ICS 27.070 F 19 DB37 山 东 省 地 方 标 准 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 Fault classification, remote diagnosis and trouble shooting of proton exchange membrane fuel cell engine 2020 - 08 - 31 发布 山东省市场监督管理局 2020 - 10 - 01 实施 发 布 DB37/T 4099—2020 目 次 前言 ................................................................................ II 1 范围 .............................................................................. 1 2 规范性引用文件 .................................................................... 1 3 定义和术语 ........................................................................ 1 4 故障分类 .......................................................................... 2 5 故障远程诊断 ...................................................................... 5 6 故障处理方法 ...................................................................... 8 附录 A（资料性附录） 故障记录 ....................................................... 10 参考文献 ............................................................................ 11 I DB37/T 4099—2020 前 言 本标准按照GB/T 1.1—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。 本标准起草单位：潍柴动力股份有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、中通客车控股股份有 限公司、山东国创燃料电池技术创新中心有限公司。 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。 II 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 1 范围 本标准规定了质子交换膜燃料电池发动机故障分类、远程诊断和处理方法。 本标准适用于质子交换膜燃料电池发动机。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 20042.1 质子交换膜燃料电池 第1部分：术语 GB/T 24548 燃料电池电动汽车 术语 GB/T 28816 燃料电池 术语 GB/T 32960.3 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/T 893 电动汽车用驱动电机系统故障分类及判断 3 定义和术语 GB/T 20042.1、GB/T 24548和GB/T 28816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 fuel cell engine 包括燃料电池模块和燃料电池辅助系统，在外接氢源的条件下可以正常工作。 框图见图1。 燃料电池发动机边界 燃料电池散热系统 含散热器、水箱、 电子扇等，或测试 台架散热器 氢气源 含氢瓶、减压阀等 热管理系统 含水泵、加热器等 氢气处理系统 含压力流量调节、安 全泄压、氢循环泵等 高压供电 空气源 含空滤等 燃料电池模块 含集成外壳、电堆、 通风装置等 空气处理系统 含空压机、中冷 器、增湿器等 BOP冷却系统 支架、管路及线束 系统边界内元件的集成 支架、连接管路、供电 和通讯线束 控制系统 含控制器、传感器等 水路 气路 电路 低压供电 排气系统 含消音器等 负载 电子负载或DC/DC 变换器 图1 燃料电池发动机框图 3.2 1 DB37/T 4099—2020 本质故障 essential fault 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 misuse fault 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 dependent fault 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 diagnostic trouble code 能够代表或标示出故障的一组数字或字母数字组合。 3.6 关机 normal shutdown 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 emergency shutdown 根据工艺参数而采取的控制系统的措施，立即停止燃料电池发动机和它的所有反应，以避免设备的 损坏和/或人员的伤害。 4 故障分类 4.1 故障分类方法 根据危害程度，故障分为致命故障、严重故障、一般故障和轻微故障，对应的故障等级分别为四级 故障、三级故障、二级故障和一级故障，故障分类及特性描述见表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）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； 2）危及人身安全； 1 四级故障 致命故障 3）影响行车安全； 4）对周围环境造成严重危害； 5）重要零部件报废,造成重大经济损失； a 6）主要零部件 功能失效 2 DB37/T 4099—2020 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 1）某项参数超出规定值，但在安全范围内，燃料电池发动机关机； 2 三级故障 严重故障 b 2）主要零部件 功能失效； 3）燃料电池发动机无法响应启动 1）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 3 二级故障 一般故障 机正常运行； 2）不需要更换主要零部件 4 一级故障 轻微故障 1）某项参数偏离正常范围，不影响燃料电池发动机正常运行； 2）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 故障分类判定原则 4.2.1 优先以燃料电池发动机零部件的故障模式来描述故障。 4.2.2 难以用零部件描述故障或无法确认是某一零部件发生故障时，可以用上一级部件直至功能系统 或燃料电池发动机的故障模式来描述故障。 4.2.3 表现为燃料电池发动机综合功能或性能方面的故障，以燃料电池发动机的故障模式来描述故障。 4.2.4 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。 4.2.5 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 障。 4.2.6 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 1 燃料电池堆电流过流 燃料电池堆输出电流超过规定值 2 燃料电池堆电流过低 燃料电池堆输出电流低于规定值 3 燃料电池堆电压过高 燃料电池堆电压超过规定值 4 燃料电池堆电压过低 燃料电池堆电压低于规定值 5 单电池电压过高 燃料电池堆单电池电压超过规定值 6 单电池电压过低 燃料电池堆单电池电压低于规定值 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 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 故障等级 二级故障、三级故障、 四级故障 一级故障、二级故障、 三级故障 二级故障、三级故障 二级故障、三级故障、 四级故障 二级故障、三级故障 二级故障、三级故障、 四级故障 一级故障、二级故障、 三级故障 一级故障、二级故障 3 DB37/T 4099—2020 表 2 可监测故障模式及等级表（续） 序号 故障模式 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 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 11 12 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过 低 故障特性描述 燃料电池堆进出口冷却液温度差值超过规 定值 燃料电池堆进出口冷却液温度差值低于规 定值 故障等级 一级故障、二级故障、 三级故障 一级故障、二级故障 一级故障、二级故障、 三级故障 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 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 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 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 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