1.本发明涉及氢燃料电池检测技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池整车性能检测的方法和装置。
背景技术：2.大力推广新能源汽车，逐步降低传统燃油汽车在新车产销和汽车保有量中的占比，推动城市公共服务车辆电动化替代，推广电力、氢燃料、液化天然气动力重型货运车辆，越来越多的氢燃料电池汽车已经开始试点运营，但是针对氢燃料电池汽车安全和性能相关的检测方法和装置目前处于一个真空地带，如何对氢燃料电池汽车进行相关检测，是目前行业发展面临急需解决的问题。
3.目前针对氢燃料电池整车级安全和性能的检测手段和方法，市场上还没有相关技术手段，该发明拟在探索一种可行性的方法。
技术实现要素：4.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种氢燃料电池整车性能检测的方法和装置。
5.本发明提出的一种氢燃料电池整车性能检测的方法，包括以下步骤：当车辆驶入到检测工位环境舱后，通过安全地锚装置将车辆固定在测量位置，并使车辆在0℃以下的低温环境充分浸车大于12小时之后，在低温环境下启动，对车辆进行低温启动操作至燃料电池堆的输出功率达到制造商规定值时间，并依不低于规定值的功率运行至少 20min，打开测试上位机软件，开始执行以下步骤：
6.s1：车辆信息登录，通过上位机软件登录信息窗口，录入车辆基本信息；
7.s2：车辆外观检查,通过外观检测手持终端对车辆部件目测以及数据记录，或逐项拍照存档，并将检测结果通过无线数据传输到上位机软件；
8.s3：氢气泄露检测，通过关闭环境舱内的通风装置，达到密闭舱要求，通过装有氢气浓度检测装置对燃料电池电动汽车怠速状态下进行氢气泄漏检测，并将检测结果通过无线数据传输到上位机软件；
9.s4：电气安全检测，通过万用表或者车载obd系统，获取车辆绝缘电阻、等电位信息，并将检测数据传输到上位机软件；
10.s5：低温冷启动性能检测，车辆在环境舱内进行低温浸车12小时后，进行冷启动性能检测：
11.s6：动力性能检测，上位机软件控制转毂测功机进行检测，同时通过车辆obd接口实时读取车辆运行过程中数据；
12.s7：在最终采集上述信息后，通过转毂测功机上行驶距离s，氢气消耗量差值，计算获得氢能耗。
13.优选地，所述s1中，录入车辆基本信息包括：车辆识别代号、车辆厂牌名称，车辆厂
牌型号、车辆型号、发动机编号、发动机型号、底盘类型、发动机厂牌、座位数、整备质量、总质量、额定功率、额定转速、、生产日期、排量、最大设计车速、制动类型、悬架类型、是否有abs、大灯灯制、载质量、车长、车宽、车高、轴距、轮胎规格、是否电子手刹、是否空气悬架、转向轴、后钢板弹簧片数、前/ 后轮距、车辆使用性质，车主信息。
14.优选地，所述s3中，氢气泄漏试验步骤如下:
15.s31：车辆在环境舱外完成一次完整的起动、吹扫、停机过程；
16.s32：车辆进入环境舱后，停机，在车内弧顶最高点安装氢气浓度传感器；
17.s33：关闭环境舱，车辆在标准大气压(101.3
±
1kpa)、30～55℃范围内的某一环境温度下浸车12h，从环境舱温度达到设定温度后开始计时到浸车结束，环境舱内温度控制在设定温度的
±
3℃内，否则浸车无效；
18.s34：浸车完成后，打开环境舱通风装置，检查环境和环境舱内的氢气浓度，当氢气浓度为0时，关闭通风，并开始记录氢气浓度传感器数据；
19.s35：试验持续至少8h，采样频率至少为1hz；
20.s36：各位置氢气浓度传感器测得的氢气体积浓度应满足，在无机械通风的密闭空间内，即每小时的空气交换率不大于0.03，车辆静置8h，车辆周围的氢气体积浓度应不大于1％。
21.优选地，所述s5中，按照以下步骤冷启动性能检测：
22.s51：按照制造商建议的启动操作步骤启动车辆；
23.s52：记录燃料电池堆的输出功率达到制造商规定值所有的时间 t1；
24.s53：达到规定之后，电堆以不低于规定值的功率稳定运行至少 20min；
25.s54：按照制造商建议的停机操作步骤使车辆停机；
26.s55：停机结束后，车辆在该环境中继续二次浸车，时间至少大于12h；
27.s56：按照制造商建议的启动操作步骤再次启动车辆；
28.s57：记录燃料电池堆的输出功率达到制造商规定值所有的时间 t2；
29.s58：达到规定之后，电堆以不低于规定值的功率，稳定运行至少20min；
30.s59：按照制造商建议的停机操作步骤使车辆停机，试验结束；
31.s60：完成上述所有步骤，则认为车辆设定温度下启动成功；如果车辆在启动过程中出现故障或燃料电池发动机自动停机，则启动失败，需求由布置s55开始重新检测。
32.优选地，所述s60中，如果车辆在频繁启停状态下，氢气排放安全试验步骤如下:
33.s61：车辆在环境舱外完成一次完整的起动、吹扫、停机过程；
34.s62：试验车辆进入环境舱后，停机，并在规定的环境条件下浸车12h；
35.s63：浸车完成后，检查环境和试验舱内的氢气浓度，当氢气浓度为0时，关闭密闭舱；
36.s64：起动车辆，待车辆起动吹扫完成或燃料电池发动机进入怠速状态后，停机；
37.s65：从起动车辆开始记录氢气浓度传感器数据，采样频率至少为1hz；
38.s66：待车辆完成停机吹扫后，再次起动车辆；
39.s67：循环执行s64～s6步骤5次；
40.s68：停机，直到空间内各位置氢气浓度基本稳定并呈现下降趋势时，停止记录数据；
41.s69：各位置氢气浓度传感器测得的氢气体积浓度应满足，在有机械通风的密闭空间内，每小时的空气交换率不大于6，在任意时刻，车辆周围的氢气体积浓度应不大于1％。
42.优选地，所述s6中，车辆obd接口实时读取车辆运行过程中数据包括但不限于，车载供氢信息包括车载供氢系统soc值，压力值，温度值，氢浓度传感器值等；电堆电流，电堆电压，电堆冷却系统进出口水温，冷却液电导率，动力电池电压，动力电池电流，动力电池温度。
43.本发明还提出了一种氢燃料电池整车性能检测的装置，包括环境舱，所述环境舱内设有转毂试验台、氢气浓度检测报警装置及可调通风装置，所述转毂试验台下方设有安全地锚装置，所述转毂试验台一侧设有电气控制柜及操作间。
44.优选地，所述转毂试验台的一侧还设有移动轨道，所述移动轨道上设有固定拉力柱。
45.本发明对压缩氢的(m类、n类)燃料电池电动汽车的性能验证，在用车定期检测与运维，确保车辆在不解体的情况下，使用该集成装置和方法完成对车辆相关数据流的检测与分析。测试时，当车辆在转榖测功机上按照上位机软件既定工况行驶一定距离时，实时获取检测数据流有，环境参数(温度，湿度，大气压强实时获取)，电堆电流，电堆电压，电堆冷却系统进出口水温，动力电池电压，动力电池电流，动力电池温度，尾气排放口氢气浓度和排气温度，排气压力等。
46.当检测结束后，需要获取氢气罐中压力、剩余氢气质量(pv＝mrt/m)，剩余氢气压力，并通过最终上位机软件计算出车辆行驶的距离，氢气消耗量，输出功率等参数。
附图说明
47.图1为本发明提出的一种氢燃料电池整车性能检测装置的示意图；
48.图2为本发明提出的另一种氢燃料电池整车性能检测装置的示意图；
49.图3为车辆外观检查项目图；
50.图4为冷启动性能检测流程图；
51.图5为转毂测功机的控制流程图。
具体实施方式
52.下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
53.本实施例提出的氢燃料电池整车性能检测的方法和装置，是对压缩氢的(m类、n类)燃料电池电动汽车的性能验证，在用车定期检测与运维，确保车辆在不解体的情况下，使用该集成装置和方法完成对车辆相关数据流的检测与分析。本发明需要获取的车辆相关数据流如下(不限于)：测试准备前的环境参数(温度，湿度，大气压强实时获取)、准备测试前的储氢罐内初始氢气质量(pv＝mrt/m)、氢气压力，燃料电池充电量(obd实时获取)，车辆状态(obd实时获取)，车辆胎压(胎压监测仪实时获取)，车载供氢系统(温度，压力)。
54.测试时，当车辆在转榖测功机上按照上位机软件既定工况行驶一定距离时，实时获取检测数据流有，环境参数(温度，湿度，大气压强实时获取)，电堆电流，电堆电压，电堆冷却系统进出口水温，动力电池电压，动力电池电流，动力电池温度，尾气排放口氢气浓度和排气温度，排气压力等。
55.当测试结束后，需要获取氢气罐中压力、剩余氢气质量 (pv＝mrt/m)，剩余氢气压力，并通过最终上位机软件计算出车辆行驶的距离，氢气消耗量，输出功率等参数。
56.如图1所示，针对乘用车，本实施例提供的氢燃料电池整车性能检测的装置，包括环境舱，环境舱内设有转毂试验台、氢气浓度检测报警装置及可调通风装置，转毂试验台下方设有安全地锚装置，转毂试验台一侧设有电气控制柜及操作间。
57.如图2所示，针对商用车，在转毂试验台的一侧还设有移动轨道，移动轨道上设有固定拉力柱。
58.本实施例的氢燃料电池整车性能检测装置，检测时，当车辆驶入到检测工位环境舱后(环境舱应具备氢气浓度检测报警装置及可调通风装置，或者具备甲级环境舱资质要求)，通过安全地锚装置将车辆固定在适当的测量位置，并使车辆在低温(0℃以下)环境下充分浸车(至少大于12小时)之后，在低温环境下启动。
59.对车辆进行低温启动操作至燃料电池堆的输出功率达到制造商规定值时间，并依不低于规定值的功率运行至少20min。
60.打开测试上位机软件，并在软件中登录车辆基本信息，包括但不限于以下信息，车辆应满足出厂时的外形机构和技术参数，各部件运行条件、各种冷却液，润滑油液符合制造商规定的不同温度使用要求。
61.本实施例的具体检测步骤如下：
62.s1：车辆信息登录，通过上位机软件登录信息窗口，录入车辆基本信息，包括：车辆识别代号、车辆厂牌名称，车辆厂牌型号、车辆型号、发动机编号、发动机型号、底盘类型、发动机厂牌、座位数、整备质量、总质量、额定功率、额定转速、、生产日期、排量、最大设计车速、制动类型、悬架类型、是否有abs、大灯灯制、载质量、车长、车宽、车高、轴距、轮胎规格、是否电子手刹、是否空气悬架、转向轴、后钢板弹簧片数、前/后轮距、车辆使用性质，车主信息。
63.s2：车辆外观检查,通过外观检测手持终端对车辆部件目测以及数据记录，具体检测项目如图3所示，或逐项拍照存档，并将检测结果通过无线数据传输到上位机软件；
64.s3：氢气泄露检测，通过关闭环境舱内的通风装置，达到密闭舱要求，通过装有氢气浓度检测装置对燃料电池电动汽车怠速状态下进行氢气泄漏检测，并将检测结果通过无线数据传输到上位机软件，氢气泄漏试验步骤如下:
65.s31：车辆在环境舱外完成一次完整的起动、吹扫、停机过程；
66.s32：车辆进入环境舱后，停机，在车内弧顶最高点安装氢气浓度传感器；
67.s33：关闭环境舱，车辆在标准大气压(101.3
±
1kpa)、30～55℃范围内的某一环境温度下浸车12h，从环境舱温度达到设定温度后开始计时到浸车结束，环境舱内温度控制在设定温度的
±
3℃内，否则浸车无效；
68.s34：浸车完成后，打开环境舱通风装置，检查环境和环境舱内的氢气浓度，当氢气浓度为0时，关闭通风，并开始记录氢气浓度传感器数据；
69.s35：试验持续至少8h，采样频率至少为1hz；
70.s36：各位置氢气浓度传感器测得的氢气体积浓度应满足，在无机械通风的密闭空间内，即每小时的空气交换率不大于0.03，车辆静置8h，车辆周围的氢气体积浓度应不大于1％。
71.s4：电气安全检测，通过万用表或者车载obd系统，获取车辆绝缘电阻、等电位信息，并将检测数据传输到上位机软件；
72.s5：低温冷启动性能检测，车辆在环境舱内进行低温浸车12小时后，进行冷启动性能检测，如图4所示，按照以下步骤进行冷启动性能检测：
73.s51：按照制造商建议的启动操作步骤启动车辆；
74.s52：记录燃料电池堆的输出功率达到制造商规定值所有的时间 t1；
75.s53：达到规定之后，电堆以不低于规定值的功率稳定运行至少 20min；
76.s54：按照制造商建议的停机操作步骤使车辆停机；
77.s55：停机结束后，车辆在该环境中继续二次浸车，时间至少大于12h；
78.s56：按照制造商建议的启动操作步骤再次启动车辆；
79.s57：记录燃料电池堆的输出功率达到制造商规定值所有的时间t2；
80.s58：达到规定之后，电堆以不低于规定值的功率，稳定运行至少20min；
81.s59：按照制造商建议的停机操作步骤使车辆停机，试验结束；
82.s60：完成上述所有步骤，则认为车辆设定温度下启动成功；如果车辆在启动过程中出现故障或燃料电池发动机自动停机，则启动失败，需求由布置s55开始重新检测。
83.如果车辆在频繁启停状态下，氢气排放安全试验步骤如下:
84.s61：车辆在环境舱外完成一次完整的起动、吹扫、停机过程；
85.s62：试验车辆进入环境舱后，停机，并在规定的环境条件下浸车12h；
86.s63：浸车完成后，检查环境和试验舱内的氢气浓度，当氢气浓度为0时，关闭密闭舱；
87.s64：起动车辆，待车辆起动吹扫完成或燃料电池发动机进入怠速状态后，停机；
88.s65：从起动车辆开始记录氢气浓度传感器数据，采样频率至少为1hz；
89.s66：待车辆完成停机吹扫后，再次起动车辆；
90.s67：循环执行s64～s6步骤5次；
91.s68：停机，直到空间内各位置氢气浓度基本稳定并呈现下降趋势时，停止记录数据；
92.s69：各位置氢气浓度传感器测得的氢气体积浓度应满足，在有机械通风的密闭空间内，每小时的空气交换率不大于6，在任意时刻，车辆周围的氢气体积浓度应不大于1％。
93.s6：动力性能检测，上位机软件控制转毂测功机进行检测，同时通过车辆obd接口实时读取车辆运行过程中数据，包括但不限于：车载供氢息(车载供氢系统soc值，压力值，温度值，氢浓度传感器值等)电堆电流，电堆电压，电堆冷却系统进出口水温，冷却液电导率，动力电池电压，动力电池电流，动力电池温度。
94.s7：在最终采集上述信息后，通过转毂测功机上行驶距离s，氢气消耗量差值，计算获得氢能耗。本实施例中，转毂测功机的控制流程如图5所示。
95.本实施例中，低温启动过程中，通过车辆obd接口实时读取车辆运行过程中数据，包括但不限于：车载供氢息(车载供氢系统soc值，压力值，温度值，氢浓度传感器值等)、燃料电堆电流(a)，燃料电堆电压(v)，燃料电堆冷却系统进出口水温(℃)，燃料冷却液电导率，动力蓄电池电压(v)，动力电池电流(a)，动力电池温度(℃)，尾排氢气浓度(ppm)等信息，直至车辆完全停机时结束采样。具体记录数据参考表1。
96.表1、低温启动记录表
[0097][0098]
[0099][0100]
本实施例中以燃料电池发动机额定功率的5％作为低温冷起动后燃料电池堆输出功率的规定值。
[0101]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种氢燃料电池整车性能检测的方法，其特征在于，当车辆驶入到检测工位环境舱后，通过安全地锚装置将车辆固定在测量位置，并使车辆在0℃以下的低温环境充分浸车大于12小时之后，在低温环境下启动，对车辆进行低温启动操作至燃料电池堆的输出功率达到制造商规定值时间，并依不低于规定值的功率运行至少20min，打开测试上位机软件，开始执行以下步骤：s1：车辆信息登录，通过上位机软件登录信息窗口，录入车辆基本信息；s2：车辆外观检查,通过外观检测手持终端对车辆部件目测以及数据记录，或逐项拍照存档，并将检测结果通过无线数据传输到上位机软件；s3：氢气泄露检测，通过关闭环境舱内的通风装置，达到密闭舱要求，通过装有氢气浓度检测装置对燃料电池电动汽车怠速状态下进行氢气泄漏检测，并将检测结果通过无线数据传输到上位机软件；s4：电气安全检测，通过安规检测仪或者车载obd系统，获取车辆绝缘电阻、等电位信息，并将检测数据传输到上位机软件；s5：低温冷启动性能检测，车辆在环境舱内进行低温浸车12小时后，进行冷启动性能检测：s6：动力性能检测，上位机软件控制转毂测功机进行检测，同时通过车辆obd接口实时读取车辆运行过程中数据；s7：在最终采集上述信息后，通过转毂测功机上行驶距离s，氢气消耗量差值，计算获得氢能耗。2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池整车性能检测的方法，其特征在于，所述s1中，录入车辆基本信息包括：车辆识别代号、车辆厂牌名称，车辆厂牌型号、车辆型号、发动机编号、发动机型号、底盘类型、发动机厂牌、座位数、整备质量、总质量、额定功率、额定转速、、生产日期、排量、最大设计车速、制动类型、悬架类型、是否有abs、大灯灯制、载质量、车长、车宽、车高、轴距、轮胎规格、是否电子手刹、是否空气悬架、转向轴、后钢板弹簧片数、前/后轮距、车辆使用性质，车主信息。3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池整车性能检测的方法，其特征在于，所述s3中，氢气泄漏试验步骤如下:s31：车辆在环境舱外完成一次完整的起动、吹扫、停机过程；s32：车辆进入环境舱后，停机，在车内弧顶最高点安装氢气浓度传感器；s33：关闭环境舱，车辆在标准大气压(101.3
±
1kpa)、30～55℃范围内的某一环境温度下浸车12h，从环境舱温度达到设定温度后开始计时到浸车结束，环境舱内温度控制在设定温度的
±
3℃内，否则浸车无效；s34：浸车完成后，打开环境舱通风装置，检查环境和环境舱内的氢气浓度，当氢气浓度为0时，关闭通风，并开始记录氢气浓度传感器数据；s35：试验持续至少8h，采样频率至少为1hz；s36：各位置氢气浓度传感器测得的氢气体积浓度应满足，在无机械通风的密闭空间内，即每小时的空气交换率不大于0.03，车辆静置8h，车辆周围的氢气体积浓度应不大于1％。4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池整车性能检测的方法，其特征在于，所述s5
中，按照以下步骤冷启动性能检测：s51：按照制造商建议的启动操作步骤启动车辆；s52：记录燃料电池堆的输出功率达到制造商规定值所有的时间t1；s53：达到规定之后，电堆以不低于规定值的功率稳定运行至少20min；s54：按照制造商建议的停机操作步骤使车辆停机；s55：停机结束后，车辆在该环境中继续二次浸车，时间至少大于12h；s56：按照制造商建议的启动操作步骤再次启动车辆；s57：记录燃料电池堆的输出功率达到制造商规定值所有的时间t2；s58：达到规定之后，电堆以不低于规定值的功率，稳定运行至少20min；s59：按照制造商建议的停机操作步骤使车辆停机，试验结束；s60：完成上述所有步骤，则认为车辆设定温度下启动成功；如果车辆在启动过程中出现故障或燃料电池发动机自动停机，则启动失败，需求由布置s55开始重新检测。5.根据权利要求4所述的一种氢燃料电池整车性能检测的方法，其特征在于，所述s60中，如果车辆在频繁启停状态下，氢气排放安全试验步骤如下:s61：车辆在环境舱外完成一次完整的起动、吹扫、停机过程；s62：试验车辆进入环境舱后，停机，并在规定的环境条件下浸车12h；s63：浸车完成后，检查环境和试验舱内的氢气浓度，当氢气浓度为0时，关闭密闭舱；s64：起动车辆，待车辆起动吹扫完成或燃料电池发动机进入怠速状态后，停机；s65：从起动车辆开始记录氢气浓度传感器数据，采样频率至少为1hz；s66：待车辆完成停机吹扫后，再次起动车辆；s67：循环执行s64～s66步骤5次；s68：停机，直到空间内各位置氢气浓度基本稳定并呈现下降趋势时，停止记录数据；s69：各位置氢气浓度传感器测得的氢气体积浓度应满足，在有机械通风的密闭空间内，每小时的空气交换率不大于6，在任意时刻，车辆周围的氢气体积浓度应不大于1％。6.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池整车性能检测的方法，其特征在于，所述s6中，车辆obd接口实时读取车辆运行过程中数据包括但不限于，车载供氢信息包括车载供氢系统soc值，压力值，温度值，氢浓度传感器值等；电堆电流，电堆电压，电堆冷却系统进出口水温，冷却液电导率，动力电池电压，动力电池电流，动力电池温度。7.一种氢燃料电池整车性能检测的装置，其特征在于，包括环境舱，所述环境舱内设有转毂试验台、氢气浓度检测报警装置及可调通风装置，所述转毂试验台下方设有安全地锚装置，所述转毂试验台一侧设有电气控制柜及操作间。8.根据权利要求7所述的一种氢燃料电池整车性能检测的装置，其特征在于，所述转毂试验台的一侧还设有移动轨道，所述移动轨道上设有固定拉力柱。
技术总结本发明公开了一种氢燃料电池整车性能检测的方法和装置，检测步骤如下：S1：车辆信息登录；S2：车辆外观检查；S3：氢气泄露检测；S4：电气安全检测；S5：低温冷启动性能检测；S6：动力性能检测；S7：在最终采集上述信息后，通过测功机上行驶距离S，氢气消耗量差值，计算获得氢能耗。本发明对压缩氢的(M类、N类)燃料电池电动汽车的性能验证，在用车定期检测与运维，确保车辆在不解体的情况下，使用该集成装置和方法完成对车辆相关数据流的检测与分析。完成对车辆相关数据流的检测与分析。完成对车辆相关数据流的检测与分析。
技术研发人员：李振 李振峰 郭颖斯 李红胜
受保护的技术使用者：广东康士柏科技股份有限公司
技术研发日：2022.05.30
技术公布日：2022/11/1
