类、Ni类车辆按6.2.1、6.2.2、6.2.3规定的试验方法进行正面碰撞、侧面碰撞和后面碰撞试 验，试验后应满足5.2、5.3和54的要求。
5.1.2 IM2类、M3类、生类、2类车辆
5.1.2.1 NI2类、M3类、用类、’ 类车辆的CHSS的安装要求如下。
a） CHSS的主关断阀位于距车辆最前端向后420 nlm的垂直平面之后，并且储氢气瓶不应位于车辆 最外部。
b） CHSS的主关断阀位于距车辆两侧车身最外端向内200mm的垂直平面之间，并且储氢气瓶不应 位于车辆最外部。若CHSS的位置不满足此要求，按照6.2.5进行侧面冲击试验，试验后车辆应满 足521和5.2.3的要求。
c） CHSS的主关断阀位于距车辆最后端向前300 mm的垂直平面之前，并且储氢气瓶不应位于车辆 最外部。若CHSS的位置不满足此要求，按照625进行后面冲击试验，试验后车辆应满足521和 5.2.3的要求。
注：最前端、最外端不含外部视野装置。
5.1.2.2 NI2类、M3类、N2类、N3类车辆的CHSS按照624完成滑车试验后应满足523的要求。
5.1.2.3 空载状态时可充电储能系统（REESS）的最低点距地面不超过1 m的M2类、类车辆按照 GB 38032—2020中551进行碰撞试验后，应满足5.3、5.4.1、5.4.2的要求。
5.1.2.4 符合GB 17578范围的M2类、M3类车辆按照GB 38032—2020中5.5.2进行上部结构强度试验 后，应满足5.3、5.4.1、5.4.2的要求。
5.2 碰撞后CHSS安全要求
5.2.1 CHSS的燃料泄漏限值
按照7.1规定的测试方法，在泄漏测试时间内，所有储氢气瓶的氢气平均泄漏率的总和不应超过 118 L/min （标准状态）。
注：△，为计算值，根据试验时充人储氢气瓶中的介质，分别按照公式（2）或公式（10）计算。
5.2.2 封闭空间或半封闭空间内浓度限值
封闭空间或半封闭空间内浓度限值应满足以下任一要求。
—按照7.2规定的测试方法，碰撞后的燃料泄漏不应使封闭空间或半封闭空间内的氢气浓度超 过4% （体积分数）。如果使用氮气，封闭空间或半封闭空间内的氮气浓度不应超过 3% （体积分数）。
—每一个储氢气瓶的主关断阀在碰撞发生后5 s内应自动关闭，且CHSS无泄漏。
5.2.3 储氢气瓶安装强度要求
试验后储氢气瓶的固定装置应与车身保持连接，储氢气瓶不应从固定装置中脱离，CHSS在碰撞后 不应侵入乘员舱内。
5.3 防触电保护要求
应按照表2的规定检查车辆的燃料电池发动机、电力系统负载、REESS及充电用高压母线。
表2碰撞后防触电保护要求
试验类型 车辆状态 REESS 充电用高压母线 电力系统负载 燃料电池发动机
加氢气碰撞试验 连接， A A A A
人为断开bAABB
加氯气碰撞试验 连接 A A A B
人为断开AABB
A表示至少应满足GB/T 31498—2021中422〜4.2.5规定的四个条款中的一个；B表示至少应满足GB/T 31498—2021中
4.2.4和4.2.5规定的两个条款中的一个
a连接是试验在车辆的REESS和燃料电池发动机与电力系统负载连接的情况下进行。
b人为断开是试验在车辆的REESS和燃料电池发动机与电力系统负载人为断开的情况下进行。
5.4 其他要求
5.4.1 电解液泄漏要求
电解液泄漏应满足GB/T 31498—2021中4.3的要求。
5.4.2 REESS 要求
REESS 应满足 GB/T 31498—2021 中 4.4 的要求。
5.4.3 氢系统特殊安全要求
碰撞结束后泄漏测试时间内，CHSS、燃料电池发动机不应起火、爆炸。
6试验程序
6.1 试验前车辆准备
6.1.1 可外接充电式燃料电池电动汽车按照GB/T 18385规定的方法对REESS进行完全充电，并在 24 h内进行试验。
6.1.2 不可外接充电式燃料电池电动汽车的REESS按正常运行状态准备试验。
6.1.3 制造商应在CHSS上安装符合表1要求的压力和温度测量设备并提供计量证书，试验前检测机构 可参考附录A进行核查并按照7.1.1进行碰撞后燃料泄漏测试准备。
6.1.4 封闭空间或半封闭空间气体浓度测试按照7.2进行准备。
6.1.5 针对正面碰撞、侧面碰撞和后面碰撞试验，分别按照GB 11551、GB 20071和GB 20072规定的 试验方法进行准备。
6.1.6 滑车试验按照7.3.1、7.3.2进行准备。
6.2 碰撞试验
6.2.1 车辆正面碰撞试验形式和试验方法按照GB 11551的相关规定进行。
6.2.2 车辆侧面碰撞试验形式和试验方法按照GB 20071的相关规定进行。
6.2.3 车辆后面碰撞试验形式和试验方法按照GB 20072的相关规定进行。
6.2.4 滑车试验按照7.3的相关规定进行。
6.2.5 车辆侧面冲击和后面冲击试验按照7.4的相关规定进行。
7试验方法
7.1 CHSS碰撞后燃料泄漏测试方法
7.1.1 CHSS测试准备
在进行碰撞试验前，应向CHSS中注入压缩氢气或氮气。如果采用氮气，在充气之前应对CHSS进 行气体置换。目标充装压力小按公式（1）确定：
Pt = PNX（273 + Te）/288 （1）
式中：
A —储氢气瓶温度稳定后的目标充装压力的数值，单位为兆帕（MPa）；
——储氢气瓶的公称工作压力的数值，单位为兆帕（MPa）；
Te —储氢气瓶温度稳定后环境温度的数值，单位为摄氏度（℃）。 在进行碰撞试验前，应将储氢气瓶充装至目标充装压力的95%以上，并使压力稳定。 在碰撞前所有主关断阀应处于开启状态。
7.1.2 压力传感器位于储氢气瓶内时燃料泄漏测试（加氢气）
在碰撞发生前和碰撞后的一定时间间隔内，测量储氢气瓶中氢气的压力和温度。 按公式（2 ）计算AZ：
式中：
△t —测试时间间隔的数值，单位为分（min）；
Vc —储氢气瓶的容积的数值，单位为升（L）;
Ps —压力传感器的量程的数值，单位为兆帕（MPa）。
若△/的计算值小于60 min,应将设定为60 min。
式中：
P’o ——po等效为基准温度（15℃）状态下压力的数值，单位为兆帕（MPa）；
Po ——碰撞。时刻储氢气瓶内氢气压力的数值，单位为兆帕（MPa）；
To ——碰撞0时刻储氢气瓶内氢气温度的数值，单位为摄氏度（℃）；
P’o ——在基准温度（15℃）、压力为“°状态下氢气密度的数值，单位为克每升（g/L）;
Mo ——储氢气瓶中氢气初始质量的数值，单位为克（g）。
在时间间隔（△/）结束时，储氢气瓶中氢气的最终质量按公式（6）〜公式（8）计算:
式中:
P’f —A等效为基准温度（15 °C）状态下压力的数值，单位为兆帕（MPa）；
p{ ——时间间隔（△/）结束时刻储氢气瓶内氢气压力的数值，单位为兆帕（MPa）；
Tf ——时间间隔（△/）结束时刻储氢气瓶内氢气温度的数值，单位为摄氏度（℃）;
P’i ——在基准温度（15℃）、压力为〃f状态下氢气密度的数值，单位为克每升（g/L）；
Mf ——储氢气瓶中氢气最终质量的数值，单位为克（g）。
在时间间隔内氢气的平均流量按公式（9）计算:
式中：
VH2 —时间间隔内的平均体积流量的数值，单位为升每分（L/min）；
Pt/Po ——抵消初始压力测量值（M）与目标充装压力（A）之间的差异。
7.1.3压力传感器位于储氢气瓶内时燃料泄漏测试（加氢气）
在碰撞发生前和碰撞后的一定时间间隔△,内，测量储氢气瓶中氯气的压力和温度。 按公式（10）计算△/：
A, T7 PN「ps（-0.028〃N + 5.5） 2.6ps
M0.3]
1 000 PN PN
若的计算值小于60 min,应将△/设定为60 min。
储氢气瓶中氨气的初始质量按公式（11）〜公式（13）计算：
同样,
——PHe_o等效为基准温度（15℃）状态下压力的数值，单位为兆帕（MPa）；
——碰撞0时刻储氢气瓶内氯气压力的数值，单位为兆帕（MPa）；
——碰撞0时刻储氢气瓶内氮气温度的数值，单位为摄氏度（°C）；
—— 在基准温度（15℃）、压力为P&J）状态下氨气密度的数值，单位为克每升（g/L）；
——储氢气瓶中氯气初始质量的数值，单位为克（g）。
在时间间隔（△，）结束时，储氢气瓶中氯气的最终质量可按公式（14）〜公式（16）计算:
式中：
P&_f —PHe_普效为基准温度（15℃）状态下压力的数值，单位为兆帕（MPa）;
PHe_f ——时间间隔（△?）结束时刻储氢气瓶内氨气压力的数值，单位为兆帕（MPa）； ?He_f ——时间间隔（△/）结束时刻储氢气瓶内氮气温度的数值，单位为摄氏度（℃）； Piiej）—在基准温度（15℃）、压力为状态下氨气密度的数值，单位为克每升（g/L）； “He_f —储氢气瓶中氮气最终质量的数值，单位为克（g）。
在时间间隔内氨气的平均流量按公式（17）计算：
式中：
VHe —时间间隔内的氮气平均体积流量的数值，单位为升每分（L/min）。 用公式（18）将氮气平均流量转化为氢气平均流量：
7.1.4压力传感器位于储氢气瓶外时燃料泄漏测试
7.1.4.1 碰撞试验后按照下列要求进行：
a）如果储氢气瓶的主关断阀在碰撞发生后未关闭，应按照7.1.2计算充氢气或按照7.1.3计算充氮气 试验时的燃料泄漏率；
b）如果储氢气瓶的主关断阀在碰撞发生后5s内关闭，储氢气瓶无泄漏，该储氢气瓶的燃料泄漏率 可视为0 L/min （标准状态）；
c）如果储氢气瓶的主关断阀在碰撞发生后5s内关闭，储氢气瓶有泄漏，应打开储氢气瓶主关断阀 （若压力传感器数值明显下降，需先封堵外部管路再打开储氢气瓶主关断阀），按照7.1.2计算 充氢气或按照7.1.3计算充氮气试验时的燃料泄漏率。
7.1.4.2 每个储氢气瓶的泄漏率之和为CHSS的燃料泄漏率。
7.2 碰撞后封闭空间或半封闭空间气体浓度测试
7.2.1 在碰撞前，应将乘员舱、行李舱、货舱和有可能形成气体聚集的其他封闭空间或半封闭空间的车 窗、舱门或舱盖关闭，气体浓度传感器应位于封闭空间或半封闭空间内，具体位置如下：
a）距驾驶员座位上方的车顶或乘员舱顶部的中心附近下方250mm以内（尽量靠近车顶）；
b）距乘员舱后座（或紧贴后座）前方的地板上方250mm以内（尽量靠近地板）；
c）距不受碰撞冲击直接影响的车辆行李舱和货舱的顶部下方100mm以内（尽量靠近顶部）；
d）对于有多个行李舱和货舱的客车和货车，每个舱均应安装气体浓度传感器；
e）有可能形成气体聚集的其他封闭空间或半封闭空间的传感器具体布置位置由检测机构与制造商 共同确定。
7.2.2 气体浓度传感器应安装牢固，并对传感器进行保护，防止其在碰撞试验中受到碎片、气囊排出气 体和抛射物的损害。
7.2.3 气体浓度传感器的满量程测定值应至少大于浓度限值25%,气体浓度传感器总测量误差在浓度限 值处应小于士5%，传感器的T90响应时间应小于15 So
注：羽。是传感器示值从0变到环境中所测气体浓度真实值的90%时所消耗的时间。
7.2.4 碰撞后开始采集数据，采样频率应不小于5 Hz,持续测量时间△心
7.3 滑车试验
7.3.1 试验前，向储氢气瓶中充人相当于额定压力下氢气质量的氮气，也可采用储氢气瓶质量加等效于 额定压力氢气质量的试验载荷替代。
7.3.2 试验时，根据安装了 CHSS的整个车身或部分车身（以下简称“被试件”）的尺寸结构及原车的 实际安装方式，将被试件固定在试验平台上，安装方法不应使CHSS固定加强。
7.3.3 试验按照如下方法完成：
a）滑车的加速度按照ISO 6487:2015中CFC 60频率等级特性进行测量；
b）滑车加速度曲线应在图2所示曲线范围内，图中各点字母对应数值见表3和表4,正负方向上均需 进行试验。
图2加速度曲线图
表3 M2类和N2类车辆限值曲线数值
位置 时间/ ms 纵向加速度 横向加速度
A 20 0 0
B 50 10g 5g
C 65 10g 5g
D 100 0 0
E 0 5g 2.5g
F 50 17g 10g
G 80 17g 10g
H 120 0 0
表4 M3类和N3类车辆限值曲线数值
位置 时间/ms 纵向加速度 横向加速度
A 20 0 0
B 50 6.6g 5g
C 65 6.6g 5g
D 100 0 0
E 0 4g 2.5g
F 50 12g 10g
G 80 12g 10g
H 120 0 0
7.4冲击试验
7.4.1 主关断阀距地面高度不大于800 mm的车辆
7.4.1.1 CHSS应按照7.1」充装氢气或氮气。
7.4.1.2 在车辆上CHSS所在安装位置对CHSS进行测试，将CHSS安装在完整的车辆或车架上，包括 附件、支架和保护结构（如适用）。
7.4.1.3 碰撞器应符合GB 20071的要求。
7.4.1.4 碰撞时碰撞器的速度应为（50±1） km/h。如果试验在更高的速度下进行，并且CHSS符合 5.2.1和5.2.3的要求，可认为试验满足要求。
7.4.1.5 进行侧面冲击和后面冲击试验时分别按照以下要求进行：
一侧面冲击时，碰撞方向应与车辆纵向中心平面垂直，碰撞器撞击试验车辆上CHSS所在安装位 置的正侧面最不利位置（具体位置由检测机构与制造商确定，并记录碰撞位置）；
一后面冲击时，碰撞方向应与车辆纵向中心平面平行且水平，碰撞器撞击试验车辆上CHSS所在 安装位置的后面最不利位置（具体位置由检测机构与制造商确定，并记录碰撞位置）。
7.4.2 主关断阀距地面高度大于800 mm的车辆
7.4.2.1 CHSS应按照7.1.1充装氢气或氮气。
7.4.2.2 应在车辆安装位置对CHSS进行测试，包括附件、支架和保护结构（如适用），将CHSS安装 在一辆完整的车辆或车架上，应按照GB 26512—2021中5.4规定的方式固定车辆或车架。
7.4.2.3 碰撞器应符合 GB 26512—2021 中 5.5.1-5.5.4 的要求。
7.4.2.4 撞击能量应为29.4 kJ。如果试验是在更高的撞击能量下进行的，并且CHSS符合521和 523的要求，可认为试验满足要求。
7.4.2.5 进行侧面冲击和后面冲击试验时分别按照以下要求进行：
一侧面冲击时，碰撞方向应与车辆纵向中心平面垂直，碰撞器撞击试验车辆上CHSS所在位置的 正侧面最不利位置，其碰撞器重心对应气瓶几何中心；
一后面冲击时，碰撞方向应与车辆纵向中心平面平行且水平，碰撞器撞击试验车辆上CHSS所在 位置的后面最不利位置，其碰撞器重心对应气瓶几何中心。
附录A
（资料性）
压力和温度传感器核查程序
A.1样车检查
A.1.1检查该车辆的温度和压力传感器计量证书。
A.1.2检查并记录该车辆目前状态所有储氢气瓶的温度和压力传感器的数值，可通过CAN总线读取相 关数据。
A.2温度传感器准确度核查
A.2.1 恒温静置24 h或以上。
A.2.2完成静置后，记录车辆上每个储氢气瓶的温度及环境温度，每5 min记录一次，共记录5次。
A.2.3如果储氢气瓶的温度5次记录相互之差绝对值均小于1 ℃,且与环境温度平均值之差小于1.5 ℃ ,则 温度传感器满足要求。
A.3温度与压力关系准确度核查
A.3.1如果储氢气瓶压力小于20 MPa,充装氢气至25 MPa或以上。
A.3.2移动车辆至浸车间，记录车辆上每个储氢气瓶的温度与压力数值*、P1o
A.3.3调整浸车间环境温度，设定环境温度与71差值大于15 ℃o
A.3.4每隔lh,记录一次车辆上每个储氢气瓶的温度与压力显示值，记录2次，乙、p?、乙、P3。
A.3.5根据公式（A.1）、公式（A.2）和公式（A.3）分别计算三个温度状态的压力与温度和氢气压缩 因子Z乘积的比值，得出比值系数为、%和叫。
注：氢气压缩因子Z按照GB/T 35178—2017中A.6规定的方法计算。
A.3.6 根据公式（A.4）和公式（A.5）计算比值系数（和k2。
如果曷、七与1之差的绝对值均小于0.015,则温度与压力传感器满足要求。
参考文献
[1] GB/T 35178—2017燃料电池电动汽车 氢气消耗量测量方法
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