DB37-T 4099-2020 质子交换膜燃料电池发动机故障分类、远程诊断及处理方法

ICS27.070F19

DB37山 东 省 地 方 标 准DB37/T4099—2020Faultclassification,remotediagnosisandtroubleshootingofprotonexchangemembranefuelcellengine2020Faultclassification,remotediagnosisandtroubleshootingofprotonexchangemembranefuelcellengine2020083120201001山东省市场监督管理局发布目 次前言 II112范引文件 13义术语 14障类 25障程断 56障理法 8附录A（料附）故障录 10参考献 11前 言本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由山东省工业和信息化厅提出、归口并组织实施。本标准主要起草人：潘凤文、常会楷、王钦普、时保帆、李可敬、魏倩雯、郭婷、张妍懿、张椿、梁云洁、刘楠楠、郗富强、梁满志、谯凯、侯伟、王侃侃、巩建坡、曹精明、刘晓辉。本标准为首次发布。燃料电池发动机边界燃料电池散热系统含燃料电池发动机边界燃料电池散热系统含热水、 热理系统电扇或试 含泵加器等台架散热器和通讯线束 氢源 氢处理系统含瓶减阀等 高压供电燃料电池模块含集成外壳、电堆、通风装置等控制系统 排气系统含消音器等BOP冷却系统空气源含空滤等 质子交换膜燃料电池发动机故障分类、远程诊断及处理方法范围GB/T20042.1质子交换膜燃料电池第1部分：术语GB/T24548燃料电池电动汽车术语GB/T28816燃料电池术语GB/T32960.3电动汽车远程服务与管理系统技术规范第3部分：通信协议及数据格式QC/T893电动汽车用驱动电机系统故障分类及判断3定义和术语3定义和术语GB/T20042.1、GB/T24548和GB/T28816界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1燃料电池发动机fuelcellengine图1燃料电池发动机框图3.2本质故障essentialfault在规定使用条件下，由于燃料电池发动机本身固有因素或缺陷而引起的故障。示例：燃料电池发动机性能下降超过规定值。3.3误用故障misusefault不按规定条件使用、维修和保养，或由于外界因素而引起的故障。示例：未按使用说明书规定维护保养而引起的故障。3.4从属故障dependentfault由某一故障引起的派生故障。示例：空压机发生故障，导致增湿器或其他一系列零部件损坏，则增湿器或其他零部件损坏均属从属故障。3.5故障码diagnostictroublecode能够代表或标示出故障的一组数字或字母数字组合。3.6按照生产商规定的程序，燃料电池发动机从运行状态过渡到停止运行的状态。3.7紧急关机emergencyshutdown按照生产商规定的程序，燃料电池发动机从运行状态过渡到停止运行的状态。3.7紧急关机emergencyshutdown/4故障分类4.1故障分类方法1表1故障分类及特性描述序号故障等级故障类型故障特性描述1四级故障致命故障某项参数超出规定值的安全范围，燃料电池发动机紧急关机；危及人身安全；影响行车安全；对周围环境造成严重危害；a表1故障分类及特性描述（续）序号故障等级故障类型故障特性描述2三级故障严重故障b燃料电池发动机无法响应启动3二级故障一般故障某项参数超出规定值，但在可接受范围内，影响燃料电池发动机正常运行；不需要更换主要零部件4一级故障轻微故障某项参数偏离正常范围，不影响燃料电池发动机正常运行；不需要更换零部件注：重要零部件包括燃料电池堆等。a类主要零部件包括氢气浓度传感器、燃料电池发动机控制器、电流传感器、氢气调压阀等。b类主要零部件包括空压机、空压机控制器、水泵、电控三通阀、中冷器、增湿器、氢气循环泵、温度传感器、氢气电磁阀、电子节气门等。4.2.34.2.44.2.5障。4.2.34.2.44.2.5障。4.2.6本质故障和从属故障同时存在时，应按造成最严重后果的故障判定。按照产品说明书中规定，燃料电池发动机定期更换易损件，定期保养进行关机，不应判定为故燃料电池发动机可监测故障模式及等级，包括但不限于表2。表2可监测故障模式及等级表序号故障模式故障特性描述故障等级1燃料电池堆电流过流燃料电池堆输出电流超过规定值二级故障、三级故障、四级故障2燃料电池堆电流过低燃料电池堆输出电流低于规定值一级故障、二级故障、三级故障3燃料电池堆电压过高燃料电池堆电压超过规定值二级故障、三级故障4燃料电池堆电压过低燃料电池堆电压低于规定值二级故障、三级故障、四级故障5单电池电压过高燃料电池堆单电池电压超过规定值二级故障、三级故障6单电池电压过低燃料电池堆单电池电压低于规定值二级故障、三级故障、四级故障7燃料电池堆进口冷却液温度过高燃料电池堆进口冷却液温度超过规定值一级故障、二级故障、三级故障8燃料电池堆进口冷却液温度过低燃料电池堆进口冷却液温度低于规定值一级故障、二级故障表2可监测故障模式及等级表（续）序号故障模式故障特性描述故障等级9燃料电池堆出口冷却液温度过高燃料电池堆出口冷却液温度超过规定值一级故障、二级故障、三级故障10燃料电池堆出口冷却液温度过低燃料电池堆出口冷却液温度低于规定值一级故障、二级故障11燃料电池堆进出口冷却液温度差过高燃料电池堆进出口冷却液温度差值超过规定值一级故障、二级故障、三级故障12燃料电池堆进出口冷却液温度差过低燃料电池堆进出口冷却液温度差值低于规定值一级故障、二级故障13燃料电池堆进口空气温度过高燃料电池堆进口空气温度超过规定值二级故障、三级故障14燃料电池堆进口空气温度过低燃料电池堆进口空气温度低于规定值二级故障、三级故障15燃料电池堆出口空气温度过高燃料电池堆出口空气温度超过规定值二级故障、三级故障16燃料电池堆出口空气温度过低燃料电池堆出口空气温度低于规定值二级故障、三级故障17燃料电池发动机进口氢气压力过高燃料电池发动机进口氢气压力超过规定值二级故障、三级故障、四级故障18燃料电池发动机进口氢气压力过低燃料电池发动机进口氢气压力低于规定值二级故障、三级故障、四级故障19燃料电池堆进口氢气压力过高燃料电池堆进口氢气压力超过规定值三级故障、四级故障20燃料电池堆进口氢气压力过低燃料电池堆进口氢气压力低于规定值二级故障、三级故障、四级故障21燃料电池堆出口氢气压力过高燃料电池堆出口氢气压力超过规定值三级故障、四级故障22燃料电池堆出口氢气压力过低燃料电池堆出口氢气压力低于规定值三级故障、四级故障23燃料电池堆进口空气压力过高燃料电池堆进口空气压力超过规定值二级故障、三级故障24燃料电池堆进口空气压力过低燃料电池堆进口空气压力低于规定值二级故障、三级故障25燃料电池堆进口冷却液压力过高燃料电池堆进口冷却液压力超过规定值二级故障、三级故障26燃料电池堆进口冷却液压力过低燃料电池堆进口冷却液压力低于规定值二级故障、三级故障27燃料电池堆出口冷却液压力过高燃料电池堆出口冷却液压力超过规定值二级故障、三级故障28燃料电池堆出口冷却液压力过低燃料电池堆出口冷却液压力低于规定值二级故障、三级故障29冷却液电导率过高燃料电池发动机冷却液电导率超过规定值二级故障、三级故障30绝缘阻值过低燃料电池发动机绝缘电阻值低于规定值二级故障、三级故障、四级故障31氢气浓度过高氢气浓度超过规定值一级故障、二级故障、三级故障、四级故障32空气流量过高空压机空气流量超过规定值二级故障、三级故障33空气流量过低空压机空气流量低于规定值二级故障、三级故障34风扇反馈转速过低箱体强制通风用风扇，转速低于规定值或反转二级故障、三级故障、四级故障35电机设备堵转转速为零，仍有扭矩输出的情况三级故障、四级故障36电机设备超速转速超过规定值三级故障、四级故障37低压电源电压过高低压电源电压超过规定值二级故障表2可监测故障模式及等级表（续）序号故障模式故障特性描述故障等级38低压电源电压过低低压电源电压低于规定值二级故障39短路电路中不同电位之间由于绝缘损坏等发生线路短路二级故障、三级故障、四级故障40开路电路中线束等连接断开一级故障、二级故障、三级故障、四级故障41燃料电池发动机或其零部件通讯超时燃料电池发动机控制器和零部件通讯时间超过规定值三级故障42燃料电池发动机或其零部件开机超时开机时间超过规定值三级故障、四级故障43燃料电池发动机或其零部件关机超时关机总时间或关机子状态时间超过规定值三级故障、四级故障4.2.7表3不可监测故障模式及类型表序号故障模式故障特性描述故障类型1氢脆氢原子进入金属后使晶格应变增大，因而降低韧性及延性，引起脆化的现象严重故障、致命故障2中毒燃料电池堆的膜电极受到污染，导致燃料电池发动机性能降低严重故障、致命故障3气体泄漏除正常排气和放空外，供气系统和燃料电池发动机出现的气体外泄的现象一般故障、严重故障4锈蚀金属在大气中由于氧、水分及其它杂质而引起的生锈轻微故障、一般故障5卡滞电气节气门等零部件在规定的运动轨迹上有间歇或受阻的现象一般故障、严重故障6滑丝受力过大或其他原因导致螺牙磨损，螺纹连接无法拧紧严重故障、致命故障7穴蚀水泵接触液体零件的表面，因气泡爆炸、电化学等腐蚀原因而造成麻点状和针状小孔的现象一般故障、严重故障8喘振叶片式压缩机的流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动严重故障9异常振动燃料电池发动机内旋转件出现明显振动，常伴有异响一般故障、严重故障10啸叫空压机或者电机工作时出现尖锐的高频噪声严重故障4.2.8其他故障模式可参照QC/T893—2011中附录A的规定。5故障远程诊断5.2.2燃料电池堆数据燃料电池堆数据上传周期应不大于30s，数据内容、描述及要求包括但不限于表5和表6。5.2.2燃料电池堆数据燃料电池堆数据上传周期应不大于30s，数据内容、描述及要求包括但不限于表5和表6。表5燃料电池堆数据内容、描述及要求按照GB/T32960.3，建立燃料电池发动机远程通信连接。按照GB/T32960.330s4表4燃料电池发动机数据内容、描述及要求数据内容描述及要求燃料电池发动机输出电压0～200（0V～200V0.0xF0FE”0xF,xF燃料电池发动机输出电流0～00（0～+200A.1A0F,xE”0xF,xF燃料消耗率0～00（0g10m～0g10m0.1k/00kmxF0FE0xF,xF燃料电池发动机温度探针总数N个燃料电池发动机温度探针，有效值范围：0～551xF,xE”表示0xF,xF探针温度值0～2（400℃～201℃氢气浓度有效值范围：0～000（表示0pm～00pm，最小计量单元：1pm，“0xF0FExF,xF燃料电池发动机工作状态00：关闭；10FE0xFF数据内容描述及要求燃料电池堆个数有效值范围：1～200FE0xFF燃料电池堆标称电压0～200（0V～200V0.0xF0FE”0xF,xF燃料电池堆标称电流有效值范围：0～20000（表示0A～+00A，最小计量单元：0.1A，“0xF0FExF,xF燃料电池堆信息表包括但不限于表6表6燃料电池堆数据内容、描述及要求数据内容描述及要求单电池平均电压0～20（0～2.V0.0V0xF0FE”0xF,xF燃料电池堆出口冷却液温度0～5（偏移量00℃～101氢气入口压力有效值范围：0～3000（偏移量-10Pa，表示-10Pa～0Pa，最小计量单元：0.1kPa空气入口压力有效值范围：0～3000（偏移量-10Pa，表示-10Pa～0Pa，最小计量单元：0.1kPa5.2.3辅助系统燃料电池发动机辅助系统数据上传周期应不大于30s，数据内容、描述及要求包括但不限于表7。1s30s1s数据内容描述及要求空压机状态00：关闭；01：启动空压机电机控制器输入电压0～100（0V～100V0.0xF0FE”0xF,xF空压机电机控制器输出电压0～100（0V～100V0.0xF0FE”0xF,xF空压机转速有效值范围：0～1000（表示0rmn～2000rmn，最小计量单元：r/min空压机工作功率0～（-5kWW～0W1kW，“0xF0FExF,xF氢气循环泵电机控制器输入电压0～2（～50V0.0xF,xE”0xF,xF氢气循环泵转速0～5（0/mn～020rmn40/冷却水泵控制器输入电压0～100