GTR 13和ECE R134的主要內(nèi)容簡(jiǎn)析

趙志成，王微，王仁廣，郝冬，王曉兵，朱凱

(中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司，天津 300300)

0 引言

GTR法規(guī)全稱(chēng)為全球統(tǒng)一汽車(chē)技術(shù)法規(guī)，由聯(lián)合國(guó)世界車(chē)輛法規(guī)協(xié)調(diào)論壇(UN/WP29)負(fù)責(zé)制定發(fā)布。2013年7月發(fā)布的UN GTR No.13《氫和燃料電池汽車(chē)全球技術(shù)法規(guī)》(Global Technical Regulation Concerning the Hydrogen and Fuel Cell Vehicles)是燃料汽車(chē)領(lǐng)域內(nèi)第一個(gè)國(guó)際性法規(guī)。該法規(guī)的制定就是為了確保HFCV(Hydrogen and Fuel Cell Vehicles)汽車(chē)能達(dá)到和傳統(tǒng)汽車(chē)同樣的安全級(jí)別，避免人員受到氫氣爆炸或燃燒等傷害，此外還包括當(dāng)汽車(chē)損壞時(shí)乘員和急救人員免受電擊危險(xiǎn)等要求。ECE R134《氫能和燃料電池車(chē)輛》是歐盟2015年6月發(fā)布的技術(shù)法規(guī) ，主要內(nèi)容跟GTR 13基本一致，但沒(méi)有GTR 13的內(nèi)容多，主要差別在ECE R134沒(méi)有包括電動(dòng)力總成的電安全、碰撞后的燃料系統(tǒng)完整性、和使用液氫儲(chǔ)存系統(tǒng)HFCV等方面的測(cè)試。文中簡(jiǎn)述GTR13的主要內(nèi)容，并指出與ECE R134的不同。

1 壓縮氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)

這部分規(guī)定了壓縮氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)完整性的要求。用于道路車(chē)輛的新型壓縮氫儲(chǔ)存系統(tǒng)，其標(biāo)稱(chēng)工作壓力不應(yīng)高于70 MPa，使用壽命不超過(guò)15年。

1.1 壓縮氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)性能試驗(yàn)要求

作為一個(gè)完整的汽車(chē)子系統(tǒng)，氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)的性能要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試。其中基本性能測(cè)試用來(lái)確定爆破壓力中值和壓力循環(huán)壽命；液壓順序試驗(yàn)實(shí)際上是道路性能的耐久驗(yàn)證試驗(yàn)；氣壓順序試驗(yàn)實(shí)際是系統(tǒng)期望的道路性能驗(yàn)證試驗(yàn)；使用終止驗(yàn)證試驗(yàn)是用來(lái)驗(yàn)證氫氣不能繼續(xù)儲(chǔ)存的極端嚴(yán)重情況下的防破裂性能。氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)的標(biāo)簽不是儲(chǔ)氫系統(tǒng)的性能之一，但作為使用要求必須具備，因此文中把標(biāo)簽要求附加在性能要求部分。壓縮氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)性能驗(yàn)證試主要內(nèi)容驗(yàn)如表1所示。

表1 壓縮氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)性能驗(yàn)證試驗(yàn)

1.2 溫度驅(qū)動(dòng)壓力泄放裝置性能試驗(yàn)

儲(chǔ)存系統(tǒng)中的氫氣氣流封閉件驗(yàn)證試驗(yàn)是為驗(yàn)證其可靠性和耐久性，對(duì)完整的儲(chǔ)存系統(tǒng)來(lái)講是必須的。這些封閉件用來(lái)把高壓氫氣同燃料系統(tǒng)的其他部分和環(huán)境絕緣開(kāi)，具體包括溫度驅(qū)動(dòng)的壓力泄放閥(TPRD)、單向閥、關(guān)斷閥。其中TPRD的性能試驗(yàn)見(jiàn)表2。

表2 TPRD性能試驗(yàn)簡(jiǎn)介

1.3 單向閥和自動(dòng)關(guān)斷閥

用于壓縮儲(chǔ)氫認(rèn)證性能試驗(yàn)的單向閥和切斷閥測(cè)試,試驗(yàn)應(yīng)該使用氫氣進(jìn)行，氫氣質(zhì)量應(yīng)符合ISO 14687-2/SAE J2719要求。所有試驗(yàn)如果沒(méi)有特殊規(guī)定的話都在常溫20 ℃下進(jìn)行。單向閥和切斷閥性能驗(yàn)證試驗(yàn)如表3所示。

表3 單向閥和自動(dòng)關(guān)斷閥性能驗(yàn)證試驗(yàn)

2 車(chē)輛燃料系統(tǒng)

法規(guī)規(guī)定了氫燃料輸送系統(tǒng)的完整性要求，其中包括氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)、管道、接頭和含有氫氣的部件。主要關(guān)注汽車(chē)燃料系統(tǒng)的要求和安全需求，見(jiàn)表4。

表4 車(chē)輛燃料系統(tǒng)完整性試驗(yàn)

3 電安全

電安全要求和安全需求一致是電動(dòng)汽車(chē)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)之一，燃料電池汽車(chē)也不例外。高壓系統(tǒng)的失效可能造成電擊，電流通過(guò)人體的皮膚、肌肉、頭發(fā)等造成對(duì)人體的傷害，因此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽車(chē)正常使用和發(fā)生碰撞后的電安全都提出了具體要求，如表5所示。

表5 電安全性能測(cè)試

4 裝有液氫儲(chǔ)存系統(tǒng)(LHSS)的車(chē)輛

車(chē)載液氫儲(chǔ)能也是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，GTR 13這方面規(guī)定主要包括LHSS(Liquid Hydrogen Storage System)儲(chǔ)存系統(tǒng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證要求、LHSS燃料系統(tǒng)完整性、LHSS設(shè)計(jì)驗(yàn)證的測(cè)試方法、LHSS燃料系統(tǒng)完整性的測(cè)試方法幾個(gè)方面，詳見(jiàn)GTR 13。

5 結(jié)束語(yǔ)

以全球技術(shù)法規(guī)GTR13為主線，對(duì)其主要內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明，并把ECE R134和GTR 13之間不同的內(nèi)容進(jìn)行了說(shuō)明，有助于對(duì)法規(guī)的進(jìn)一步了解。

參考文獻(xiàn):

[1]全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GTR技術(shù)法規(guī)介紹[DB/OL].https://wenku.baidu.com/view/694151e9aeaad1f346933f9c.html,2018.

[2]UN GTR No.13.Global Technical Regulation Concerning the Hydrogen and Fuel Cell Vehicles[S/OL].http://www.unece.org/trans/main/wp29/wp29wgs/wp29gen/wp29glob_registry.html,2018.

[3]ECE Regulation No.134.Hydrogen and Fuel Cell Vehicles(HFCV)[S/OL].http://www.unece.org/trans/main/wp29/wp29regs121-140.html,2018.