DB37-T 4099-2020 質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動機故障分類、遠程診斷及處理方法

ICS27.070F19

DB37山 東 省 地 方 標 準DB37/T4099—2020Faultclassification,remotediagnosisandtroubleshootingofprotonexchangemembranefuelcellengine2020Faultclassification,remotediagnosisandtroubleshootingofprotonexchangemembranefuelcellengine2020083120201001山東省市場監(jiān)督管理局發(fā)布目 次前言 II112范引文件 13義術(shù)語 14障類 25障程斷 56障理法 8附錄A（料附）故障錄 10參考獻 11前 言本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準由山東省工業(yè)和信息化廳提出、歸口并組織實施。本標準主要起草人：潘鳳文、常會楷、王欽普、時保帆、李可敬、魏倩雯、郭婷、張妍懿、張椿、梁云潔、劉楠楠、郗富強、梁滿志、譙凱、侯偉、王侃侃、鞏建坡、曹精明、劉曉輝。本標準為首次發(fā)布。燃料電池發(fā)動機邊界燃料電池散熱系統(tǒng)含燃料電池發(fā)動機邊界燃料電池散熱系統(tǒng)含熱水、 熱理系統(tǒng)電扇或試 含泵加器等臺架散熱器和通訊線束 氫源 氫處理系統(tǒng)含瓶減閥等 高壓供電燃料電池模塊含集成外殼、電堆、通風(fēng)裝置等控制系統(tǒng) 排氣系統(tǒng)含消音器等BOP冷卻系統(tǒng)空氣源含空濾等 質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動機故障分類、遠程診斷及處理方法范圍GB/T20042.1質(zhì)子交換膜燃料電池第1部分：術(shù)語GB/T24548燃料電池電動汽車術(shù)語GB/T28816燃料電池術(shù)語GB/T32960.3電動汽車遠程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范第3部分：通信協(xié)議及數(shù)據(jù)格式QC/T893電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)故障分類及判斷3定義和術(shù)語3定義和術(shù)語GB/T20042.1、GB/T24548和GB/T28816界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1燃料電池發(fā)動機fuelcellengine圖1燃料電池發(fā)動機框圖3.2本質(zhì)故障essentialfault在規(guī)定使用條件下，由于燃料電池發(fā)動機本身固有因素或缺陷而引起的故障。示例：燃料電池發(fā)動機性能下降超過規(guī)定值。3.3誤用故障misusefault不按規(guī)定條件使用、維修和保養(yǎng)，或由于外界因素而引起的故障。示例：未按使用說明書規(guī)定維護保養(yǎng)而引起的故障。3.4從屬故障dependentfault由某一故障引起的派生故障。示例：空壓機發(fā)生故障，導(dǎo)致增濕器或其他一系列零部件損壞，則增濕器或其他零部件損壞均屬從屬故障。3.5故障碼diagnostictroublecode能夠代表或標示出故障的一組數(shù)字或字母數(shù)字組合。3.6按照生產(chǎn)商規(guī)定的程序，燃料電池發(fā)動機從運行狀態(tài)過渡到停止運行的狀態(tài)。3.7緊急關(guān)機emergencyshutdown按照生產(chǎn)商規(guī)定的程序，燃料電池發(fā)動機從運行狀態(tài)過渡到停止運行的狀態(tài)。3.7緊急關(guān)機emergencyshutdown/4故障分類4.1故障分類方法1表1故障分類及特性描述序號故障等級故障類型故障特性描述1四級故障致命故障某項參數(shù)超出規(guī)定值的安全范圍，燃料電池發(fā)動機緊急關(guān)機；危及人身安全；影響行車安全；對周圍環(huán)境造成嚴重危害；a表1故障分類及特性描述（續(xù)）序號故障等級故障類型故障特性描述2三級故障嚴重故障b燃料電池發(fā)動機無法響應(yīng)啟動3二級故障一般故障某項參數(shù)超出規(guī)定值，但在可接受范圍內(nèi)，影響燃料電池發(fā)動機正常運行；不需要更換主要零部件4一級故障輕微故障某項參數(shù)偏離正常范圍，不影響燃料電池發(fā)動機正常運行；不需要更換零部件注：重要零部件包括燃料電池堆等。a類主要零部件包括氫氣濃度傳感器、燃料電池發(fā)動機控制器、電流傳感器、氫氣調(diào)壓閥等。b類主要零部件包括空壓機、空壓機控制器、水泵、電控三通閥、中冷器、增濕器、氫氣循環(huán)泵、溫度傳感器、氫氣電磁閥、電子節(jié)氣門等。4.2.34.2.44.2.5障。4.2.34.2.44.2.5障。4.2.6本質(zhì)故障和從屬故障同時存在時，應(yīng)按造成最嚴重后果的故障判定。按照產(chǎn)品說明書中規(guī)定，燃料電池發(fā)動機定期更換易損件，定期保養(yǎng)進行關(guān)機，不應(yīng)判定為故燃料電池發(fā)動機可監(jiān)測故障模式及等級，包括但不限于表2。表2可監(jiān)測故障模式及等級表序號故障模式故障特性描述故障等級1燃料電池堆電流過流燃料電池堆輸出電流超過規(guī)定值二級故障、三級故障、四級故障2燃料電池堆電流過低燃料電池堆輸出電流低于規(guī)定值一級故障、二級故障、三級故障3燃料電池堆電壓過高燃料電池堆電壓超過規(guī)定值二級故障、三級故障4燃料電池堆電壓過低燃料電池堆電壓低于規(guī)定值二級故障、三級故障、四級故障5單電池電壓過高燃料電池堆單電池電壓超過規(guī)定值二級故障、三級故障6單電池電壓過低燃料電池堆單電池電壓低于規(guī)定值二級故障、三級故障、四級故障7燃料電池堆進口冷卻液溫度過高燃料電池堆進口冷卻液溫度超過規(guī)定值一級故障、二級故障、三級故障8燃料電池堆進口冷卻液溫度過低燃料電池堆進口冷卻液溫度低于規(guī)定值一級故障、二級故障表2可監(jiān)測故障模式及等級表（續(xù)）序號故障模式故障特性描述故障等級9燃料電池堆出口冷卻液溫度過高燃料電池堆出口冷卻液溫度超過規(guī)定值一級故障、二級故障、三級故障10燃料電池堆出口冷卻液溫度過低燃料電池堆出口冷卻液溫度低于規(guī)定值一級故障、二級故障11燃料電池堆進出口冷卻液溫度差過高燃料電池堆進出口冷卻液溫度差值超過規(guī)定值一級故障、二級故障、三級故障12燃料電池堆進出口冷卻液溫度差過低燃料電池堆進出口冷卻液溫度差值低于規(guī)定值一級故障、二級故障13燃料電池堆進口空氣溫度過高燃料電池堆進口空氣溫度超過規(guī)定值二級故障、三級故障14燃料電池堆進口空氣溫度過低燃料電池堆進口空氣溫度低于規(guī)定值二級故障、三級故障15燃料電池堆出口空氣溫度過高燃料電池堆出口空氣溫度超過規(guī)定值二級故障、三級故障16燃料電池堆出口空氣溫度過低燃料電池堆出口空氣溫度低于規(guī)定值二級故障、三級故障17燃料電池發(fā)動機進口氫氣壓力過高燃料電池發(fā)動機進口氫氣壓力超過規(guī)定值二級故障、三級故障、四級故障18燃料電池發(fā)動機進口氫氣壓力過低燃料電池發(fā)動機進口氫氣壓力低于規(guī)定值二級故障、三級故障、四級故障19燃料電池堆進口氫氣壓力過高燃料電池堆進口氫氣壓力超過規(guī)定值三級故障、四級故障20燃料電池堆進口氫氣壓力過低燃料電池堆進口氫氣壓力低于規(guī)定值二級故障、三級故障、四級故障21燃料電池堆出口氫氣壓力過高燃料電池堆出口氫氣壓力超過規(guī)定值三級故障、四級故障22燃料電池堆出口氫氣壓力過低燃料電池堆出口氫氣壓力低于規(guī)定值三級故障、四級故障23燃料電池堆進口空氣壓力過高燃料電池堆進口空氣壓力超過規(guī)定值二級故障、三級故障24燃料電池堆進口空氣壓力過低燃料電池堆進口空氣壓力低于規(guī)定值二級故障、三級故障25燃料電池堆進口冷卻液壓力過高燃料電池堆進口冷卻液壓力超過規(guī)定值二級故障、三級故障26燃料電池堆進口冷卻液壓力過低燃料電池堆進口冷卻液壓力低于規(guī)定值二級故障、三級故障27燃料電池堆出口冷卻液壓力過高燃料電池堆出口冷卻液壓力超過規(guī)定值二級故障、三級故障28燃料電池堆出口冷卻液壓力過低燃料電池堆出口冷卻液壓力低于規(guī)定值二級故障、三級故障29冷卻液電導(dǎo)率過高燃料電池發(fā)動機冷卻液電導(dǎo)率超過規(guī)定值二級故障、三級故障30絕緣阻值過低燃料電池發(fā)動機絕緣電阻值低于規(guī)定值二級故障、三級故障、四級故障31氫氣濃度過高氫氣濃度超過規(guī)定值一級故障、二級故障、三級故障、四級故障32空氣流量過高空壓機空氣流量超過規(guī)定值二級故障、三級故障33空氣流量過低空壓機空氣流量低于規(guī)定值二級故障、三級故障34風(fēng)扇反饋轉(zhuǎn)速過低箱體強制通風(fēng)用風(fēng)扇，轉(zhuǎn)速低于規(guī)定值或反轉(zhuǎn)二級故障、三級故障、四級故障35電機設(shè)備堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為零，仍有扭矩輸出的情況三級故障、四級故障36電機設(shè)備超速轉(zhuǎn)速超過規(guī)定值三級故障、四級故障37低壓電源電壓過高低壓電源電壓超過規(guī)定值二級故障表2可監(jiān)測故障模式及等級表（續(xù)）序號故障模式故障特性描述故障等級38低壓電源電壓過低低壓電源電壓低于規(guī)定值二級故障39短路電路中不同電位之間由于絕緣損壞等發(fā)生線路短路二級故障、三級故障、四級故障40開路電路中線束等連接斷開一級故障、二級故障、三級故障、四級故障41燃料電池發(fā)動機或其零部件通訊超時燃料電池發(fā)動機控制器和零部件通訊時間超過規(guī)定值三級故障42燃料電池發(fā)動機或其零部件開機超時開機時間超過規(guī)定值三級故障、四級故障43燃料電池發(fā)動機或其零部件關(guān)機超時關(guān)機總時間或關(guān)機子狀態(tài)時間超過規(guī)定值三級故障、四級故障4.2.7表3不可監(jiān)測故障模式及類型表序號故障模式故障特性描述故障類型1氫脆氫原子進入金屬后使晶格應(yīng)變增大，因而降低韌性及延性，引起脆化的現(xiàn)象嚴重故障、致命故障2中毒燃料電池堆的膜電極受到污染，導(dǎo)致燃料電池發(fā)動機性能降低嚴重故障、致命故障3氣體泄漏除正常排氣和放空外，供氣系統(tǒng)和燃料電池發(fā)動機出現(xiàn)的氣體外泄的現(xiàn)象一般故障、嚴重故障4銹蝕金屬在大氣中由于氧、水分及其它雜質(zhì)而引起的生銹輕微故障、一般故障5卡滯電氣節(jié)氣門等零部件在規(guī)定的運動軌跡上有間歇或受阻的現(xiàn)象一般故障、嚴重故障6滑絲受力過大或其他原因?qū)е侣菅滥p，螺紋連接無法擰緊嚴重故障、致命故障7穴蝕水泵接觸液體零件的表面，因氣泡爆炸、電化學(xué)等腐蝕原因而造成麻點狀和針狀小孔的現(xiàn)象一般故障、嚴重故障8喘振葉片式壓縮機的流量減少到一定程度時所發(fā)生的一種非正常工況下的振動嚴重故障9異常振動燃料電池發(fā)動機內(nèi)旋轉(zhuǎn)件出現(xiàn)明顯振動，常伴有異響一般故障、嚴重故障10嘯叫空壓機或者電機工作時出現(xiàn)尖銳的高頻噪聲嚴重故障4.2.8其他故障模式可參照QC/T893—2011中附錄A的規(guī)定。5故障遠程診斷5.2.2燃料電池堆數(shù)據(jù)燃料電池堆數(shù)據(jù)上傳周期應(yīng)不大于30s，數(shù)據(jù)內(nèi)容、描述及要求包括但不限于表5和表6。5.2.2燃料電池堆數(shù)據(jù)燃料電池堆數(shù)據(jù)上傳周期應(yīng)不大于30s，數(shù)據(jù)內(nèi)容、描述及要求包括但不限于表5和表6。表5燃料電池堆數(shù)據(jù)內(nèi)容、描述及要求按照GB/T32960.3，建立燃料電池發(fā)動機遠程通信連接。按照GB/T32960.330s4表4燃料電池發(fā)動機數(shù)據(jù)內(nèi)容、描述及要求數(shù)據(jù)內(nèi)容描述及要求燃料電池發(fā)動機輸出電壓0～200（0V～200V0.0xF0FE”0xF,xF燃料電池發(fā)動機輸出電流0～00（0～+200A.1A0F,xE”0xF,xF燃料消耗率0～00（0g10m～0g10m0.1k/00kmxF0FE0xF,xF燃料電池發(fā)動機溫度探針總數(shù)N個燃料電池發(fā)動機溫度探針，有效值范圍：0～551xF,xE”表示0xF,xF探針溫度值0～2（400℃～201℃氫氣濃度有效值范圍：0～000（表示0pm～00pm，最小計量單元：1pm，“0xF0FExF,xF燃料電池發(fā)動機工作狀態(tài)00：關(guān)閉；10FE0xFF數(shù)據(jù)內(nèi)容描述及要求燃料電池堆個數(shù)有效值范圍：1～200FE0xFF燃料電池堆標稱電壓0～200（0V～200V0.0xF0FE”0xF,xF燃料電池堆標稱電流有效值范圍：0～20000（表示0A～+00A，最小計量單元：0.1A，“0xF0FExF,xF燃料電池堆信息表包括但不限于表6表6燃料電池堆數(shù)據(jù)內(nèi)容、描述及要求數(shù)據(jù)內(nèi)容描述及要求單電池平均電壓0～20（0～2.V0.0V0xF0FE”0xF,xF燃料電池堆出口冷卻液溫度0～5（偏移量00℃～101氫氣入口壓力有效值范圍：0～3000（偏移量-10Pa，表示-10Pa～0Pa，最小計量單元：0.1kPa空氣入口壓力有效值范圍：0～3000（偏移量-10Pa，表示-10Pa～0Pa，最小計量單元：0.1kPa5.2.3輔助系統(tǒng)燃料電池發(fā)動機輔助系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳周期應(yīng)不大于30s，數(shù)據(jù)內(nèi)容、描述及要求包括但不限于表7。1s30s1s數(shù)據(jù)內(nèi)容描述及要求空壓機狀態(tài)00：關(guān)閉；01：啟動空壓機電機控制器輸入電壓0～100（0V～100V0.0xF0FE”0xF,xF空壓機電機控制器輸出電壓0～100（0V～100V0.0xF0FE”0xF,xF空壓機轉(zhuǎn)速有效值范圍：0～1000（表示0rmn～2000rmn，最小計量單元：r/min空壓機工作功率0～（-5kWW～0W1kW，“0xF0FExF,xF氫氣循環(huán)泵電機控制器輸入電壓0～2（～50V0.0xF,xE”0xF,xF氫氣循環(huán)泵轉(zhuǎn)速0～5（0/mn～020rmn40/冷卻水泵控制器輸入電壓0～100