ZAŁĄCZNIK 4

Warunki badania i procedury oceny integralności układu zasilania paliwem wodorowym po zderzeniu

1. Cel Określenie zgodności z wymaganiami określonymi w niniejszym regulaminie pkt 5.2.1.

2. Definicje Do celów niniejszego załącznika:

2.1. „przestrzenie zamknięte” oznaczają określone objętości w pojeździe (lub w obrysie pojazdu przebiegającym w poprzek stref otwartych), które znajdują się na zewnątrz instalacji wodorowej (układu przechowywania, układu ogniw paliwowych oraz układu sterowania przepływem paliwa) i jej obudowy (jeżeli istnieje) i w których może gromadzić się wodór (a tym samym stanowić zagrożenie), m.in. przedział pasażerski, przedział bagażowy oraz przestrzeń pod maską;

2.2. „przedział bagażowy” oznacza przestrzeń w pojeździe przeznaczoną do przechowywania bagażu lub towarów, ograniczoną dachem, maską, podłogą, ścianami bocznymi, oddzieloną od przedziału pasażerskiego przegrodą przednią lub przegrodą tylną;

2.3. „nominalne ciśnienie robocze” (NWP) oznacza ciśnienie manometryczne charakterystyczne dla typowego działania układu. W odniesieniu do zbiorników na sprężony wodór gazowy NWP oznacza ciśnienie ustalone sprężonego gazu w przypadku w pełni zatankowanego zbiornika lub układu przechowywania w jednolitej temperaturze 15 °C.

3. Przygotowanie, oprzyrządowanie i warunki badania

3.1. Układy i przewody przechowywania sprężonego wodoru

3.1.1. Przed przeprowadzeniem badania zderzeniowego w układzie przechowywania wodoru instaluje się oprzyrządowanie w celu dokonania wymaganych pomiarów ciśnienia i temperatury, jeżeli pojazd standardowy nie jest już wyposażony w oprzyrządowanie o wymaganej dokładności.

3.1.2. Układ przechowywania wodoru jest następnie w razie potrzeby oczyszczany zgodnie ze wskazówkami producenta w celu usunięcia zanieczyszczeń ze zbiornika przed wypełnieniem układu przechowywania sprężonym wodorem lub gazowym helem. Ze względu na to, że ciśnienie układu przechowywania zmienia się w zależności od temperatury, docelowe ciśnienie napełniania jest funkcją temperatury. Docelowe ciśnienie ustala się na podstawie następującego wzoru: Ptarget = NWP × (273 + To)/288 gdzie NWP to nominalne ciśnienie robocze (MPa), To to przewidywana temperatura otoczenia, jaką osiągnie układ przechowywania, a Ptarget to docelowe ciśnienie napełniania po ustabilizowaniu się temperatury.

3.1.3. Zbiornik napełnia się do momentu, aż osiągnie on co najmniej 95 % docelowego ciśnienia napełniania, i przed przeprowadzeniem badania zderzeniowego pozostawia się go do czasu ustabilizowania się temperatury.

3.1.4. Główny zawór ograniczający i zawory odcinające dla wodoru gazowego, umieszczone w dalszej części instalacji przewodów gazowych, bezpośrednio przed zderzeniem pozostają w normalnych warunkach eksploatacyjnych.

3.2. Przestrzenie zamknięte

3.2.1. Czujniki dobiera się tak, by mierzyły gromadzenie się gazowego wodoru lub helu albo redukcję ilości tlenu (w związku z wypieraniem powietrza przez wyciekający wodór lub hel).

3.2.2. Czujniki są kalibrowane do identyfikowalnych punktów odniesienia, tak aby zapewnić dokładność ±5 % w odniesieniu do docelowych kryteriów 4 % objętości wodoru i 3 % objętości helu w powietrzu oraz pełną skalę możliwości pomiarowej w zakresie co najmniej 25 % wyższym od docelowych kryteriów. Czujnik powinien być zdolny do 90-procentowej reakcji na zmianę stężenia w pełnej skali w ciągu 10 sekund.

3.2.3. Przed zderzeniem czujniki są umieszczone w następujący sposób w przedziale pasażerskim i bagażowym pojazdu: a) w odległości do 250 mm od podsufitki znajdującej się nad siedzeniem kierowcy lub w pobliżu górnej środkowej części przedziału pasażerskiego; b) w odległości do 250 mm od podłogi naprzeciw tylnego (lub najbardziej wysuniętego do tyłu) siedzenia w przedziale pasażerskim; oraz c) w odległości do 100 mm od górnej części przedziałów bagażowych pojazdu, które nie zostaną bezpośrednio dotknięte zderzeniem w ramach przeprowadzanego badania.

3.2.4. Czujniki są pewnie zamocowane na konstrukcji pojazdu lub siedzeń oraz zabezpieczone na czas planowanego badania zderzeniowego przed odłamkami, gazem wystrzelanym z poduszek powietrznych oraz pociskami. Pomiary wykonywane po zderzeniu są zapisywane przez przyrządy umieszczone we wnętrzu pojazdu lub przekazywane zdalnie.

3.2.5. Badanie można przeprowadzić na zewnątrz, w obszarze osłoniętym przed wiatrem i możliwymi skutkami słońca, albo w pomieszczeniu zamkniętym, dostatecznie obszernym lub wentylowanym, aby zapobiec gromadzeniu się wodoru do poziomu przekraczającego 10 % docelowych kryteriów w przedziałach pasażerskim i bagażowym.

4. Badanie pomiarowe szczelności po zderzeniu dla układu przechowywania sprężonego wodoru wypełnionego sprężonym wodorem

4.1. Ciśnienie wodoru gazowego P0 (MPa) oraz temperaturę T0 (°C) mierzy się bezpośrednio przed zderzeniem, a następnie po zderzeniu w odstępach czasu Δt (min).

4.1.1. Odstęp czasu Δt rozpoczyna się w chwili, gdy pojazd zatrzyma się po zderzeniu, i trwa co najmniej 60 minut.

4.1.2. Odstęp czasu Δt wydłuża się w razie potrzeby, by dostosować go do dokładności pomiaru dla układu przechowywania o dużej objętości działającego do 70 MPa; w takim przypadku wartość Δt można obliczyć na podstawie następującego wzoru: Δt = VCHSS × NWP /1 000 × ((– 0,027 × NWP + 4) × Rs – 0,21) –1,7 × Rs gdzie Rs = Ps / NWP, Ps to zakres ciśnień czujnika ciśnienia (MPa), NWP to nominalne ciśnienie robocze (MPa), VCHSS to objętość układu przechowywania sprężonego wodoru (L), a Δt to odstęp czasu (min).

4.1.3. Jeżeli wyliczona wartość Δt wynosi mniej niż 60 minut, Δt ustala się jako 60 minut.

4.2. Początkową masę wodoru w układzie przechowywania można obliczyć w następujący sposób: Po' = Po × 288 / (273 + T0) ρo' = – 0,0027 × (P0')2 + 0,75 × P0' + 0,5789 Mo = ρo' x VCHSS

4.3. Odpowiednio końcową masę wodoru w układzie przechowywania VCHSS po odstępie czasu Δt można obliczyć w następujący sposób: Pf' = Pf × 288 / (273 + Tf) o' = – 0,0027 × (P0')2 + 0,75 × P0' + 0,5789 Mf = ρf' × VCHSS gdzie Pf to zmierzone końcowe ciśnienie (MPa) po odstępie czasu, a Tf to pomiar końcowej temperatury (°C).

4.4. Średnie natężenie przepływu wodoru w odstępie czasu wynosi zatem: VH2 = (Mf-Mo) / Δt × 22,41 / 2,016 × (Ptarget /Po) gdzie VH2 to średnie objętościowe natężenie przepływu (NL/min) w odstępie czasu, a wyrażenia (Ptarget/Po) używa się, by uzyskać wyrównanie różnic między początkowym pomiarem ciśnienia (Po) a docelowym ciśnieniem napełniania (Ptarget).

5. Badanie pomiarowe szczelności po zderzeniu dla układu przechowywania sprężonego wodoru wypełnionego sprężonym helem

5.1. Ciśnienie gazowego helu P0 (MPa) oraz temperaturę T0 (°C) mierzy się bezpośrednio przed zderzeniem, a następnie w określonym odstępie czasu po zderzeniu.

5.1.1. Odstęp czasu Δt rozpoczyna się w chwili, gdy pojazd zatrzyma się po zderzeniu, i trwa co najmniej 60 minut.

5.1.2. Odstęp czasu Δt wydłuża się w razie potrzeby, by dostosować go do dokładności pomiaru dla układu przechowywania o dużej objętości działającego do 70 MPa W takim przypadku Δt można obliczyć na podstawie następującego wzoru: Δt = VCHSS × NWP /1 000 × ((– 0,028 × NWP + 5,5) × Rs – 0,3) – 2,6 x Rs gdzie Rs = Ps / NWP, Ps to zakres ciśnień czujnika ciśnienia (MPa), NWP to nominalne ciśnienie robocze (MPa), VCHSS to objętość układu przechowywania sprężonego wodoru (L), a Δt to odstęp czasu (min).

5.1.3. Jeżeli wartość Δt wynosi mniej niż 60 minut, Δt ustala się jako 60 minut.

5.2. Początkową masę helu w układzie przechowywania wylicza się w następujący sposób: Po' = Po x 288 / (273 + T0) ρo' = – 0,0043 × (P0')2 + 1,53 × P0' + 1,49 Mo = ρo' × VCHSS

5.3. Końcową masę helu w układzie przechowywania po odstępie czasu Δt wylicza się w następujący sposób: Pf' = Pf × 288 / (273 + Tf) o' = – 0,0043 × (P0')2 + 1,53 × P0' + 1,49 Mf = ρf' × VCHSS gdzie Pf to zmierzone końcowe ciśnienie (MPa) po odstępie czasu, a Tf to pomiar końcowej temperatury (°C).

5.4. Średnie natężenie przepływu helu w odstępie czasu wynosi zatem: VHe = (Mf-Mo) / Δt × 22,41 / 4,003 × (Ptarget/ Po) gdzie VHe to średnie objętościowe natężenie przepływu (NL/min) w odstępie czasu, a wyrażenia (Ptarget/Po) używa się, by uzyskać wyrównanie różnic między początkowym pomiarem ciśnienia (Po), a docelowym ciśnieniem napełniania (Ptarget).

5.5. Średni objętościowy przepływ helu przelicza się na średni objętościowy przepływ wodoru według następującego wzoru: VH2 = VHe / 0,75 gdzie VH2 to odpowiedni średni przepływ objętościowy wodoru.

6. Pomiar stężenia po zderzeniu w przestrzeniach zamkniętych