Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9057-2:2011 quy định các yêu cầu thiết yếu đối với các xe chạy pin nhiên liệu (FCV) về bảo vệ người và môi trường bên trong và bên ngoài xe tránh các mối nguy hiểm liên quan đến hyđrô. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9057-2:2011 ISO 23273-2:2006 PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ CHẠY PIN NHIÊN LIỆU – ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT AN TOÀN – PHẦN 2: BẢO VỆ TRÁNH CÁC MỐI NGUY HIỂM TỪ HYĐRÔ CHO XE CHẠY BẰNG NHIÊN LIỆU HYĐRÔ NÉN Fuel cell road vehicles - Safety specifications Part 2: Protection against hydrogen hazards for vehicles fuelled with compressed hydrogen Lời nói đầu TCVN 9057-2:2011 hồn toàn tương đương với ISO 23273-2:2006 TCVN 9057-2:2011 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 22 Phương tiện giao thông đường biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Bộ TCVN 9057 (ISO 23273), Phương tiện giao thông đường chạy pin nhiên liệu – Điều kiện kỹ thuật an toàn gồm phần sau: - TCVN 9057-1:2011 (ISO 23273-1:2006), Phần 1: An toàn chức xe - TCVN 9057-2-2011 (ISO 23273-2:2006), Phần 2: Bảo vệ tránh mối nguy hiểm từ hyđrô cho xe chạy nhiên liệu hyđrô nén - TCVN 9057-3:2011 (ISO 23273-3:2006), Phần 3: Bảo vệ người chống điện giật PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ CHẠY PIN NHIÊN LIỆU – ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT AN TOÀN - PHẦN 2: BẢO VỆ TRÁNH CÁC MỐI NGUY HIỂM TỪ HYĐRÔ CHO XE CHẠY BẰNG NHIÊN LIỆU HYĐRÔ NÉN Full cell road vehicles - Safety specifications – Part 2: Protection against hydrogen hazards for vehicles fuelled with compressed hydrogen Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định yêu cầu thiết yếu xe chạy pin nhiên liệu (FCV) bảo vệ người môi trường bên bên xe tránh mối nguy hiểm liên quan đến hyđrô Tiêu chuẩn áp dụng cho xe chạy pin nhiên liệu hyđrơ nén sử dụng nhiên liệu cho hệ thống pin nhiên liệu Tiêu chuẩn không áp dụng cho chế tạo, bảo dưỡng sửa chữa xe Các yêu cầu tiêu chuẩn tập trung vào trạng thái vận hành bình thường (khơng có lỗi sai sót) trạng thái có lỗi sai sót xe Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 9057-1:2011 (ISO 23273-1), Phương tiện giao thông đường chạy pin nhiên liệu - Điều kiện kỹ thuật an toàn - Phần 1: An toàn chức xe ISO 17628, Compressed hydrogen surface vehicle refuelling connection devices (Thiết bị nối mặt xe nạp nhiên liệu hyđrô nén) Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau: 3.1 Hệ thống xử lý khơng khí (air processing system) Hệ thống xử lý (nghĩa lọc, đo, ổn định hoá nén tăng áp) khơng khí vào hệ thống pin nhiên liệu 3.2 Chất gây ô nhiễm (contaminant) Các chất nhiên liệu thô sunfua mà mức nồng độ quy định mức nồng độ quy định chất xúc tác gây độc hại 3.3 Khung dẫn điện (electric chassis) Kết cấu khí dẫn điện xe bao gồm tất phận liên kết điện điện tử mà chi tiết chúng kết nối điện với điện áp chúng lấy làm điện áp chuẩn 3.4 Van lưu lượng (excess flow valve) Van tự động ngắt hạn chế lưu lượng khí lưu lượng vượt giá trị thiết kế chỉnh đặt 3.5 Pin nhiên liệu (fuel cell) Bộ phận điện hoá tạo điện cách biến đổi nhiên liệu chất oxy hố, khơng có tiêu thụ vật lý hoá học điện cực chất điện phân 3.6 Bộ pin nhiên liệu (fuel cell stack) Bộ hai nhiều pin nhiên liệu kết nối điện với 3.7 Hệ thống pin nhiên liệu (fuel cell system) Hệ thống điển hình chứa hệ thống sau: Bộ pin nhiên liệu, hệ thống xử lý khơng khí, hệ thống xử lý nhiên liệu, điều khiển nhiệt, điều khiển nước hệ thống điều khiển chúng 3.8 Xe chạy pin nhiên liệu (fuel cell vehicle), FCV Xe nhận công suất đẩy từ hệ thống điện nguồn pin nhiên liệu lắp xe CHÚ THÍCH: Thuật ngữ chung FCV bao gồm xe có nguồn cơng suất đẩy phụ khác 3.9 Hệ thống xử lý nhiên liệu (fuel processing system) Hệ thống biến đổi (nếu cần thiết) /hoặc ổn định hố nhiên liệu tích trữ tích nhiên liệu lắp xe thành nhiên liệu thích hợp cho vận hành pin nhiên liệu 3.10 Hệ thống nhiên liệu (fuel system) Tổ hợp tích nhiên liệu lắp xe, hệ thống xử lý nhiên liệu pin nhiên liệu 3.11 Van ngắt nguồn hyđrơ (main hydrogen shut-off value) Van điện thiết kế để tự động cách ly nguồn hyđrơ có áp suất cao 3.12 Áp suất làm việc lớn cho phép (maximum allowable working pressure), MAWP Áp suất làm việc lớn phận hệ thống vận hành bình thường khơng bị hư hỏng, kể rò rỉ biến dạng CHÚ THÍCH: Áp suất làm việc lớn cho phép dùng để xác định điều chỉnh cấu hạn chế/giảm áp suất lắp đặt để bảo vệ phận hệ thống tránh áp bất ngờ 3.13 Áp suất làm việc danh nghĩa (nomimal working pressure) Mức áp suất phận vận hành cách đặc trưng CHÚ THÍCH: Đối với bình chứa nhiên liệu, áp suất đặt nhiệt độ không đổi 15 oC (288K) bình chứa đầy nhiên liệu 3.14 Làm (purge) Quá trình loại bỏ thành phần khí khơng cần thiết từ hệ thống khí hyđrơ 3.15 Cơ cấu giảm áp kích hoạt nhiệt độ (temperature triggered pressure relief device), PRD Cơ cấu bít kín lại, khơng nối lại mạch kích hoạt nhiệt độ q mức dùng để thơng cho khí nhằm bảo vệ bình chứa nhiên liệu tránh bị phá huỷ chịu thử nghiệm tiêu chí cháy Các điều kiện môi trường vận hành Các yêu cầu cho tiêu chuẩn phải đáp ứng thông qua phạm vi điều kiện môi trường vận hành dùng để thiết kế xe nhà sản xuất xe quy định Yêu cầu thiết kế tính hệ thống nhiên liệu 5.1 Qui định chung Hệ thống nhiên liệu gồm có đoạn áp suất cao, áp suất bên tương tự áp suất bình chứa nhiên liệu đoạn áp suất trung gian để đến đoạn áp suất thấp, áp suất bên thấp áp suất đoạn áp suất cao Hệ thống nhiên liệu phải trang bị: - Một hệ thống phòng cháy sử dụng nhiều cấu giảm áp (PRD) kích hoạt nhiệt độ; - Một van ngắt nguồn hyđrơ chính, van phải đóng lại cung cấp lượng cho van bị hệ thống pin nhiên liệu xe không hoạt động - Hệ thống ngắt hyđrô theo 5.2.4 van lưu lượng hệ thống cung cấp chức tương tự 5.2 Các phận cấu thành 5.2.1 Quy định chung Các phận cấu thành hệ thống nhiên liệu phải thoả mãn yêu cầu sau: Các phận phải thiết kế, lắp đặt bảo dưỡng cho chúng vận hành cách an tồn điều kiện môi trường vận hành nhà sản xuất quy định Tất phận sử dụng đoạn áp suất cao phải có áp suất danh định thích hợp dựa áp suất làm việc danh nghĩa Tất phận sử dụng đoạn áp suất trung gian đoạn áp suất thấp phải có áp suất danh định thích hợp dựa áp suất làm việc lớn cho phép Các chi tiết thân dẫn điện phận vùng dễ bốc cháy nên nối đất cho khung dẫn điện để ngăn ngừa bốc cháy bất ngờ hyđrô xả 5.2.2 Bình chứa nhiên liệu Phải sử dụng bình chứa nhiên liệu xe theo yêu cầu pháp lý, áp dụng Mặt khác, khơng quy định phải theo quy định nhà sản xuất xe Hệ thống bình chứa nhiên liệu phải trang bị số cấu giảm áp (PRD) kích hoạt nhiệt độ đặt gần bình chứa nhiên liệu hyđrơ cho hyđrơ bình chứa nhiên liệu xả trước phá huỷ (cũng xem 5.3) 5.2.3 Bảo vệ chống áp Bất chi tiết bố trí đoạn áp suất trung gian đoạn áp suất thấp phải có khả chịu bảo vệ tránh tăng áp suất cách bất thường hư hỏng điều chỉnh áp suất phía đầu dòng CHÚ THÍCH: Đối với hướng dẫn, xem SAE J 2578 5.2.4 Hệ thống ngắt hyđrô Hệ thống nhiên liệu phận điều khiển phải có phương tiện để đóng van ngắt nguồn hyđrơ ngăn ngừa xả hyđrơ khơng cần thiết xuất mối nguy hiểm khác hư hỏng điểm nêu TCVN 9057-1 (ISO 23273-1) 5.3 Định vị lắp đặt phận Tất phận đường ống, đường dây nối với phải lắp ráp cẩn thận đỡ xe để giảm tới mức tối thiểu hư hỏng ngăn ngừa rò rỉ /hoặc cố Các phận phải định vị xe để giảm khả hư hỏng bất ngờ, trừ phận bảo vệ thích hợp khơng có chi tiết phận nằm kết cấu bảo vệ Các ống nhiên liệu phải định vị bảo vệ cho không bị hư hỏng rung lắc xe điều kiện vận hành bình thường theo quy định nhà sản xuất xe 5.4 Sự xả Kết cấu xe dùng cho xả tồn khí thải hệ thống nhiên liệu, chất tẩy rửa, chất thơng q trình xả khác diễn vận hành bình thường xe phải ngăn ngừa tình nguy hiểm có liên quan đến hyđrơ Tất chế độ vận hành bình thường bao gồm khởi động, chạy xe, dừng đỗ xe nên xem xét yêu cầu Việc xả vào tất khoang xe điều kiện vận hành bình thường điều kiện có lỗi sai sót khơng dẫn đến tình nguy hiểm Trong khu vực sử dụng theo dự định khoảng khơng ngồi trời, tồ nhà cơng trình xây dựng thơng gió khí gara khu dân cư thơng gió khơng khí yêu cầu pháp lý phải đáp ứng Sự xả bình thường từ xe bên ngồi khơng gây cháy CHÚ THÍCH: Hướng dẫn liên quan đến việc đánh giá xe tình trạng theo dự định thơng thường lái xe ngồi trời, cho xe chạy khơng tải tồ nhà thương mại đỗ xe gara khu dân cư đưa SAE J 2578 Sự xả từ cấu giảm áp (PRD) phải thơng ngồi xe phải bảo vệ tất đường ống liên kết đầu có liên quan cho chức xả không bị ảnh hưởng hạn chế lưu lượng xả Sự giải phóng hyđrơ từ ắc quy kéo không dẫn tới tình nguy hiểm Phương pháp thử để xác định khả bốc cháy xung quanh xe xả nhiên liệu Các thử nghiệm phải thực theo tiêu chuẩn quốc gia tiêu chuẩn quốc tế yêu cầu pháp lý Mặt khác, phương pháp thử phải nhà sản xuất xe quy định Cách tiếp cận khác bổ sung để kiểm tra yêu cầu an toàn liên quan đến hyđrô 7.1 Quy định chung Bổ sung cho yêu cầu Điều 5, bảo vệ người môi trường bên bên xe tránh mối nguy hiểm liên quan đến hyđrơ đạt quy trình sau Cũng áp dụng quy trình thay cho yêu cầu Điều để đạt u cầu có tính chất cụ thể cho điều kiện kết cấu xe chạy pin nhiên liệu cho CHÚ THÍCH: Cách tiếp cận áp dụng cho hệ thống điện tử xe nhiều quy định ECE (R 13, R 79) 7.2 Các phận hệ thống liên quan đến hyđrô Các phận hệ thống chứa và/hoặc mang /hoặc xử lý hyđrô phải theo yêu cầu pháp lý, không quy định phải theo quy định nhà sản xuất 7.3 Sự tích hợp phận hệ thống liên quan đến hyđrô xe chạy pin nhiên liệu (FCV) 7.3.1 Các điều kiện bình thường (khơng có lỗi) xe liên quan đến hyđrô Nhà sản xuất xe phải xác lập trình cho điều kiện bình thường (khơng có lỗi sai sót) phận hệ thống liên quan đến hyđrô, xảy nguy hiểm cho người bên trong vùng lân cận xe chạy pin nhiên liệu (FCV) điều kiện môi trường vận hành bình thường 7.3.2 Các điều kiện có lỗi liên quan đến hyđrơ xe Phải thực phân tích mối nguy hiểm liên quan đến hyđrô xem xét cách chủ yếu giao diện phận hệ thống xác lập trình lắp ráp vào xe Sự phân tích sử dụng phương pháp FMEA (dạng hư hỏng phân tích ảnh hưởng), FTA (phân tích lỗi dạng cây) phương pháp thích hợp khác, phải xác định hư hỏng tiềm tàng phần cứng phần mềm điều kiện tạo mối nguy hiểm cho người bên xung quanh vùng lân cận xe Dựa phân tích này, phải mơ tả biện pháp phòng ngừa cho phần cứng phần mềm hư hỏng giới hạn điều kiện cho mức không nguy hiểm cho người, nghĩa đảm bảo cho yêu cầu an toàn chuẩn mực an toàn biểu thị tiêu chuẩn đáp ứng (khái niệm an toàn) 7.4 Kiểm tra quan niệm an toàn Nhà sản xuất xe phải định rõ thực kết hợp thích hợp nhà phân tích thử nghiệm cần thiết yêu cầu đủ để chứng minh quan niệm lựa chọn bảo vệ tránh mối nguy hiểm tiềm tàng tương đương với biện pháp cho tiêu chuẩn Yêu cầu nạp nhiên liệu 8.1 Quy định chung Phải ngăn ngừa không cho xe di chuyển hệ thống đẩy riêng xe nạp nhiên liệu CHÚ THÍCH: - Đối với hướng dẫn thiết kế hệ thống nhiên liệu, xem SAE J 2578 - Phải đảm bảo an toàn cho người trình nạp nhiên liệu trạm nạp hyđrơ biện pháp thích hợp an toàn liên quan đến thiết kế vận hành trạm, bao gồm giao diện bơm/vòi phun xe/bình chứa (cũng em 8.2) 8.2 Lỗ nạp nhiên liệu Xem ISO 17268 vòi phun yêu cầu bình chứa Vòi phun bình chứa phải có nắp để ngăn ngừa xâm nhập bụi, chất lỏng, chất gây ô nhiễm v.v Vị trí nạp nhiên liệu xe phải thiết kế cho ngăn ngừa tích tụ khí dễ cháy xâm nhập vật chất lạ Vị trí nạp nhiên liệu phải đặt nơi thích hợp để đảm bảo vận hành an tồn Mặt bên xe vị trí ưu tiên cho nạp nhiên liệu Nên có biện pháp tránh phóng tĩnh điện xe bình chứa nhiên liệu Bình chứa nhiên liệu phải có khả chịu tải trọng nhỏ theo hướng 670 N mà khơng bị ảnh hưởng tới kín khí (ví dụ, trường hợp ống mềm nạp nhiên liệu khởi động) THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] SAE J 2578, Recommended practice for feneral fuel cell vehicle safety (Quy trình kỹ thuật khuyến nghị an toàn chung xe chạy pin nhiên liệu) [2] United nations ECE R13, Uniform provisions concerning the approval of vehicles of categories M, N and O with regard to haking (Liên hiệp quốc ECE R13, điều khoản thống phê duyệt xe loại M, N O phanh) [3] United Nation ECE R79, Uniform Provisions concerning the approval of vehicles with regard to steering equipment (Liên hiệp quốc - ECE R79, điều khoản thống phê duyệt xe thiết bị lái) ... xác định khả bốc cháy xung quanh xe xả nhiên liệu Các thử nghiệm phải thực theo tiêu chuẩn quốc gia tiêu chuẩn quốc tế yêu cầu pháp lý Mặt khác, phương pháp thử phải nhà sản xuất xe quy định... nguồn hyđrơ ngăn ngừa xả hyđrơ khơng cần thiết xuất mối nguy hiểm khác hư hỏng điểm nêu TCVN 905 7-1 (ISO 2327 3-1 ) 5.3 Định vị lắp đặt phận Tất phận đường ống, đường dây nối với phải lắp ráp cẩn thận... bảo vệ bình chứa nhiên liệu tránh bị phá huỷ chịu thử nghiệm tiêu chí cháy Các điều kiện môi trường vận hành Các yêu cầu cho tiêu chuẩn phải đáp ứng thông qua phạm vi điều kiện môi trường vận