ZAŁĄCZNIK 5

PROCEDURY BADAŃ DLA UKŁADU PALIWOWEGO POJAZDU ZAWIERAJĄCEGO UKŁAD PRZECHOWYWANIA SPRĘŻONEGO WODORU

1. BADANIE SZCZELNOŚCI UKŁADU PRZECHOWYWANIA SPRĘŻONEGO WODORU PO ZDERZENIU

Testy zderzeniowe wykorzystywane przy ocenie wycieku wodoru po zderzeniu określono w pkt 7.2 niniejszego regulaminu.

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

Układ przechowywania 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.

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

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

1.1. Badanie szczelności po zderzeniu: układ przechowywania sprężonego wodoru wypełniony sprężonym wodorem

Ciśnienie wodoru gazowego P0 (MPa) oraz temperaturę T0 (°C) mierzy się bezpośrednio przed zderzeniem, a następnie po zderzeniu w odstępach czasu Δt (min). Odstęp czasu Δt rozpoczyna się w chwili, gdy pojazd zatrzyma się po zderzeniu, i trwa co najmniej 60 minut. 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 ustala się 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). Jeżeli wyliczona wartość Δt wynosi mniej niż 60 minut, Δt ustala się jako 60 minut.

Początkową masę wodoru w układzie przechowywania oblicza się w następujący sposób:

Po′ = Po × 288/(273 + T0)

ρo′ = –0,0027 × (P0′)2 + 0,75 × P0′ + 0,5789

Mo = ρo′ × VCHSS

Końcową masę wodoru w układzie przechowywania Mf po odstępie czasu Δt oblicza się w następujący sposób:

Pf′ = Pf × 288/(273 + Tf)

ρf′ = –0,0027 × (Pf′)2 + 0,75 × Pf′ + 0,5789

Mf = ρf′ × VCHSS

gdzie Pf to zmierzone końcowe ciśnienie (MPa) po odstępie czasu, a Tf to pomiar końcowej temperatury (°C).

Średnie natężenie przepływu wodoru w odstępie czasu (które powinno być niższe niż kryteria określone w pkt 7.2.1) 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 wyrażania (Ptarget /Po) używa się, by uzyskać wyrównanie różnic między początkowym pomiarem ciśnienia Po a docelowym ciśnieniem napełniania Ptarget.

1.2. Badanie szczelności po zderzeniu: układ przechowywania sprężonego wodoru wypełniony sprężonym helem

Ciśnienie gazowego helu P0 (MPa) oraz temperaturę T0 (°C) mierzy się bezpośrednio przed zderzeniem, a następnie po zderzeniu w określonych odstępach czasu Δt (min). Odstęp czasu Δt rozpoczyna się w chwili, gdy pojazd zatrzyma się po zderzeniu, i trwa co najmniej 60 minut. 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 ustala się na podstawie następującego wzoru:

Δt = VCHSS × NWP /1 000 × ((– 0,028 × NWP +5,5) × Rs – 0,3) – 2,6 × 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). Jeżeli wartość Δt wynosi mniej niż 60 minut, Δt ustala się jako 60 minut.

Początkową masę helu w układzie przechowywania wylicza się w następujący sposób:

Po′ = Po × 288/(273 + T0)

ρo′ = – 0,0043 × (P0′)2 + 1,53 × P0′ + 1,49

Mo = ρo′ × VCHSS

Końcową masę helu w układzie przechowywania Mf po odstępie czasu Δt wylicza się w następujący sposób:

Pf′ = Pf × 288/(273 + Tf)

ρf′ = – 0,0043 × (Pf′)2 + 1,53 × Pf′ + 1,49

Mf = ρf′ × VCHSS

gdzie Pf to zmierzone końcowe ciśnienie (MPa) po odstępie czasu, a Tf to pomiar końcowej temperatury (°C).

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).

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 (którego wartość powinna być niższa niż wymogi określone w pkt 7.2.1 niniejszego regulaminu).

2. BADANIE STĘŻENIA W PRZESTRZENIACH ZAMKNIĘTYCH PO ZDERZENIU

Pomiary zapisywane są w badaniu zderzeniowym, które ma na celu ocenę potencjalnego wycieku wodoru (lub helu) (procedura badania przedstawiona w załączniku 5 pkt 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).

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.

Przed zderzeniem czujniki są umieszczone w następujący sposób w przestrzeni pasażerskiej i bagażowej pojazdu:

a) w odległości do 250 mm od podsufitki znajdującej się nad siedzeniem kierowcy lub w pobliżu górnej środkowej części przestrzeni pasażerskiej;

b) w odległości do 250 mm od podłogi naprzeciw tylnego (lub najbardziej wysuniętego do tyłu) siedzenia w przestrzeni pasażerskiej;

c) w odległości do 100 mm od górnej części przestrzeni bagażowych pojazdu, które nie zostaną bezpośrednio dotknięte zderzeniem w ramach przeprowadzanego testu.

Czujniki są pewnie zamocowane na konstrukcji pojazdu lub siedzeń oraz zabezpieczone na czas planowanego test 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.

Pojazd może znajdować się na zewnątrz, w obszarze osłoniętym przed wiatrem i możliwymi skutkami słońca, lub w pomieszczeniu zamkniętym, dostatecznie obszernym lub wentylowanym, aby zapobiec gromadzeniu się wodoru do poziomu przekraczającego 10 % docelowych kryteriów w przestrzeni pasażerskiej i bagażowej.

Gromadzenie danych po zderzeniu w zamkniętych przestrzeniach rozpoczyna się w momencie zatrzymania się pojazdu. Dane z czujników pobierane są z częstotliwością co najmniej 5 sekund przez okres 60 minut po zakończeniu badania. W pomiarach w celu „wygładzenia” i odfiltrowania skutków fałszywych punktów danych można zastosować opóźnienie pierwszego rzędu (stała czasowa) o długości do 5 sekund

Przefiltrowane odczyty dla każdego czujnika powinny utrzymywać się poniżej docelowych kryteriów 4,0 % dla wodoru i 3,0 % dla helu przez cały czas w ciągu 60 minut trwania próby.

3. TEST ZGODNOŚCI W WARUNKACH POJEDYNCZEJ AWARII

Należy przeprowadzić procedurę badania z załącznika 5 pkt 3.1 albo 3.2.

3.1. Procedura badania dla pojazdu wyposażonego w detektory wycieku wodoru gazowego

3.1.1. Warunek badania

3.1.1.1. Badany pojazd: Układ napędowy badanego pojazdu zostaje uruchomiony, rozgrzany do normalnej temperatury roboczej i pozostaje włączony na czas trwania badania. Jeżeli pojazd nie jest pojazdem zasilanym ogniwami paliwowymi, zostaje rozgrzany i pozostawiony na biegu jałowym. Jeżeli badany pojazd posiada system automatycznie wyłączający pracę na biegu jałowym, podejmowane są kroki, by zapobiec wyłączeniu silnika.

3.1.1.2. Gaz do badania: Dwie mieszaniny powietrza i wodoru gazowego: Stężenie 3,0 % (lub niższe) wodoru w powietrzu w celu przeprowadzenia kontroli działania systemu ostrzegawczego oraz stężenie 4,0 % (lub niższe) wodoru w powietrzu w celu przeprowadzenia kontroli działania funkcji wyłączania. Prawidłowe stężenia ustala się w oparciu o zalecenia (lub specyfikacje detektora) producenta.

3.1.2. Metoda badania

3.1.2.1. Przygotowanie do badania: Badanie przeprowadza się zapewniając osłonę przed wiatrem za pomocą odpowiednich środków, takich jak:

a) zamocowanie testowego węża zasysającego do detektora wycieku wodoru gazowego;

b) przykrycie detektora wycieku wodoru gazowego pokrywą, by gaz pozostał w jego pobliżu.

3.1.2.2. Realizacja badania

a) gaz do badania zostaje skierowany w stronę detektora wycieku wodoru gazowego;

b) prawidłowe działanie systemu ostrzegawczego zostaje potwierdzone za pomocą badania przeprowadzonego z użyciem tego gazu w celu weryfikacji funkcji ostrzegania;

c) fakt zamknięcia głównego zaworu odcinającego zostaje potwierdzony za pomocą badania przeprowadzonego z użyciem tego gazu w celu weryfikacji działania funkcji zamykania. W celu potwierdzenia zadziałania głównego zaworu odcinającego dopływ wodoru można na przykład monitorować moc elektryczną dostarczaną do zaworu odcinającego lub dźwięk zadziałania zaworu odcinającego.

3.2. Procedura badania trwałości zamkniętych przestrzeni oraz systemów detekcji.

3.2.1. Przygotowanie:

3.2.1.1. Badanie przeprowadza się z zapewnieniem osłony przed wiatrem.

3.2.1.2. Na środowisko badania należy zwrócić szczególną uwagę, ponieważ w trakcie przeprowadzania badania mogą powstać łatwopalne mieszaniny wodoru i powietrza.

3.2.1.3. Przed badaniem pojazd zostaje przygotowany w taki sposób, by umożliwić zdalnie sterowane uwalnianie wodoru z układu przechowywania. Liczbę, lokalizację oraz przepustowość punktów uwalniania za głównym zaworem odcinającym wodór określa producent pojazdu, uwzględniając najbardziej pesymistyczny scenariusz wycieku w warunkach pojedynczej awarii. Minimalny łączny przepływ z wszystkich zdalnie sterowanych źródeł uwalniania powinien być co najmniej wystarczający, by umożliwić demonstrację działania funkcji „ostrzeżenia” i odcięcia dopływu wodoru.

3.2.1.4. Do celów związanych z badaniem detektor stężenia wodoru instaluje się w miejscu, gdzie wodór gazowy może zebrać się w największej ilości w przestrzeni pasażerskiej (np. w pobliżu podsufitki), w trakcie badania zgodności na podstawie pkt 7.1.4.2 niniejszego regulaminu. W trakcie badania zgodności z pkt 7.1.4.3 niniejszego regulaminu (zob. załącznik 5 pkt 3.2.1.3) detektor stężenia wodoru instaluje się w zamkniętych lub częściowo zamkniętych przestrzeniach pojazdu.

3.2.2. Procedura:

3.2.2.1. Drzwi, okna i inne osłony pojazdu są zamknięte.

3.2.2.2. Układ napędowy zostaje uruchomiony, rozgrzany do normalnej temperatury roboczej i pozostaje włączony na czas trwania badania.

3.2.2.3. Wyciek symuluje się za pomocą funkcji kontrolowanej zdalnie.

3.2.2.4. Stężenie wodoru mierzy się stale, dopóki stężenie nie przestanie wzrastać na okres 3 minut. Podczas badania zgodności z pkt 7.1.4.3 niniejszego regulaminu symulowany wyciek zostaje następnie zwiększony za pomocą funkcji kontrolowanej zdalnie, do momentu zamknięcia zaworu odcinającego oraz aktywacji kontrolnego sygnału ostrzegawczego. W celu potwierdzenia zadziałania głównego zaworu odcinającego dopływ wodoru można monitorować moc elektryczną dostarczaną do zaworu odcinającego lub dźwięk zadziałania zaworu odcinającego.

3.2.2.5. Podczas badania zgodności z pkt 7.1.4.2 niniejszego regulaminu badanie uznaje się za pomyślnie ukończone, jeżeli stężenie wodoru w przestrzeni pasażerskiej nie przekroczy 1,0 %. Podczas badania zgodności z pkt 7.1.4.3 niniejszego regulaminu badanie uznaje się za pomyślnie ukończone, jeżeli zadziałają funkcje ostrzeżenia (kontrolka dla kierowcy) oraz odcięcia dopływu na poziomie nie wyższym od wartości określonych w pkt 7.1.4.3 niniejszego regulaminu; W innym przypadku wynik badania uznaje się za niezadowalający i system nie zostaje zakwalifikowany do eksploatacji w pojazdach.

4. BADANIE ZGODNOŚCI UKŁADU WYDECHOWEGO POJAZDU

4.1. Układ zasilania pojazdu próbnego (np. bateria ogniw paliwowych lub silnik) rozgrzewa się do normalnej temperatury roboczej.

4.2. Urządzenie pomiarowe rozgrzewa się przed użyciem do normalnej temperatury roboczej.

4.3. Sekcję pomiarową urządzenia pomiarowego umieszcza się na linii centralnej wylotu spalin w odległości 100 mm od punktu wylotowego spalin na zewnątrz pojazdu.

4.4. Stężenie wodoru w spalinach mierzy się w sposób ciągły podczas realizacji następujących etapów:

a) układ zasilania jest wyłączony;

b) po zakończeniu procesu wyłączania, zasilanie jest natychmiast uruchamiane;

c) po upływie jednej minuty układ zasilania wyłącza się, a pomiarów dokonuje się nadal do chwili zakończenia procedury wyłączania układu zasilania.

4.5. Czas reakcji pomiaru urządzenia pomiarowego musi być krótszy od 300 milisekund.

5. BADANIE ZGODNOŚCI W ZAKRESIE NIESZCZELNOŚCI PRZEWODU PALIWOWEGO

5.1. Układ zasilania badanego pojazdu (np. bateria ogniw paliwowych lub silnik) rozgrzewa się do normalnej temperatury roboczej, a w przewodach paliwowych wytwarza się ciśnienie robocze.

5.2. Wyciek wodoru ocenia się na dostępnych odcinkach przewodów paliwowych, od odcinka o wysokim ciśnieniu do baterii ogniw paliwowych (lub silnika), za pomocą detektora wycieku gazu lub płynu do wykrywania wycieku, takiego jak roztwór mydła.

5.3. Wykrywanie wycieku wodoru przeprowadza się przede wszystkim na złączach.

5.4. Jeżeli korzysta się z detektora wycieku, należy używać go przez co najmniej 10 sekund w miejscach maksymalnie zbliżonych do przewodów paliwowych.

5.5. Jeżeli korzysta się z płynu do wykrywania wycieku, wykrywanie przeprowadza się bezzwłocznie po zastosowaniu płynu. Dodatkowo kilka minut po zastosowaniu płynu przeprowadza się kontrole wzrokowe, sprawdzając, czy wytworzyły się pęcherzyki spowodowane przez wycieki śladowe.

6. KONTROLA INSTALACJI

Przeprowadza się kontrole wzrokowe zgodności.