TIÊU
CHUẨN QUỐC GIA
TCVN
9057 : 2018
ISO 23273 : 2013
PHƯƠNG
TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ DÙNG PIN NHIÊN LIỆU - YÊU CẦU KỸ THUẬT VỀ AN TOÀN - BẢO
VỆ CHỐNG NGUY HIỂM CỦA HYDRO ĐỐI VỚI XE CHẠY BẰNG HYDRO NÉN
Fuel cell
road vehicles - Safety specifications - Protection
against hydrogen hazards for vehicles fueled with compressed hydrogen
Lời nói đầu
TCVN 9057 : 2018 thay thế
TCVN 9057
- 1 : 2011, TCVN
9057
- 2 : 2011 và TCVN
9057
- 3 : 2011.
TCVN 9057 : 2018 hoàn
toàn tương đương với ISO 23273 : 2013.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
PHƯƠNG TIỆN GIAO
THÔNG ĐƯỜNG BỘ DÙNG PIN NHIÊN LIỆU - YÊU CẦU KỸ THUẬT VỀ AN TOÀN - BẢO VỆ CHỐNG
NGUY HIỂM CỦA HYĐRÔ ĐỐI VỚI XE CHẠY BẰNG HYĐRÔ NÉN
Fuel cell
road vehicles - Safety specifications - Protection
against hydrogen hazards for vehicles fueled with
compressed hydrogen
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu
thiết yếu cho các xe pin nhiên liệu (FCV) về bảo vệ người và môi trường bên
trong và bên ngoài xe chống lại các nguy hiểm có liên quan đến khí hydro.
Tiêu chuẩn này chỉ áp dụng cho FCV khi
hydro nén được sử dụng làm nhiên liệu cho hệ thống pin nhiên liệu.
Tiêu chuẩn này không áp dụng cho sản
xuất, bảo dưỡng và sửa chữa FCV.
Các yêu cầu của tiêu chuẩn này quan
tâm đến các điều kiện vận hành bình thường (không có lỗi) và có một lỗi của
xe.
2 Tài liệu viện dẫn
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
ISO 17268, Gaseous hydrogen land
vehicle refueling
connection devices (Cơ cấu đấu nối nạp lại nhiên liệu cho phương tiện giao
thông đường bộ sử dụng khí hydro)
ISO 6469-2, Electrically
propelled road vehicles - Safety specifications -
Part 2: Vehicle operational safety means and protection against failures (Phương tiện
giao thông đường bộ chạy điện - Điều kiện kỹ thuật an toàn - Phần 2: Các biện pháp
an toàn cho vận hành xe và bảo vệ chống hư hỏng).
3 Thuật ngữ và định
nghĩa
Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ
và định nghĩa sau.
3.1
Hệ thống xử lý không khí (air processing
system)
Hệ thống xử lý (nghĩa là lọc, đo, thuần
hóa và nén) không khí nạp vào cho hệ thống pin nhiên liệu.
3.2
Chất nhiễm bẩn
(contaminant)
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
3.3
Khung dẫn điện (electric
chassis)
Kết cấu cơ khí dẫn điện của xe bao gồm
tất cả các bộ phận điện và điện tử được liên kết, trong đó các chi tiết của
chúng được nối điện với nhau mà điện thế được dùng làm điện thế chuẩn.
3.4
Van quá lưu lượng (excess flow
valve)
Van tự động ngắt hoặc giới hạn lưu lượng
khí khi lưu lượng vượt quá một giá trị thiết kế đã chỉnh đặt.
3.5
Pin nhiên liệu (fuel cell)
Bộ phận điện hóa tạo ra điện
bằng biến đổi nhiên liệu và một chất oxy hóa mà không có bất cứ sự tiêu hao nào
về vật lý hoặc hóa học của các điện cực hoặc chất điện phân.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Bộ pin nhiên liệu (fuel cell
stack)
Cụm gồm có hai hoặc nhiều pin nhiên liệu
được đấu nối điện với nhau.
3.7
Hệ thống pin nhiên liệu (fuel cell system)
Hệ thống thường có các tiểu hệ thống
sau: bộ pin nhiên liệu, hệ thống xử lý không khí, hệ thống xử lý nhiên liệu, kiểm
soát nhiệt, kiểm soát nước và hệ thống điều khiển của chúng.
3.8
Xe pin nhiên liệu (fuel cell
vehicles - FCV)
Xe nhận lực đẩy từ hệ thống năng lượng
dùng pin nhiên liệu lắp trên xe.
CHÚ THÍCH Thuật ngữ
chung FCV cũng bao gồm các xe có một nguồn công suất đẩy bổ sung khác.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Hệ thống xử lý nhiên liệu (fuel processing
system)
Hệ thống biến đổi (nếu cần thiết) và/ hoặc
thuần hóa nhiên liệu được tích trữ trong thùng nhiên liệu lắp trên xe thành
nhiên liệu thích hợp cho vận hành trong bộ pin nhiên liệu.
3.10
Hệ thống nhiên liệu (fuel system)
Tổ hợp của thùng có nhiên liệu lắp
trên xe, hệ thống xử lý nhiên liệu và bộ pin nhiên liệu.
3.11
Van ngắt đường dẫn hydro chính (main
hydrogene shut-off valve)
Van được thiết kế để tự động cách ly
nguồn hydro có áp suất cao.
3.12
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Áp suất làm việc lớn nhất tại đó một bộ
phận hoặc hệ thống có thể vận hành được bình thường mà không có hư hỏng, bao gồm
cả rò rỉ và biến dạng.
CHÚ THÍCH Áp suất làm
việc lớn nhất cho phép được sử dụng để chỉnh đặt các cơ cấu giới hạn/giảm áp suất
được lắp đặt để bảo vệ bộ phận hoặc hệ thống tránh sự nén tăng áp suất quá mức
bất ngờ.
3.13
Áp suất làm việc danh định (nominal working
pressure)
Mức áp suất tại đó một bộ phận
thường vận hành.
CHÚ THÍCH Đối với các
thùng có nhiên liệu, đây là áp suất chỉnh đặt ở một nhiệt độ đồng đều 15°C
(288K) cho một thùng có đầy nhiên liệu.
3.14
Làm sạch (purge)
Quá trình loại bỏ các thành phần khí
không mong muốn ra khỏi hệ thống hyđrô.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Van an toàn áp suất được kích hoạt bằng
nhiệt độ
(temperature triggered pressure relief device - PRD)
Cơ cấu không tự đóng lại, được kích hoạt
bằng nhiệt độ vượt quá giới hạn, nó mở cho khí thoát ra ngoài để bảo vệ cho
bình chứa nhiên liệu không bị phá hủy.
4 Điều kiện về môi
trường và vận hành
Yêu cầu nêu trong tiêu chuẩn này phải
đáp ứng toàn bộ phạm vi các điều kiện về môi trường và vận hành dùng cho thiết
kế xe theo quy định của nhà sản xuất xe.
5 Yêu cầu về thiết kế
và đặc tính của hệ thống nhiên liệu
5.1 Quy định
chung
Hệ thống nhiên liệu gồm có một phân đoạn
áp suất cao trong đó áp suất bên trong chính là áp suất của thùng nhiên liệu và
một phân đoạn trung gian đến phân đoạn có áp suất thấp trong đó áp suất bên
trong thấp hơn áp suất của phân đoạn áp suất cao.
Hệ thống nhiên liệu phải được trang bị:
- Một hệ thống bảo vệ chống cháy gắn
liền với một hoặc nhiều PRD được kích hoạt bằng nhiệt độ;
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
- Một hệ thống ngắt hydro theo 5.2.4;
và
- Một van quá lưu lượng hoặc một hệ thống
cung cấp chức năng tương tự.
5.2 Các bộ phận
5.2.1 Quy định chung
Các bộ phận của hệ thống nhiên liệu phải
đáp ứng các yêu cầu sau.
Các bộ phận phải được thiết kế, lắp đặt
và bảo dưỡng sao cho có thể vận hành an toàn trong các điều kiện về môi trường
và vận hành do nhà sản xuất quy định.
Tất cả các bộ phận sử dụng trong phân
đoạn áp suất cao phải có một mức áp suất thích hợp dựa trên cơ sở áp suất làm
việc danh định.
Tất cả các bộ phận sử dụng trong phân
đoạn trung gian - và các đoạn áp suất thấp phải có một mức áp suất thích hợp dựa
vào áp suất làm việc lớn nhất cho phép.
Các vỏ dẫn điện của các bộ phận trong
các vùng có thể cháy cần được liên kết với khung dẫn điện để ngăn ngừa sự bùng
cháy bất ngờ của hydro xả ra.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Phải sử dụng một thùng nhiên liệu cho
xe theo các yêu cầu có tính pháp lý, nếu có thể áp dụng được. Nếu không, các
yêu cầu phải do nhà sản xuất xe quy định.
Hệ thống thùng nhiên liệu phải được
trang bị ít nhất là một PRD được kích hoạt bằng nhiệt đặt gần thùng nhiên liệu
sao cho hydro trong thùng nhiên liệu đó có thể được xả ra trước khi thùng bị phá hủy
(xem 5.3).
5.2.3 Bảo vệ chống
quá áp
Bất cứ các chi tiết nào trong phân đoạn
trung gian hoặc phân đoạn có áp suất thấp phải có khả năng chịu được hoặc được bảo vệ
chống sự tăng áp khác thường do chỉ có một hư hỏng duy nhất của bộ điều chỉnh
áp suất đầu tiên ở phía đầu dòng.
CHÚ THÍCH Về hướng dẫn,
xem SAEJ 2578.
5.2.4 Hệ thống ngắt
hydro
Hệ thống nhiên liệu và bộ phận điều
khiển của nó phải có
phương tiện để đóng van ngắt đường dẫn hyđrô chính và qua đó ngăn ngừa sự xả
hyđrô không mong muốn hoặc các mối nguy hiểm khác phát sinh từ các hư hỏng tại
một điểm, như trong ISO 6469-2.
5.3 Bố trí và lắp
đặt các bộ phận
Tất cả các bộ phận và ống nối trung
gian và dây dẫn điện phải được lắp đặt hoặc đỡ một cách chắc chắn trong xe để
giảm sự hư hỏng và ngăn ngừa sự rò rỉ và/hoặc trục trặc tới mức thấp nhất.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Các ống dẫn nhiên liệu phải được bố
trí và bảo vệ sao cho không thể gây ra hư hỏng do rung của xe trong điều kiện vận
hành bình thường theo quy định của nhà sản xuất xe.
5.4 Sự xả
Thiết kế xe cho tất cả các việc xả,
làm sạch, thông hơi của hệ thống nhiên liệu và các quá trình xả
khác xảy ra trong quá trình vận hành bình thường của xe phải ngăn ngừa được các
tình trạng nguy hiểm có liên quan đến hydro. Tất cả các chế độ hoạt động bình
thường bao gồm khởi động, chạy xe, dừng và đỗ xe nên được xem xét theo các yêu
cầu này.
Việc xả vào tất cả các khoang của xe
trong điều kiện vận hành bình thường và các điều kiện vận hành chỉ có một lỗi
không được dẫn đến bất cứ tình trạng nguy hiểm nào.
Trong các vùng sử dụng để ngắm cảnh
như khoảng thông thoáng ngoài trời, các tòa nhà và kết cấu được thông gió kiểu
cơ học, và các nhà để xe trong khu nhà ở không được thông gió kiểu cơ học, các
yêu cầu có tính pháp lý phải được đáp ứng. Các quá trình xả thông thường từ xe
ra bên ngoài không được gây ra tình trạng dễ bốc cháy.
CHÚ THÍCH : Hướng dẫn về
đánh giá xe cho các tình huống ngắm cảnh thông thường như chạy xe trong khoảng không
ngoài trời, xe chạy không tải trong các tòa nhà thương mại và đỗ xe trong nhà
xe thuộc khu nhà ở được cho trong SAEJ 2578.
Các đường xả ra từ PRD phải được thông
hơi ra ngoài xe và phải được bảo vệ cũng như tất cả các đường ống và đầu ra gắn
liền sao cho chức năng không bị suy giảm do các hạn chế về lưu lượng.
Sự thoát ra của hydro từ các ắc quy
kéo không được dẫn đến bất cứ tình trạng nguy hiểm nào.
6 Phương pháp thử
xác định tính dễ bốc cháy xung quanh xe do xả nhiên liệu
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
7 Phương pháp khác
hoặc bổ sung để kiểm tra các yêu cầu an toàn liên quan đến hydro
7.1 Quy định
chung
Bổ sung cho các yêu cầu trong Điều 5,
có thể đạt được sự bảo vệ người và môi trường bên trong và bên ngoài xe chống lại
các mối nguy hiểm có liên quan đến hydro theo quy trình sau. Quy trình này
cũng có thể áp dụng thay cho các yêu cầu trong Điều 5, dẫn đến các yêu cầu chi
tiết hơn cho các điều kiện thiết kế một xe điện pin nhiên liệu đã cho.
CHÚ THÍCH Phương pháp này áp dụng
được cho các hệ thống điện tử của xe trong một vài quy định của ECE (ECE 13,
ECE 79).
7.2 Các bộ phận
và hệ thống có liên quan đến hydro
Các bộ phận và hệ thống chứa và/hoặc
chuyên chở và/hoặc xử lý hydro phải theo quy định của nhà sản xuất xe
trừ khi áp dụng các yêu cầu có tính pháp lý.
7.3 Sự tích hợp của
các bộ phận và hệ thống có liên quan đến hydro vào FCV
7.3.1 Các điều kiện
bình thường (không có lỗi) liên quan đến hydro của xe
Nhà sản xuất xe phải thiết lập một
phương pháp công nghệ sao cho trong các điều kiện bình thường (không có lỗi) của
các bộ phận và hệ thống liên quan đến hydro không thể xảy ra nguy hiểm cho người
ở trong hoặc ở trong vùng lân cận FCV của xe trong điều kiện vận hành và môi
trường bình thường.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Phải thực hiện sự phân tích mối nguy
hiểm liên quan đến hyđrô khi xem xét bước đầu chủ yếu tới giao diện giữa các bộ
phận và hệ thống được xác lập trong quá trình lắp ráp vào xe. Sự phân tích này
có thể sử dụng
một FMEA (kiểu hư hỏng và phân tích ảnh hưởng) và một FTA (phân tích lỗi theo
sơ đồ hình cây) hoặc phương pháp thích hợp khác, và phải xác định các hư hỏng
có tiềm năng của một phần cứng và phần mềm hoặc các điều kiện có thể tạo thành
mối nguy hiểm cho người trong hoặc xung quanh vùng lân cận FCV của xe. Dựa trên
sự phân tích này, phải đưa ra các tiêu chuẩn đánh giá phần cứng và phần mềm
đóng vai trò ngăn ngừa hoặc giới hạn các hư hỏng hoặc các điều kiện để không có
các mức nguy hiểm đối với người,
nghĩa là đáp ứng được các yêu cầu cơ bản về an toàn và các tiêu chí được nêu
trong tiêu chuẩn này (khái niệm an toàn).
7.4 Kiểm tra xác
nhận khái niệm an toàn
Nhà sản xuất xe phải xác định và thực
hiện sự kết hợp hợp lý các phân tích và các phép thử cần thiết theo yêu cầu để
chứng minh một cách đầy đủ rằng khái niệm an toàn lựa chọn cung cấp sự bảo vệ
chống các nguy hiểm có tiềm năng tương đương với các biện pháp đã đưa ra trong
tiêu chuẩn này.
8 Yêu cầu về nạp
nhiên liệu
8.1 Quy định
chung
Nên ngăn chặn sự di chuyển của xe bằng
hệ thống đẩy của xe khi xe đang được nạp nhiên liệu.
CHÚ THÍCH 1 Về hướng dẫn thiết kế các
hệ thống nhiên liệu, xem SAEJ2578.
CHÚ THÍCH 2 An toàn cho người trong quá trình nạp
nhiên liệu tại một trạm nạp hydro chủ yếu được
cung cấp bởi các biện
pháp thích hợp về thiết kế và vận
hành liên quan đến an toàn của trạm, bao gồm cả giao diện giữa bơm/vòi phun và
xe/bình chứa (xem
8.2).
8.2 Miệng nạp
nhiên liệu
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Vị trí nạp nhiên liệu trên xe phải được
thiết kế sao cho ngăn ngừa được sự tích tụ của các khí dễ bốc cháy và sự xâm nhập
của chất lạ hoặc tạp chất. Phải bố trí nạp nhiên liệu ở vị trí thích hợp để đảm
bảo sự vận hành an toàn. Mặt bên của xe là vị trí được ưu tiên.
Phải thực hiện các biện pháp chống
phóng điện của xe tại đầu nạp.
Đầu nạp nhiên liệu phải có khả năng chịu
được tải trọng tối thiểu là 670 N theo bất cứ hướng nào mà không ảnh hưởng đến
độ kín khí của nó (ví dụ, trong trường hợp ống mềm nạp nhiên liệu rời ra).
Thư mục tài
liệu tham khảo
[1] SAEJ2578, Recommended practice
for general fuel cell vehicle safety (Quy trình kỹ thuật
được khuyến nghị cho an toàn chung của xe điện pin nhiên liệu).
[2] United Nations ECE 13, Uniform
provisions concerning the approval of vehicles of categories M, N and O with
regard to craking (Quy định thống nhất phê duyệt các xe loại M, N và O về
phanh).
[3] United Nations ECE 79, Uniform
provisions concerning the approval of vehicles with regard to steering
equipment (Quy định thống nhất phê duyệt các xe về thiết bị lái).