GLOBÁLNY REGISTER. Dodatok13: Globálny technický predpis č. 13 GLOBÁLNY TECHNICKÝ PREDPIS O VOZIDLÁCH POHÁŇANÝCH VODÍKOM A PALIVOVÝMI ČLÁNKAMI

Transcript

1 E/ECE/TRANS/180/Add júl 2013 GLOBÁLNY REGISTER vytvorený 18. novembra 2004 podľa článku 6 DOHODY TÝKAJÚCEJ SA TVORBY GLOBÁLNYCH TECHNICKÝCH PREDPISOV PRE KOLESOVÉ VOZIDLÁ, VYBAVENIE A ČASTI, KTORÉ SA MÔŽU MONTOVAŤ A/ALEBO POUŽÍVAŤ NA KOLESOVÝCH VOZIDLÁCH (ECE/TRANS/132 a kor. 1) V Ženeve 25. júna 1998 Dodatok13: Globálny technický predpis č. 13 GLOBÁLNY TECHNICKÝ PREDPIS O VOZIDLÁCH POHÁŇANÝCH VODÍKOM A PALIVOVÝMI ČLÁNKAMI (Zaradený do globálneho registra 27. júna 2013) ORGANIZÁCIA SPOJENÝCH NÁRODOV

2 GLOBÁLNY TECHNICKÝ PREDPIS O VOZIDLÁCH POHÁŇANÝCH VODÍKOM A PALIVOVÝMI ČLÁNKAMI OBSAH I. VYHLÁSENIE O TECHNICKOM ZDÔVODNENÍ A OPODSTATNENÍ A. ÚVOD B. AKČNÝ PLÁN GTP C. OPIS TYPICKÝCH VOZIDIEL S VODÍKOVÝMI PALIVOVÝMI ČLÁNKAMI (HFCV) 1. Opis vozidla 2. Systém poháňaný vodíkom 3. Systém uskladnenia vodíka 4. Systém prívodu vodíkového paliva 5. Systém palivových článkov 6. Systém elektrického pohonu a regulácie elektrickej energie D. ZDÔVODNENIE ROZSAHU PLATNOSTI, DEFINÍCIE A UPLATNITEĽNOSŤ 1. Zdôvodnenie týkajúce sa bodu 2 (Rozsah platnosti) 2. Zdôvodnenie týkajúce sa bodov 3.9. a (Definície životnosti a dátum vyradenia z prevádzky) 3. Zdôvodnenie týkajúce sa bodu 4. (Uplatniteľnosť požiadaviek) E. ZDÔVODNENIE TÝKAJÚCE SA BODU 5. (PREVÁDZKOVÉ POŽIADAVKY) 1. Systém uskladnenia stlačeného vodíka a bezpečnostné potreby 2. Požiadavky na palivový systém vozidla a bezpečnostné potreby 3. Požiadavky na elektrickú bezpečnosť a bezpečnostné potreby F. ZDÔVODNENIE TÝKAJÚCE SA SKÚŠOBNÝCH POSTUPOV PRE SYSTÉM USKLADNENIA A PALIVOVÝ SYSTÉM 1. Zdôvodnenie týkajúce sa skúšok integrity systému uskladnenia a palivového systému 2. Zdôvodnenie týkajúce sa bodu 6.2. (Skúšobné postupy pre systémy uskladnenia stlačeného vodíka) G. NEZÁVÄZNÉ POŽIADAVKY: VOZIDLÁ SO SYSTÉMAMI USKLADNENIA SKVAPALNENÉHO VODÍKA/ZDÔVODNENIE 1. Základné informácie pre systémy uskladnenia skvapalneného vodíka 2. Zdôvodnenie týkajúce sa kvalifikačných požiadaviek na konštrukciu systému uskladnenia skvapalneného vodíka bodu

3 3. Zdôvodnenie týkajúce sa kvalifikačných požiadaviek na konštrukciu palivového systému vozidla (LH 2 ) 4. Zdôvodnenie týkajúce sa skúšobných postupov pre LHSS 5. Zdôvodnenie týkajúce sa bodu 7.5. (Skúšobný postup na meranie koncentrácie po havárii pre vozidla so systémami uskladnenia skvapalneného vodíka (LHSS) H. NÁRODNÉ USTANOVENIA TÝKAJÚCE SA MATERIÁLOVEJ KOMPATIBILITY (VRÁTANE VODÍKOVÉHO KREHNUTIA) A ZHODY VÝROBY 1. Materiálová kompatibilita a vodíkové krehnutie 2. Národné požiadavky doplňujúce požiadavky gtp I. TÉMY BUDÚCEJ ETAPY VÝVOJA GTP PRE VODÍKOM POHÁŇANÉ VOZIDLÁ J. EXISTUJÚCE PREDPISY, SMERNICE A MEDZINÁRODNÉ NORMY 1. Integrity palivového systému vozidla 2. Uskladnenie 3. Elektrická bezpečnosť K. PRÍNOSY A NÁKLADY II. TEXT PREDPISU 1. ÚČEL 2. ROZSAH PLATNOSTI 3. DEFINÍCIE 4. UPLATNITEĽNOSŤ POŽIADAVIEK 5. VÝKONNOSTNÉ POŽIADAVKY 5.1. Systém uskladnenia stlačeného vodíka 5.2. Palivový systém vozidla 5.3. Elektrická bezpečnosť 6. SKÚŠOBNÉ PODMIENKY A POSTUPY 6.1. Skúšky zhody týkajúce sa integrity palivového systému 6.2. Skúšobné postupy týkajúce sa uskladnenia stlačeného vodíka 6.3. Skúšobné postupy týkajúce sa elektrickej bezpečnosti 7. VOZIDLÁ SO SYSTÉMAMI USKLADNENIA SKVAPALNENÉHO VODÍKA (LHSS) 7.1. Nezáväzné požiadavky na LHSS 7.2. Kvalifikačné požiadavky na konštrukciu LHSS 7.3. Integrita palivového systému a LHSS 2

4 7.4. Skúšobné postupy týkajúce sa kvalifikácie konštrukcie LHSS 7.5. Skúšobné postupy týkajúce integrity LHSS 3

5 I. VYHLÁSENIE O TECHNICKOM ZDÔVODNENÍ A OPODSTATNENÍ A. ÚVOD 1. V prebiehajúcej debate o potrebe identifikovať nové zdroje energie a znížiť emisie skleníkových plynov, spoločnosti na celom svete skúmali používanie rôznych alternatívnych palív, vrátane stlačeného zemného plynu, skvapalneného propánu a vodíka. Vodík sa objavil ako jedna z najsľubnejších alternatív kvôli jeho prakticky nulovým emisiám z vozidiel. Na konci 90. rokov Európske spoločenstvo pridelilo prostriedky na štúdiu problematiky v rámci jeho Európskeho integrovaného projektu na využitie vodíka (European Integrated Hydrogen Project (EIHP)) a predložila výsledky, dva návrhy týkajúce sa stlačeného a skvapalneného vodíka. sekretariátu EHK OSN. Následný projekt, EIHP2, inicioval diskusie o možnosti globálneho technického predpisu pre vodíkom poháňané vozidlá. O niekoľko rokov neskôr Spojené štáty americké načrtli víziu pre globálnu iniciatívu Medzinárodné partnerstvo pre vodíkové hospodárstvo a vyzvali Čínu, Japonsko, Ruskú federáciu, Európsku úniu a mnoho iných štátov, aby sa podieľali na tomto úsilí. 2. Desiatky tokov vedci, výskumníci a ekonómovia poukazovali na vodík, v stlačenej plynnej a kvapalnej forme, ako možnú alternatívu benzínu a nafty ako paliva pre vozidlá. Zaručenie bezpečného používania vodíka ako paliva je rozhodujúcim prvkom v úspešnom prechode ku globálnemu vodíkovému hospodáreniu. Svojou povahou predstavujú všetky palivá prirodzený stupeň nebezpečenstva kvôli ich energetickému obsahu. Bezpečné používania vodíka, najmä v jeho forme stlačeného plynu, spočíva v prevencii katastrofických chýb podmienených kombináciou paliva, vzduchu a zdrojov vznietenia, ako aj tlaku a poranenia elektrickým prúdom. 3. Vlády sa zhodli na vypracovaní predpisov a noriem, ako jednej z kľúčových požiadaviek komercionalizácie vozidiel poháňaných vodíkom. Predpisy a normy pomôžu prekonať technologické bariéry komercionalizácie, uľahčia investície výrobcov do stavby vozidiel poháňaných vodíkom a ich akceptovanie verejnosťou tým, že poskytnú systematické a precízne prostriedky posudzovania a oznamovania rizík spojených s používaním vodíkových vozidiel a dostanú ich do povedomia širokej verejnosti, spotrebiteľa, osôb zodpovedaných za záchranu v prípade havárií alebo poisťovníctva. 4. Vypracovanie tohto globálneho technického predpisu Organizácie spojených národov (gtp) pre vozidlá poháňané vodíkovými palivovými článkami prebiehalo v rámci Svetového fóra pre harmonizáciu predpisov o vozidlách (WP.29) Výboru pre vnútrozemskú dopravu (ITC) EHK OSN. Cieľom tohto globálneho technického predpisu (gtp) je vypracovať a zaviesť gtp pre vodíkom poháňané vozidlá, ktoré: (i) dosiahnu alebo prekročia ekvivalentné úrovne bezpečnosti stanovené pre konvenčné benzínom poháňané vozidlá; a (ii) sú založené na výkonnosti (účinnosti) a nelimitujú budúce technológie. B. AKČNÝ PLÁN GTP 5. Vzhľadom na to, že technológia vozidiel poháňaných vodíkovým sa ešte len začína objavovať, Výkonný výbor dohody z roku 1998 (WP.29/AC.3) WP.29 súhlasil s tým, že vklad od výskumníkov je dôležitým prvkom pre toto úsilie. Využitie existujúcich predpisov a noriem o vozidlách poháňaných vodíkovými palivovými článkami (HFCV) a konvenčných vozidlách ako vodítka, je dôležité pre preskúmanie a posúdenie: (1) hlavných rozdielov medzi konvenčnými vozidlami a vozidlami poháňanými vodíkom pokiaľ ide o bezpečnosť a ekológiu; a (2) technického opodstatnenia požiadaviek, ktoré by sa uplatňovali na vodíkom poháňané vozidlá. 4

6 6. V júni 2005, WP.29/AC.3 súhlasil s návrhom Nemecka, Japonska a USA týkajúcim sa toho, ako najlepšia riadiť proces vypracovania gtp o vozidlách poháňaných vodíkom (ECE/TRANS/WP.29/AC.3/17). V súlade s dosiahnutou dohodou, AC.3 schválil akčný plán pre vypracovanie gtp predložený spolusponzormi. Na riešenie bezpečnostných a environmentálnych aspektov gtp boli vytvorené dve podskupiny. Neoficiálna pracovná podskupina pre bezpečnosť vozidiel poháňaných vodíkovými palivovými článkami (HFCV- SGS) podávala správy Pracovnej skupine pre pasívnu bezpečnosť (GRSP) podriadenej WP.29. HFCV-SGS predsedalo Japonsko a USA. Predseda skupiny bol menovaný v lete Environmentálnej podskupine (HFCV-SGE) predsedala Európska komisia a podávala správy Pracovnej skupine pre znečistenie a energiu podriadenej WP.29. Na zabezpečenie komunikácie medzi podskupinami a plynulého zapojenia WP.29 a AC.3, projektový manažér (Nemecko) koordinoval a riadil rôzne aspekty práce, aby bolo zabezpečená správna implementácia akčného plánu a aby boli stanovené a dodržiavané etapy a harmonogramy počas vývoja gtp. Úvodná etapa gtp pokrývala motory s palivovými článkami (FC) a spaľovacie motory (ICE), motory na stlačený plynný vodík (CGH2) a kvapalný vodík (LH2). Na nasledujúcom zasadaní WP.29, bol akčný plán predložený a schválený AC.3 (ECE/TRANS/WP.29/2007/41). 7. S cieľom vypracovať gtp v kontexte s vyvíjajúcimi sa vodíkovými technológiami, trilaterálna skupina spolusponzorov navrhuje vypracovať gtp v dvoch etapách: (a) Etapa 1 (gtp pre vodíkom poháňané vozidlá): Vytvoriť gtp do roku 2010 pre vozidlá poháňané vodíkom, založený na kombinácii požiadaviek na úrovni komponentov, subsystémov a vozidiel. Gtp určí, že každá zmluvná strany bude používať svoje existujúce národné nárazové (bariérové) skúšky tam, kde sa vyžadujú také skúšky, no ako kritérium unikania pri nárazových skúškach bude používať dohodnuté maximálne povolené úrovne úniku vodíka. Ako základ pre vypracovanie prvej etapy gtp sa použije nový japonský národný predpis a akékoľvek dostupné údaje z výskumu a skúšok. (b) Etapa 2 (posúdenie budúcich technológií a harmonizácia nárazových (bariérových) skúšok)): Zmeniť gtp tak, aby sa zachovala jeho relevancia vzhľadom k novým zisteniam založeným na novom výskume a stav technológie po etape 1. Diskusia o tom, ako harmonizovať požiadavky na nárazové skúšky pre HFCV týkajúce sa nárazových skúšok celého vozidla z hľadiska integrity palivového systému. 8. Gtp pozostáva z týchto dvoch kľúčových prvkov: (a) Požiadavky na úrovni komponentu a subsystému (nie na základe nárazovej skúšky): Vyhodnotiť požiadavky nie na základe nárazovej skúšky, preskúmaním analýz a hodnotení vykonaných za účelom zdôvodnenia požiadaviek. Doplniť a eliminovať požiadavky alebo v prípade potreby zmeniť skúšobný postup na základe existujúcich hodnotení alebo operatívnych hodnotení vykonaných zmluvnými stranami a účastníkmi. Zabrániť špecifickým požiadavkám v možnom rozsahu a nezahrnúť ustanovenia, ktoré nie sú technicky opodstatnené. Hlavnými oblasťami, na ktoré je potrebné sa zamerať sú: (i) požiadavky na výkonnosť (účinnosť) systémov uskladnenia vodíka, vysokotlakové uzávery, bezpečnostné tlakové zariadenia a palivové potrubia; 5

7 (ii) elektrická izolácia, bezpečnosť a ochrana pred úderom elektrického prúdu (pri používaní); (iii) požiadavky na účinnosť a iné požiadavky na zabudovanie systému do vozidla. (b) Požiadavky na úrovni vozidla: Preskúmať riziká spočívajúce v rôznych typoch palivových systémov v rôznych nárazových režimoch. Preskúmať a vyhodnotiť analýzy a nárazové skúšky vykonané za účelom posúdenia rizík a identifikovať vhodné zmierňovacie opatrenia pre vodíkom poháňané vozidlá. Hlavnými oblasťami, na ktoré je potrebné sa zamerať sú: (i) Limity pri používaní a po náraze týkajúce sa uvoľňovania vodíka. Uplatňované limity unikania po náraze pri výkone nárazových skúšok (predný, bočný a zadný náraz), ktoré sú uvedené v národných požiadavkách na skúšanie bezpečnosti pri náraze v každej jurisdikcii; (ii) Požiadavky pri používaní a po náraze týkajúce sa elektrickej izolácie a ochrany pre úderom elektrickým prúdom. Uplatňované kritériá elektrickej bezpečnosti po výkone nárazových skúšok (predný, bočný a zadný náraz), ktoré sú uvedené v národných požiadavkách na skúšanie bezpečnosti pri náraze v každej jurisdikcii; C. OPIS TYPICKÝCH VOZIDIEL S VODÍKOVÝMI PALIVOVÝMI ČLÁNKAMI (HFCV) 1. Opis vozidla 9. Vodíkom poháňané vozidlá môžu na pohon používať buď spaľovací motor (ICE) alebo palivové články; vodíkom poháňané vozidlá sú však zvyčajne poháňané hnacími sústavami s palivovými článkami. Vozidlá poháňané vodíkovými palivovými článkami (HFCV) majú elektrickú hnaciu sústavu napájanú palivovými článkami, ktoré generujú elektrickú energiu elektromechanicky s použitím vodíka. Vo všeobecnosti HFCV sú vybavené aj inými zdokonalenými technológiami, ktorí zvyšujú výkonnosť ako sú napr. regeneratívne brzdové systémy, ktoré zachytávajú kinetickú energiu vydávanú počas brzdenia a ukladajú ju v batérii alebo v ultra kondenzátoroch. Hoci sa rôzne HFCV pravdepodobne líšia v detailoch systémov a používanom hardvére/softvére, pre väčšinu HFCV sú spoločné tieto hlavné systémy: (a) systém čerpania vodíka; (b) systém uskladnenia vodíka; (c) systém dodávky vodíkového paliva; (d) systém palivových článkov; (e) systém elektrického pohonu a regulácie elektrickej energie. 10. Na obrázku 1 je uvedená hlavná schéma zobrazujúca funkčné interakcie hlavných systémov vo vozidlách s vodíkovými palivovými článkami (HFCV). Počas čerpania sa vodík dodáva do vozidla cez plniacu nádobu a uskladňuje sa v systéme uskladnenia vodíka. Dodávaným vodíkom, ktorý sa uskladňuje v systéme uskladnenia vodíka, môže byť buď stlačený plynný alebo skvapalnený vodík. Keď vozidlo štartuje, plynný vodík sa uvoľňuje zo systému uskladnenia vodíka. Regulátory plynu a iné zariadenia v rámci systému prívodu vodíka znižujú tlak na úroveň vhodnú pre prevádzku systému palivových článkov. Vodík sa 6

8 elektromechanicky kombinuje s kyslíkom (zo vzduchu) v systéme palivových článkov na výrobu elektrickej energie pod vysokým napätím. Táto elektrická energia sa privádza do systému regulácie pohonnej energie, kde sa využíva na elektrický pohon motorov a/alebo nabíjanie batérií a ultrakondenzátorov. Obrázok 1 Príklad hlavnej schémy kľúčových systémov v HFCV 11. Na obrázku 2 je znázornené typické usporiadanie kľúčových komponentov v hlavných systémoch typického vozidla s vodíkovými palivovými článkami (HFCV). Plniaca nádoba je zobrazená v typickej polohe v zadnej štvrtine panelu vozidla. Ako aj v prípade benzínových nádrží sa zásobníky na uskladnenie vodíka, bez ohľadu na to či stlačeného plynného alebo skvapalneného vodíka, montujú priečne v zadnej časti vozidla, no môžu sa montovať aj inak, napríklad pozdĺžne v strednej ploche vozidla. Palivové články a prídavné zariadenia sú zvyčajne umiestnené (ako je znázornené na obrázku) pod priestorom pre cestujúcich alebo v tradičnom "motorovom priestore" spolu s regulátorom elektrickej energie, regulátorom trakčného elektromotora a elektromotormi. Vzhľadom na veľkosť a hmotnosť trakčných batérií a ultrakondenzátorov sú tieto komponenty zvyčajne umiestnené vo vozidle tak, aby zabezpečili požadovanú hmotnostnú rovnováhu potrebnú na správne riadenie vozidla. 12. Typické usporiadanie komponentov vodíkom poháňaného vozidla so systémom uskladnenia stlačeného vodíka a s palivovými článkami je znázornené na obrázku 2. 7

9 Obrázok 2 Príklad vozidla s vodíkovými palivovými článkami 2. Systém čerpania vodíka 13. Do vozidla na čerpacej stanici sa môže plniť buď skvapalnený alebo stlačený plyn v závislosti od typu systému uskladnenia vodíka vo vozidle. V súčasnosti sa vodík najčastejšie dodáva do vozidla ako stlačený plyn pri tlaku do 125 % menovitého pracovného tlaku (NWP) vozidla na kompenzáciu nestáleho zahrievania z adiabatickej kompresie počas čerpania. 14. Bez ohľadu na stav vodíka vozidlá čerpajú vodík pomocou špeciálnej plniacej trysky na dávkovači paliva na čerpacej stanici, ktorá sa pripojí k plniacej nádobe vozidla aby bol zabezpečené prečerpávanie vodíka do vozidla "v uzavretom systéme". Plniaca nádoba na vozidle obsahuje kontrolný ventil (alebo iné zariadenie), ktorý bráni úniku vodíka z vozidla, keď sa plniaca tryska odpojí. 3. Systém uskladnenia vodíka 15. Systém uskladnenia vodíka pozostáva zo všetkých komponentov, ktoré tvoria primárnu vysokotlakovú hranicu uzatvorenia uskladneného vodíka. Kľúčovými funkciami systému uskladnenia vodíka sú prijímať vodík počas čerpania, udržiavať vodík až kým nie je potrebný a potom uvoľniť vodík do systému palivových článkov na pohon vozidla. V súčasnosti je najbežnejšia metóda uskladnenia a dodávky vodíka vo vozidle vo forme stlačeného plynu. Vodík sa môže skladovať aj ako kvapalina (v kryogénnych podmienkach). Každý z týchto typov systémov uskladnenia vodíka je opísaný v nasledujúcich oddieloch. 16. Doplnkové typy uskladnenia vodíka, ako je napríklad uskladnenie pri nízkej teplote v stlačenom stave, môžu byť obsahom budúcich revízií tohto gtp potom, čo dozrie čas na ich vypracovanie. Uskladnenie vodíka pri nízkej teplote v stlačenom stave (CcH2) je hybridom medzi skladovaním kvapaliny a stlačeného plynu, pri ktorom sa môže čerpať kryogénny stlačený vodík ako aj stlačený plynný vodík. (a) Systém uskladnenia stlačeného vodíka 17. Komponenty typického systému uskladnenia stlačeného vodíka sú uvedené na obrázku 3. Systém obsahuje zásobník a všetky komponenty tvoriace "primárnu tlakovú hranicu", ktorá bráni vodíku pred únikom zo systému. V takom prípade sú časťou systému uskladnenia stlačeného vodíka tieto komponenty: (a) zásobník; (b) kontrolný ventil; 8

10 (c) uzatvárací ventil; (d) tepelne aktivované bezpečnostné tlakové zariadenie (TPRD). Obrázok 3 Typický systém uskladnenia stlačeného vodíka 18. V skladovacích zásobníkoch na vodík je uskladnený stlačený plynný vodík. Systém uskladnenia vodíka môže obsahovať viac než jeden zásobník v závislosti od množstva, ktoré treba skladovať a fyzické prekážky konkrétneho vozidla. Vodíkové palivo má energetickú hustotu na jednotku objemu. Na prekonanie tohto obmedzenia zásobníky na uskladnenie vodíka skladujú vodík pri veľmi vysokom tlaku. Na súčasných vozidlách (do roku 2011) sa vodík typicky skladoval pri menovitom pracovnom tlaku 35 MPa alebo 70 MPa, s maximálnym plniacim tlakom rovnajúcim sa 125 % menovitého pracovného tlaku (43,8 MPa alebo prípadne 87,5 MPa). Počas normálneho procesu čerpania (rýchle plnenie), tlak vo vnútri zásobníka(ov) môže vzrásť na tla o 25 % vyšší než je menovitý pracovný tlak, pretože adiabatická kompresia spôsobuje zahriatie vo vnútri zásobníkov. Pretože teplota v zásobníku po načerpaní klesne, tlak sa zníži. Podľa definície nastavený tlak systému sa bude rovnať menovitému pracovnému tlaku vtedy, keď teplota zásobníka dosiahne 15 C. Postupom komercionalizácie sa môžu tlaky v budúcnosti líšiť (môžu byť vyššie alebo nižšie, alebo medzi súčasnými zvolenými hodnotami). 19. Zásobníky sa v súčasnosti konštruujú z kompozitných materiálov, aby zodpovedali požiadavkám na zadržiavanie vodíka pod vysokým tlakom pri hmotnosti, ktorá je prijateľná pre aplikácie vozidiel. Zásobníky na uskladnenie vodíka pod veľmi vysokým tlakom používané vo vozidlách s palivovými článkami pozostávajú z dvoch vrstiev: vnútorná vrstva (vložka), ktorá bráni unikaniu/priepustnosti plynu (obvykle vyrobená z kovu alebo termoplastového polyméru) a vonkajšia vrstva, ktorá zabezpečuje integritu konštrukcie (obvykle vyrobená z kovu alebo kompozitného materiálu impregnovaného živicou vystuženým vláknom, ktorý obaľuje plynotesnú vnútornú vrstvu (vložku)). 20. Počas čerpania vstupuje vodík do systému uskladnenia cez kontrolný ventil. Kontrolný ventil bráni spätnému prúdeniu vodíka do palivového potrubia. 21. Automatizovaný uzatvárací ventil bráni vytekaniu uskladneného vodíka, keď nie je vozidlo v prevádzke, alebo keď sa zistí porucha, ktorá si vyžaduje izolovanie systému uskladnenia vodíka. 22. V prípade požiaru tepelne aktivované bezpečnostné tlakové zariadenia (TPRD) zabezpečia regulované uvoľňovanie plynu zo systému uskladnenia stlačeného vodíka 9

11 predtým, než vysoká teplota pri požiari oslabí zásobník a spôsobí nebezpečné popraskanie. TPRD sú určené na rýchle odvetranie celého obsahu zásobníka. Nemôžu sa znovu zatvoriť a neumožnia opätovné natlakovanie zásobníka. Predpokladá sa, že skladovacie zásobníky a TPRD, na ktoré pôsobil oheň sa vyradia z prevádzky a zničia. (b Systém uskladnenia skvapalneného vodíka 23. Pretože skúsenosti s cestnými vozidla vybavenými systémami uskladnenia skvapalneného vodíka sú ohraničené a obmedzujú sa na demonštračné parky vozidiel, požiadavky na bezpečnosť neboli komplexne vyhodnotené a ani skúšobné postupy neboli podrobne preskúmané vzhľadom na uskutočniteľnosť a relevantnosť z hľadiska známych prípadov porúch. Preto sú nepovinné požiadavky a skúšobné postupy pre vozidla so systémami uskladnenia skvapalneného vodíka uvedené v oddiele G tejto úvodnej časti a v bode 7. textu predpisu a zmluvné strany ich môžu posúdiť z hľadiska možného zavedenia do ich jednotlivých predpisov. Očakáva sa, že tieto požiadavky sa posúdia v budúcom gtp ako požiadavky, ktoré sa budú uplatňovať na vozidlá so systémami uskladnenia skvapalneného vodíka. 4. Systém prívodu vodíkového paliva 24. Systém prívodu vodíkového paliva prenáša vodík zo systému uskladnenia do systému pohonu pri vhodnom tlaku a teplote, ktoré umožňujú činnosť palivového článku (alebo ICE). To sa uskutočňuje pomocou série ventilov regulujúcich prietok, regulátorov tlaku, filtrov, potrubia a výmenníkov tepla. Vo vozidlách so systémami uskladnenia skvapalneného vodíka, by sa kvapalný ako aj plynný vodík mohol uvoľňovať zo systému uskladnenia potom zahrievať na primeranú teplotu predtým než sa dopraví do ICE alebo systému palivových článkov. Podobne vo vozidlách so systémami uskladnenia stlačeného vodíka by sa tiež mohlo vyžadovať tepelné kondicionovanie najmä v extrémne chladnom, mrazivom počasí. 25. Systém prívodu vodíkového paliva musí znižovať tlak z úrovne, ktoré je v systéme uskladnenia vodíka na hodnoty vyžadované systémom palivových článkov alebo ICE. V prípade systému uskladnenia stlačeného vodíka s NWP 70 MPa, sa môže napríklad tlak znížiť z najvyššieho tlaku 87,5 MPa na menej než 1 MPa na vstupe systému palivových článkov a typicky na menej než 1,5 MPa na vstupe systému ICE. To si môže vyžadovať viacstupňové regulácie tlaku na dosiahnutie presnej a stálej kontroly a ochrany pred pretlakom zariadení za týmito systémami v prípade, že regulátor tlaku zlyhá. Ochrana pred pretlakom systému prívodu vodíkového paliva sa môže realizovať odvetraním nadbytku plynného vodíka cez bezpečnostné tlakové ventily, alebo izoláciou prívodu plynného vodíka (uzavretím uzatváracieho ventilu v systéme uskladnenia vodíka) keď sa zistí stav pretlaku na výstupe. 5. Systém palivových článkov 26. Systém palivových článkov generuje elektrickú energiu potrebnú na pohon trakčných elektromotorov a nabíjanie batérie a/alebo kondenzátorov. Existuje niekoľko druhov palivových článkov, no palivové články s polymérnou membránou (Proton Exchange Membrane) (PEM)) sú bežným typom používaným v automobiloch, pretože ich nízka prevádzková teplota umožňuje kratší čas na štartovanie. Palivové články s PEM elektro chemicky kombinujú vodík a kyslík (vo vzduchu) na výrobu elektrického jednosmerného prúdu. Palivové články, keď sú zásobované vodíkom a kyslíkom (zo vzduchu), môžu plynulo vyrábať elektrický prúd a vodu bez toho, aby vznikal oxid uhličitý (CO 2 ) alebo iné škodlivé emisie typické pre benzínové spaľovacie motory (ICE). 27. Ako je znázornené na obrázku 1, typické systémy palivových článkov zahŕňajú kompresor na prívod kyslíka do batérie palivových článkov. Približne 50 až 70 % kyslíka 10

12 dodávaného do batérie palivových článkov sa spotrebuje v rámci palivových článkov. Zvyšok sa odvádza zo systému. Väčšina vodíka, ktorá sa privádza do systému palivových článkov sa spotrebuje v rámci palivových článkov, no vyžaduje sa malý prebytok aby sa články nepoškodili. Prebytok vodíka sa buď zmiešava s odvádzaným plynom za účelom vytvorenia nehorľavého odvádzaného plynu z vozidla alebo katalyticky reaguje. 28. Systém palivových článkov môže obsahovať aj prídavné komponenty na odstránenie odpadového tepla. Väčšina systémov palivových článkov sa ochladzuje zmesou glykolu a vody. Čerpadlá zabezpečujú cirkuláciu chladiaceho prostriedku medzi palivovými článkami a chladičom. 29. Jednotlivé palivové články sú obvykle spojené do série do batérii tak, aby ich celkové napätie, celové napätie batérie, bolo v rozmedzí od 300 do 600 V v prípade jednosmerného prúdu. Pretože batérie s palivovými článkami pracujú pri vysokom napätí, všetky prípojky reaktantov a chladiacich prostriedkov (vrátane samotného chladiaceho prostriedku) musia byť primerane izolované od vodivej kostry vozidla, aby sa zabránilo úderom elektrickým prúdom, ktoré by mohli poškodiť zariadenie alebo poškodiť osoby, ak sa izolácia poruší. 6. Systém elektrického pohonu a regulácie elektrickej energie 30. Elektrická energia generovaná systémom palivových článkov sa používa na pohon elektromotorov, ktoré poháňajú vozidlo. Ako je znázornené na obrázku 2, mnoho vozidiel s palivovými článkami majú predné kolesá poháňané elektromotorom a hnacia sústava je umiestnená v "motorovom priestore" namontovaná priečne nad prednou nápravou; možnými voľbami sú však aj iné konfigurácie a pohon zadných kolies. Väčšie športové vozidlá s palivovými článkami môžu mať všetky kolesá na prednej a zadnej náprave poháňané elektromotorom alebo môžu mať na každom kolese kompaktný elektromotorom. 31. Regulátor(y) elektromotora používa(jú) "polohu škrtiacej klapky" na určenie množstva energie, ktorá sa má priviesť k hnacím kolesám. Mnoho vozidiel s palivovými článkami používa batérie alebo ultrakondenzátory na doplnenie výstupného výkonu palivových článkov. Tieto vozidlá môžu znovu získavať energiu aj pri zastavovaní prostredníctvom regeneratívneho brzdenia, ktorou sa nabíjajú batérie alebo ultrakondenzátory a tým sa zvyšuje účinnosť. 32. Elektromotory môžu používať buď jednosmerný alebo striedavý prúd. Ak ide o elektromotor na striedavý prúd, regulátor elektromotora premieňa jednosmerný prúd z palivových článkov, batérií a ultrakondenzátorov na striedavý prúd. Naopak, ak má vozidlo regeneratívne brzdenie, regulátor elektromotora premieňa striedavý prúd generovaný v elektromotore späť na jednosmerný prúd tak, aby sa energia mohla skladovať v batériách alebo ultrakondenzátoroch. D. ZDÔVODNENIE ROZSAHU PLATNOSTI, DEFINÍCIE A UPLATNITEĽNOSŤ 1. Zdôvodnenie bodu 2 (Rozsah platnosti) 33. Tento gtp sa vzťahuje na systémy uskladnenia vodíka s menovitým pracovným tlakom (NWP) 70 MPa alebo menej, s príslušným maximálnym plniacim tlakom 125 % menovitého pracovného tlaku. Systémy s NWP do 70 MPa zahŕňajú systémy uskladnenia, u ktorých sa predpokladá, že budú komerčne zaujímavé pre vozidlové aplikácie. V budúcnosti, ak bude záujem na kvalifikáciu systémov na vyššie pracovné tlaky, skúšobné postupy kvalifikácie sa znovu preskúmajú. 34. Tento gtp sa vzťahuje na systémy uskladnenia paliva bezpečne pripevnené vo vozidle, ktoré sa používajú počas doby životnosti vozidla. Nevzťahujú sa na systémy 11

13 uskladnenia určené na výmenu pri čerpaní paliva do vozidla. Tento gtp sa nevzťahuje na systémy uskladnenia, v ktorých dochádza k chemickým väzbám vodíka; vzťahuje sa na vozidlá so systémami fyzickej izolácie plynného alebo kvapalného vodíka. 35. Infraštruktúra čerpacích staníc vodíka vytvorená pred rokom 2010 počíta s čerpaním do vozidiel s tlakom do 70 MPa NWP. Tento gtp sa nezaoberá požiadavkami na čerpacie stanice alebo rozhranie medzi čerpacími stanicami a vozidlami. 36. Tento gtp stanovuje požiadavky na integritu palivového systému v podmienkach nárazu vozidla, no nešpecifikuje tieto podmienky. Predpokladá sa, že zmluvné strany dohody z roku 1998 budú uplatňovať tieto podmienky podľa svojich národných predpisov. 2. Zdôvodnenie bodov 3.9. a (Definícia prevádzkovej životnosti a dátum vyradenia z prevádzky) 37. Tieto definície majú vzťah ku kvalifikácii systému uskladnenia stlačeného vodíka v podmienkach cestnej premávky. Prevádzková životnosť je maximálna doba, na ktorú je prevádzka (používanie) kvalifikovaná a/alebo povolená. Tento dokument poskytuje kvalifikačné kritériá pre systémy uskladnenia kvapalného alebo stlačeného vodíka s prevádzkovou životnosťou 15 rokov alebo menej (bod 5.1.). Prevádzkovú životnosť určí výrobca. 38. Dátum vyradenia z prevádzky je kalendárny dátum (mesiac a rok) určený pre vyradenie z prevádzky. Dátum vyradenia z prevádzky môže určiť regulačný orgán. Predpokladá sa, že je to dátum určený výrobcom na prvé použitie plus doba prevádzkovej životnosti. 3. Zdôvodnenie bodu 4 (Uplatniteľnosť požiadaviek) 39. Výkonnostné požiadavky v bode 5. sa zaoberajú kvalifikáciou konštrukcie na cestnú prevádzku. 40. Očakáva sa, že všetky zmluvné strany budú uznávať vozidlá, ktoré spĺňajú všetky požiadavky tohto gtp ako vhodné pre cestnú premávku v rámci ich jurisdikcie. Zmluvné strany so systémami homologizácie môžu navyše vyžadovať splnenie ich požiadaviek na zhodu výroby, kvalifikáciu materiálu a vodíkové krehnutie. 41. Rozumie sa aj, že každá jednotlivá zmluvná strana si môže zvoliť, že v rámci jej jurisdikcie vypracuje iné požiadavky na ďalšie vozidlá týkajúce sa kvalifikácie na cestnú premávku. Napríklad: (a) tento gtp vyžaduje použitie plynného vodíka na požiarne skúšky uskladnenia stlačeného plynu (bod ). Jednotlivá zmluvná strana by si mohla zvoliť, že bude kvalifikovať vozidlá na cestnú premávku s použitím buď vodíka alebo vzduchu ako skúšobného plynu pri skúšaní ohňovzdornosti. V takom prípade by tieto vozidlá mohli byť kvalifikované pomocou v rámci jurisdikcie tejto jednotlivej zmluvnej strany; (b) vozidlá kvalifikované na cestnú premávku na základe požiadaviek tohto gtp zahŕňajúcich hydraulické skúšky s cyklami zmien tlaku podľa bodu by sa uznávali ako vhodné na cestnú premávku vo všetkých zmluvných stranách. Každá jednotlivá zmluvná strana by si mohla zvoliť, že bude kvalifikovať ďalšie vozidlá na prevádzku v rámci svojej jurisdikcie použitím alebo tlakových cyklov na účely uskladnenia stlačeného vodíka (para ). E. ZDÔVODNENIE BODU 5. (VÝKONNOSTNÉ POŽIADAVKY) 12

14 1. Systém uskladnenia stlačeného vodíka a bezpečnostné potreby 42. Zadržiavanie vodíka v systéme uskladnenia stlačeného vodíka je dôležité vzhľadom na úspešné izolovanie vodíka od okolia a systémov nachádzajúcich sa za ním. Systém uskladnenia je vymedzený tak, aby zahŕňal všetky uzatváracie plochy, ktoré zabezpečujú primárne zadržiavanie vodíka pod vysokým napätím. Také vymedzenie zabezpečuje budúce výhody pokiaľ ide o projektovanie, materiály a konštrukcie, ktoré majú zabezpečiť zdokonalenia z hľadiska hmotnosti, objemu, pohodlia a iných atribútov. 43. Požiadavky na skúšky účinnosti pre všetky systémy uskladnenia stlačeného vodíka v cestných vozidlách sú stanovené v bode 5.1. Požiadavky založené na výkonnosti (účinnosti) sa dokumentárne zaoberajú faktormi namáhania na ceste a spôsobmi používania na zabezpečenie presnej kvalifikácie na cestnú premávku. Kvalifikačné skúšky boli vyvinuté na to, aby bola preukázaná schopnosť vykonávať kritické funkcie počas prevádzky, vrátane čerpania/vyprázdňovania, parkovania v extrémnych podmienkach a účinnosti v prípade požiaru bez ohrozenia bezpečnosti zadržiavania vodíka v systéme uskladnenia. Tieto kritériá sa vzťahujú na systémy uskladnenia používané pri výrobe nových vozidiel. 44. Zhoda výroby so systémami uskladnenia pre oficiálne kvalifikačné skúšky konštrukcie: Výrobcovia zabezpečia, aby všetky výrobné jednotky spĺňali požiadavky skúšok na overenie výkonnosti (účinnosti) uvedené v bode Okrem toho sa očakáva, že výrobcovia budú monitorovať spoľahlivosť, životnosť a zostatkovú pevnosť reprezentatívnych výrobných jednotiek počas prevádzkovej životnosti. 45. Štruktúra požiadaviek: bod 5.1. kvalifikačné požiadavky na konštrukciu pre cestnú premávku zahŕňajú: Skúška na overenie základných parametrov Skúška na overenie trvanlivosti výkonnosti (postupné hydraulické skúšky) Skúška na overenie predpokladanej výkonnosti pri prevádzke na ceste (postupné pneumatické skúšky) Skúška na overenie výkonnosti (účinnosti) pri požiari vedúcom k vyradeniu z prevádzky 46. V bode.1.1. sú stanovené parametre používané v ďalších skúškach na overenie výkonnosti a kontrolách kvality výroby. V bodoch a sú uvedené kvalifikačné skúšky, ktoré overia, či je systém schopný plniť základné funkcie čerpania (plnenia), vyprázdňovania a parkovania v extrémnych cestných podmienkach bez toho, aby došlo k unikaniu alebo popraskaniu počas stanovenej doby prevádzkovej životnosti. V bode sa predpokladá potvrdenie, že systém pracuje bezpečne pri požiari vedúcom k vyradeniu z prevádzky. 47. Porovnateľná prísnosť so súčasnými národnými predpismi týkajúcimi sa cestnej premávky z hľadiska predpisov EÚ bola riešená v hodnotení podporovanom EÚ týkajúcom sa porovnateľnej prísnosti (C. Visvikis (TRL CPR1187, 2011) "Vozidlá poháňané vodíkom: porovnanie európskej legislatívy a návrhu globálneho technického predpisu EHK OSN" (Hydrogen-powered vehicles: A comparison of the European legislation and the draft UNECE global technical regulation")). Závery: "Celkovo práca ukázala, že sú základné rozdiely medzi európskou legislatívou a návrhom globálneho technického predpisu. Nie je dostatok skúšok alebo celosvetových údajov na jednoznačné určenie, ktorý z nich je prísnejší. Sú tu aspekty systému uskladnenia vodíka a jeho montáže, ktoré sú regulované v Európe, no nie sú zahrnuté do návrhu globálneho technického predpisu. Avšak výkonnostné požiadavky v globálnom technickom predpise sa javia, berúc do úvahy všetko, oveľa prísnejšie než tie, ktoré sú 13

15 uvedené v európskej legislatíve. Správa dodáva: "... nezaradenie skúšky nepriepustnosti do globálneho technického predpisu je významným opomenutím. Je nepravdepodobné aby boli zásobníky vodíka počas ich prevádzky ohrozené strelnými zbraňami, no mohlo by to mať rôzne dôsledky pre bezpečnosť... od vandalizmu a terorizmu." Porovnateľná prísnosť so súčasnými národnými predpismi pre cestnú premávku bola zaručená prostredníctvom preskúmania technickej základne požiadaviek jednotlivých zmluvných strán vzhľadom na bezpečnosť na ceste a následného uznania, že sa požiadavkami tohto gtp dosiahli očakávané relevantné bezpečnostné ciele. Pozoruhodné sú dva príklady: (a) Prvý príklad: niektoré národné predpisy vyžadovali, aby sa systémy uskladnenia stlačeného plynu podrobili cyklom úplného naplnenia pod hydraulickým tlakom bez roztrhnutia, ak pritom nedôjde k úniku; (b) Druhý príklad: základná požiadavka na počiatočný tlak roztrhnutia (> 225 % NWP v prípade zásobníkov z kompozitných materiálov na báze uhlíkových vlákien a > 350 % NWP v prípade zásobníkov z kompozitných materiálov na báze sklenených vlákien) sa v minulosti uplatňovala v niektorých prípadoch na nízkotlakové zásobníky CNG. Bola preskúmaná základňa pre tento typ požiadavky na tlak roztrhnutia na nové (nepoužité) zásobníky. Spoľahlivá kvantitatívna na údajoch založené základňa pre historické požiadavky súvisiace s cestnou premávkou nie je. Namiesto toho sa na to, aby systémy preukázali schopnosť fungovania a odolnosti počas doby životnosti, použili moderné technické metódy identifikácie nepriaznivých podmienok prevádzky, nazhromaždených počas desiatok rokov na celom svete a vypracovali sa kvalifikačné skúšky na simulovanie a kombinovanie extrémov takýchto podmienok. Avšak rizikovým faktorom, ktorý mohol byť identifikovaný ako ešte neriešený inými skúšobnými požiadavkami a pre ktorý by bola relevantná skúška tlaku pri roztrhnutí, bola demonštrácia schopnosti odolať roztrhnutiu pri pretlaku na čerpacej stanici počas doby prevádzkovej životnosti. Najprísnejšia skúšobná podmienka sa skôr vzťahuje na zásobníky pri "vyradení z prevádzky" (simulovanom extrémnymi skúšobnými podmienkami) než na nové (nepoužité) zásobníky. Preto bola prijatá požiadavka na vystavenie (bez roztrhnutia) tlaku rovnajúcom sa 180 % NWP počas 4 minút, založená na preukázanej ekvivalentnosti pravdepodobnosti poruchy po 4 minútach pri tlaku 180 % a poruchy po 10 hodinách pri tlaku 150 % NWP (založená na údajoch o čase do vzniku poruchy pre "najhorší prípad" pokiaľ ide o kompozitné sklenené vlákna). Experimenty s veľmi izolovanými zásobníkmi preukázali, ochladenie zásobníka zahriateho pri stlačení trvá rádovo 10 hodín. Posúdila sa doplňujúca požiadavka zodpovedajúca minimálnemu tlaku pri roztrhnutí 200 % NWP pre nové, nepoužité zásobníky, ako potvrdenie minimálnej schopnosti nových zásobníkov s potenciálom doplniť postup skúšky životnosti vyžadujúcej tlak pri roztrhnutí nad 180 % NWP zodpovedajúci < ±10 % variability v prípade pevnosti nových zásobníkov. V tomto dokumente bolo prijaté predchádzajúce minimum 225 % NWP, ako konzervatívny ukazovateľ bez kvantitatívnej údajovej základne, no namiesto používania predošlých ukazovateľov v niektorých zmluvných stranách s očakávaním, že budú k dispozícii ďalšie posúdenie a údaje/analýzy aby bola podporená hodnota 225 % NWP alebo znovu posúdená minimálna požiadavka na odolnosť nových zásobníkov voči popraskaniu. 48. Požiadavka bodu (základné cykly zmeny tlaku počas doby životnosti) je cyklov cyklov úplného naplnenia zodpovedá vyše 7 miliónom vozidlo kilometrov najazdených počas životnosti (pri km najazdených na jedno úplné 14

16 naplnenie). Pretože predpokladaná prevádzková životnosť je o dosť menšia než 1 milión km, bola posúdená požiadavka na tlakových cyklov aby bola zabezpečená značná rezerva prekročenia najhoršieho prípadu extrémnej prevádzky vozidla. Za druhé, existujú rôzne ustanovenia v národných normách na zabezpečenie dostatočnej odolnosti voči pôsobeniu statického (parkovacieho tlaku a cyklickej zmeny tlaku (plniacemu tlaku) so zostatkovou pevnosťou. Schopnosť odolať pôsobeniu statického (parkovacieho tlaku a cyklickej zmeny tlaku bola vo všeobecnosti hodnotená skúškami, ktoré sú ekvivalentné so skúškami v bodoch , a , no každá z nich je vykonávaná so samostatným novým zásobníkom. Základná požiadavka na počiatočný tlak pri roztrhnutí (>225 % NWP v prípade zásobníkov z kompozitných materiálov na báze uhlíkových vlákien a >350 % NWP v prípade zásobníkov z kompozitných materiálov na báze sklenených vlákien) bola vo všeobecnosti uplatnená na nepriame zaevidovanie neopakovateľných faktorov ako je kombinácia jednotlivo pôsobiacich namáhaní a chemických/fyzických vplyvov a schopnosti odolať pretlaku pri plnení. Požiadavky gtp však zabezpečujú priame zaevidovanie týchto faktorov s explicitným simulovaním kombinácie namáhaní a chemických/fyzických vplyvov pretlaku. Na rozdiel od podmienok pre iné plynné palivá, špecifikácie pre čerpanie vodíka poskytujú záruky na obmedzenie potenciálu pretlaku na krajné hodnoty simulované pri skúškach zásobníkov. Navyše, požiadavky gtp zabezpečujú zostatkovú pevnosť pri extrémnom pretlaku pri vyradení z prevádzky so zachovanou stabilitou dostatočnou na zabezpečenie schopnosti odolať popraskaniu pri tlakoch blízkych ( do 20 %) ukazovateľom pre nový zásobník. Všetky požiadavky gtp sú explicitne odvodené pomocou publikovaných údajov, ktoré jednoznačne a explicitne spájajú skúšobné kritériá so špecifikovanými aspektami bezpečnej cestnej prevádzky. Tým boli kritériá zabezpečujúce nepriame závery o bezpečnej prevádzke počas životnosti a pri vyradení z prevádzky, nahradené kritériami zabezpečujúcimi priame overenie schopnosti bezpečnej prevádzky na konci doby životnosti v kombinovaných podmienkach pôsobenia pri najhoršom scenári; Preto je výsledkom zvýšená prísnosť pri zaručení schopnosti bezpečnej prevádzky počas doby životnosti. Príklady (c) zahŕňajú požiadavky gtp na skúškam s cyklickými zmenami tlaku s plynným vodíkom skôr pri extrémnych teplotách (bod ) než len pri teplote okolia a pri simulovanom konci doby životnosti (bod ), zostatkovej pevnosti (bod ) po kombinovanom pôsobení viacnásobných faktoroch namáhania (bod ), skúškach s lokálnym a obklopujúcim plameňom (bod ). 49. Nasledujúce oddiely (body až ) obsahujú zdôvodnenie požiadaviek na výkonnosť (účinnosť) stanovené v bode 5.1. z hľadiska integrity systému uskladnenia stlačeného vodíka. (a) Zdôvodnenie bodu (Skúšky na overenie základných parametrov) 50. Skúšky na overenie základných parametrov majú niekoľko cieľov: (i) overujú, či systémy predložené na kvalifikáciu konštrukcie (kvalifikačná séria) zodpovedajú svojim vlastnostiam a záznamom výrobcu súvisiacich s kontrolou kvality výroby; (ii) určujú stredný počiatočný tlak pri roztrhnutí, ktorý sa použije na skúšky overovania výkonu (body a ) a môžu sa použiť na kontrolu kvality výroby (t. j. na zabezpečenie zhody výroby s vlastnosťami kvalifikačnej série), a (iii) overujú, či sú splnené požiadavky na minimálny tlak pri roztrhnutí a počet tlakových cyklov pred únikom plynu. 51. Základné požiadavky na počiatočný tlak pri roztrhnutí sa líšia od požiadaviek na tlak pri roztrhnutí pri "konci doby životnosti", ktoré uzatvárajú poradie skúšok v bodoch a Štandardný tlak pri roztrhnutí sa týka nového, nepoužitého zásobníka a tlak pri roztrhnutí pri "konci doby životnosti" sa týka zásobníka, ktorý sa podrobil sérii výkonnostných skúšok (body alebo ), simulujúcich podmienky používania pri najhoršom scenári a podmienky pôsobenia prostredia počas celej doby prevádzkovej 15

17 životnosti. Pretože sa počas používania a pôsobenia okolia akumuluje únava očakáva sa, že tlak pri roztrhnutí pri "konci doby životnosti" (t. j. odolnosť voči popraskaniu) by bola nižšia než v prípade nového a nepoužitého zásobníka. (i) Zdôvodnenie bodu Základný východiskový tlak roztrhnutia 52. V bode je stanovený stredný východiskový tlak roztrhnutia (BPO) a overuje sa, či je východiskový tlak roztrhnutia systémov v kvalifikačnej sérii v rozmedzí BPO ± 10 %. BPO sa používa ako referenčný bod pri overení výkonnosti (účinnosti) (body a ) a overení zhody v rámci kvalifikačnej série. V bode sa overuje, či je BPO rovný alebo väčší než 225 %t NWP alebo 350 )% NWP (v prípade kompozitných materiálov na báze sklenených vlákien); hodnoty boli pokusne vybraté bez odvodenia z kvantitatívnej údajovej základne, no namiesto toho vychádzajú z doterajšieho používania a uplatňujú sa tu s tým, že budú k dispozícii ďalšie posúdenie a údaje alebo analýzy na opätovné posúdenie záležitosti v etape 2 vypracovania tohto gtp. Napríklad požiadavka na 200 % minimálny východiskový tlak roztrhnutia môže byť podporovaná zdôvodnením opierajúcim sa o údaje o prevádzkovej účinnosti, že požiadavka na väčší než 180 % NWP na "konci doby životnosti" (súvisiaca schopnosť vydržať maximálny pretlak pri čerpaní (plnení)) kombinovaná so znížením životnosti na 20 % (maximálne povolené), ak sa berie za základ stredný ukazovateľ pevnosti pri roztrhnutí, je ekvivalentná požiadavke na strednú východiskovú pevnosť pri roztrhnutí zodpovedajúcu 225 % NWP, čo zodpovedá minimálnej pevnosti pri roztrhnutí pri 200 % NWP pre maximálne povolenú 10 % variabilitu počiatočnej pevnosti. Interval medzi etapou I a etapou II poskytuje príležitosť na získanie nových údajov a vypracovanie nových analýz na zdôvodnenie 225 % NWP (alebo iné % NWP) minimálne pred rozhodnutím o tejto otázke v etape Okrem toho, že ide o výkonnostnú požiadavku sa očakáva, že jej splnenie poskytne záruku týkajúcu sa stability zásobníka pred vykonaním kvalifikačných skúšok uvedených v bodoch , a (ii) Zdôvodnenie bodu Základné cykly zmeny tlaku počas doby životnosti 54. Požiadavka špecifikuje, že tri (3) nové zásobníky náhodne vybraté na kvalifikačné skúšky zo série sa podrobia cyklickým zmenám hydraulického tlaku až do 125 % NWP bez popraskania počas cyklov, až kým nedôjde k unikaniu. Únik nesmie nastať v priebehu stanoveného počtu cyklov zmien tlaku (počet cyklov). Za stanovenie počtu cyklov v rozsahu od je zodpovedná jednotlivá zmluvná strana. To jest, počet tlakových cyklov, počas ktorých nesmie dôjsť k úniku nesmie byť vyšší než a zmluvná strana môže určiť menší počet no minimálne cyklov pre 15 ročnú životnosť. Zdôvodnenie číselných hodnôt je uvedené nižšie. a. Zdôvodnenie pre aspekt "Unikanie pred popraskaním" požiadavky na základné cykly zmeny tlaku počas doby životnosti 55. Požiadavka na základné cykly zmeny tlaku počas doby životnosti je určená na to, aby bola zabezpečená prvá kontrola odolnosti voči prasknutiu z dôvodu cyklických zmien tlaku počas prevádzky na ceste. Skúška na overenie základného tlakového cyklu vyžaduje buď (i) výskyt úniku (čo vedie k odstaveniu vozidla a následnej oprave alebo vyradeniu z prevádzky (bod )) pred výskytom trhlín, alebo (ii) schopnosť vydržať úplných cyklov zmien hydraulického tlaku bez popraskania alebo úniku. 56. Bez ohľadu na poruchový režim zásobníka, táto požiadavka poskytuje dostatočnú ochranu pre bezpečné používanie zásobníka počas doby životnosti vozidla. Minimálna vzdialenosť najazdená predtým, než dôjde k úniku zo zásobníka závisí od počtu faktorov vrátane počtu cyklov zvolených zmluvnou stranou a kilometrický výkon vozidla na jedno 16

18 natankovanie. Bez ohľadu na to, minimálny počet cyklov predtým než dôjde k úniku a najazdenie len 320 km (200 míľ) na jedno natankovanie zabezpečuje výkon 1,6 milióna km (1 milión míľ) predtým, že by sa stal zásobník priepustným. Scenárom najhoršieho prípadu by bolo roztrhnutie a v takom prípade musí byť zásobník schopný vydržať cyklov. V prípade vozidiel s menovitým cestným jazdným dosahom 480 km (300 míľ) na jedno plné natankovanie zodpovedá úplných cyklov naplnenia vyše 10 miliónom km (6 miliónov míľ), čo presahuje realistickú extrémnu hodnotu doby životnosti cestného vozidla (pozri diskusiu v bode nižšie). Tým buď zásobník preukazuje schopnosť vyhnúť sa poruche (unikanie alebo popraskanie) pri pôsobení tlakových cyklov v cestnej premávke, alebo únik nastane pred roztrhnutím a tým zabráni ďalšej prevádzke, ktorá by potenciálne mohla viesť k roztrhnutiu. 57. Na preukázanie odolnosti voči popraskaniu (k úniku nedochádza) sa vyžaduje väčší počet tlakových cyklov, , v porovnaní s počtom cyklov potrebných na preukázanie odolnosti voči úniku (od do ), pretože väčšia závažnosť v prípade popraskania predpokladá, že pravdepodobnosť takejto udalosti na jeden tlakový cyklus by mala byť menšia než pravdepodobnosť pri udalosti s unikaním v prípade menšej závažnosti. Riziko = (pravdepodobnosť udalosti) x (závažnosť udalosti). (Poznámka: skúšky s cyklickými zmenami tlaku pri tlaku vyššom než 125 % NWP by mohli zistiť poruchy v kratšej skúšobnej dobe, to by však mohlo viesť k zisteniu takých poruchových režimov, ktoré by nemohli nastať v reálnych prevádzkových podmienkach.) b. Zdôvodnenie počtu cyklov, počet hydraulických tlakových cyklov v kvalifikačných skúškach: počet cyklov rovný alebo väčší než a rovný alebo menší než Počet cyklov zmien hydraulického tlaku musí v prvom rade určiť jednotlivá zmluvná strana, pretože v jurisdikciách existujú rozdiely v predpokladanom rozsahu doby životnosti vozidla pri najhoršom scenári (vzdialenosť najazdená počas životnosti vozidla) a frekvencie tankovania pri najhoršom scenári. Rozdiely v predpokladanom počte plnenia súvisia v prvom rade s vysokým používaním komerčných taxíkových aplikácií, ktoré môžu byť vystavené rôznym prevádzkovým prekážkam v rôznych regulačných jurisdikciách. Napríklad: (a) Údaje o prevádzke autoparku (vrátane taxi) v dokumente: Sierra Research Report No. SR for the California Air Resource Board (2004) obsahujú informácie o vzdialenosti najazdenej počas doby životnosti vozidlami prepravujúcimi odpad v Kalifornii, pričom všetky vykázali najazdené vzdialenosti počas doby životnosti menšie než km ( míľ). Na základe týchto čísel a km ( míľ) najazdených na jedno úplné naplnenie, maximálny počet cyklov naplnenia/vyprázdnenia počas doby životnosti sa môže odhadnúť na ; (b) Údaje o prevádzke autoparku (vrátane taxi): Transport Canada ukazujú, že požadované emisné skúšky v Britskej Kolumbii v Kanada v roku 2009 sa týkali 5 najvyužitejších vozidiel s najazdenou vzdialenosťou v rozsahu ,000 km ( míľ). S použitím uvedeného modelového roku pre každé z týchto vozidiel to zodpovedá menej než 300 úplných natankovaniam za rok, alebo mene než 1 úplnému natankovaniu za deň. Na základe týchto čísel a km ( míľ) najazdených na jedno úplné naplnenie, maximálny počet cyklov naplnenia/vyprázdnenia počas doby životnosti sa môže odhadnúť na ; (c) Údaje o prevádzka taxíkov (zmeny/deň a dni/týždeň): V správe New York City (NYC) o taxi (Schaller Consulting, 2006) je uvedená maximálna najazdená 17

19 vzdialenosť 320 km (200 míľ) za zmenu a maximálna prevádzková životnosť 5 rokov. Menej než 10 % vozidiel ostáva v prevádzke po uplynutí 5 rokov. Priemerný jazdný výkon je v prípade vozidiel s 2 zmenami za deň a 7 dňami v týždni. Neexistuje žiadny záznam o žiadnom vozidle s najvyšším vyťažením počas celých 5 rokov prevádzkovej životnosti. Ak by sa však predpokladalo, že vozidlo bude tankovať čo najčastejšie 1,5 2 krát za deň a zostalo by v prevádzke maximálne 5 rokov doby životnosti taxíka v New York City (NYC), maximálny počet naplnení počas doby životnosti taxíka by bol ; (d) Údaje o prevádzka taxíkov (zmeny/deň a dni/týždeň): Transport Canada uvádza prehľad o prevádzke taxíkov v Toronte a Otave, ktorý ukázal vysoké využitie t. j. 20 hodín za deň, 7 dní v týždni s dennou najazdenou vzdialenosťou km ( míľ). Údaje z počítača kilometrov neboli k dispozícii. V prípade extrémneho najhoršieho scenára sa mohlo predpokladať, že ak by vozidlo mohlo zotrvať na takejto vysokej úrovni využívania počas 7 rokov (maximálna oznámená doby životnosti taxíka), potom sa predpokladá maximálny jazdný výkon km ( ,000 míľ). Na základe km ( míľ) najazdených na jedno úplné naplnenie. predpokladaný počet úplných naplnení počas maximálnej 15 ročnej prevádzky by mohol byť V súlade s týmito extrémnymi predpokladmi, minimálny počet úplných cyklov zmien hydraulického tlaku pri kvalifikačnej skúške v prípade systému uskladnenia vodíka je stanovený na Horný limit počtu cyklov zmien tlaku s úplným naplnením je stanovený na , čo zodpovedá vozidlu, ktoré ostáva v aktívnej prevádzke pri 2 úplných naplneniach za jeden deň a pri 15 ročnej prevádzkovej životnosti (predpokladaný jazdný výkon počas doby životnosti 3,5 5,3 milióna km (2,2 3,3 milióna míľ)). 59. Pri stanovovaní počtu cyklov sa potvrdilo, že praktické konštrukcie niektorých systémov uskladnenia (ako systémy s obalom z kompozitných materiálov a vnútorným kovovým obkladom) by sa nekvalifikovali na prevádzku pri 70 MPa NWP, ak je počet cyklov väčší než Pri určovaní počtu cyklov sa potvrdilo, že v prípade cyklov, niektoré zmluvné strany môžu vyžadovať určité obmedzenia pri používaní, aby skutočný počet naplnení nepresiahol počet cyklov. (b) Zdôvodnenie bodu Skúška na overenie trvanlivosti výkonnosti pri prevádzke na ceste (postupné hydraulické skúšky) 60. Skúška na overenie trvanlivosti výkonnosti pri prevádzke na ceste zabezpečuje, že systém je plne schopný zabrániť popraskaniu v extrémnych podmienkach používania, ktoré zahŕňa extenzívnu frekvenciu plnenia, (možno spojenú s výmenou komponentov hnacej sústavy), fyzické poškodenie a nepriaznivé klimatické podmienky. Tieto skúšky trvanlivosti sa zameriavajú na odolnosť konštrukcie voči popraskaniu. Navyše je venovaná pozornosť odolnosti v prípade nepriaznivých klimatických podmienkach pretože (i) dôsledky popraskania sú veľmi závažné a (ii) popraskanie nie je zmiernené sekundárnymi faktormi (unikanie je zmiernené detekciou unikania vo vozidle spojenou s protiopatreniami). Pretože tieto extrémne podmienky sa zameriavajú na namáhanie konštrukcie a jej únavu, vytvárajú sa hydraulickými prostriedkami čo umožňuje viac opakovaní pri pôsobení namáhania v čase vykonávania skúšky. (i) Predpoklady použité pri vypracovaní bodu skúšobného protokolu. 61. Tieto predpoklady zahŕňajú: 18

20 (a) Najhorší scenár rozšírenej prevádzky v nepriaznivých podmienkach = doba životnosti zodpovedá najnepriaznivejším režimom úplného napĺňania a vyprázdňovania (125 % NWP pri 85 C, 80 % NWP pri -40 C) pri rozšírenej prevádzke & nepriaznivých podmienkach; 10 udalostí prekročenia tlaku na čerpacích staniciach; (b) Postupný výkon skúšok umožňuje reprodukovať podmienky na ceste, kde sa jednotlivý zásobník podrobí viacnásobným extrémom pri rôznych podmienkach pôsobenia - nie je reálne očakávať, že by sa zásobník mohol vystaviť len jednému druhu pôsobenia počas životnosti vozidla; (c) Používanie v nepriaznivých podmienkach: pôsobenie fyzických nárazov (i) Náraz pri páde (bod ) riziko vzniká hlavne počas opravy vozidla, keď sa nový systém uskladnenia alebo starší systém odstraňuje počas prevádzky vozidla a padne počas manipulácie zo zdvíhacej vidlice. Skúšobný postup vyžaduje pády z niekoľkých uhlov z maximálnej použiteľnej výšky vidlice. Skúška je určená na preukázanie, že zásobníky sú schopné vydržať nárazy pri reprezentatívnych orientáciách pádu; (ii) Poškodenie povrchu (bod ) zárezy charakteristické pre používanie montážnych pásov, ktoré môžu spôsobiť značné obrúsenie ochranných vrstiev; (iii) Nárazy pri cestnej premávke, ktoré znižujú vonkajšiu pevnosť konštrukcie a/alebo prenikajú cez ochranné vrstvy (napr. úlomky z letiacich skál) - simulované nárazom kyvadla. (d) Používanie v nepriaznivých podmienkach: vystavenie pôsobeniu chemikálií pri prevádzke na ceste (bod ) (i) Kvapaliny zahŕňajú kvapaliny používané vo vozidlách (kyselina v batérii a kvapalina na ostrekovanie), chemikálie používané na cestách alebo blízko nich (dusíkaté hnojivá a zásadité látky) a kvapaliny používané v čerpacích staniciach (metanol a benzín); (ii) Primárnou hlavnou príčinou roztrhnutia vysokotlakových zásobníkov vozidla (zásobníky CNG), inou než poškodenie ohňom a fyzické poškodenie, bolo roztrhnutie v dôsledku korózneho popraskania zapríčineného namáhaním popraskanie nastáva po kombinácii pôsobenia korozívnych chemikálií a tlaku; (iii) Korózne popraskanie zapríčinené namáhaním zásobníkov s obalom z kompozitných materiálov ba báze sklenených vlákien vystavených pôsobeniu elektrolytu sa reprodukuje na základe navrhovaného skúšobného protokolu; do skúšobného protokolu boli doplnené ďalšie chemikálie potom, čo bol potvrdený vznik rizika chemického pôsobenia; (iv) Narušenie ochrannej vrstvy nárazmi a predpokladané opotrebenie pri cestnej premávke môže zhoršiť funkciu ochranných vrstiev uznáva sa ako rizikový faktor, ktorý prispieva ku korozívnemu popraskaniu (roztrhnutiu) v dôsledku namáhania; vyžaduje sa preto schopnosť zvládnuť toto riziko. (e) Extrémny počet plnení/vyprázdňovaní Zdôvodnenie týkajúce sa počtu cyklov väčšieho než a menšieho než je uvedené v bodoch oddielu E.1.(a).(ii).b úvodnej časti. 19

21 (f) Extrémne tlakové podmienky pre cykly plnenia/vyprázdňovania (bod ) (i) Prevýšenie tlaku na čerpacích staniciach je limitované požiadavkami na čerpacie stanice na 150 % NWP alebo menej. (Táto požiadavka na čerpacie stanice bola stanovená v rámci miestnych kódexov a/alebo predpisov platných pre čerpacie stanice.); (ii) Prevádzkové údaje o frekvencii porúch vysokotlakových čerpacích staníc vyvolávajúcich aktiváciu bezpečnostných tlakových zariadení nie sú k dispozícii. Skúsenosti s vozidlami na CNG svedčia o tom, že pretlak na čerpacích staniciach nepredstavuje závažné riziko pre roztrhnutie zásobníka; (iii) Záruka schopnosti vydržať pretlak zapríčinený poruchou na čerpacej stanici je zabezpečená požiadavkou na preukázanie, že sa únik nevyskytuje pri 10 pôsobeniach tlaku rovnajúcemu sa 150 % NWP pri plnení, za ktorým nasleduje dlhodobé parkovanie bez unikania a potom plnenie/vyprázdňovanie. (g) Extrémne klimatické podmienky pri cykloch plnenia/vyprázdňovania (bod ) Záznamy o počasí ukazujú teploty rovné alebo nižšie než -40 C vyskytujúce sa v krajinách severne od 45. rovnobežky; teploty ~50 C sa vyskytujú v púštnych oblastiach krajín v nižších zemepisných šírkach; v prípade nízkych aj vysokých teplôt v oblastiach s overiteľnými úradnými záznamami sa tieto hodnoty odchyľujú v 5 % prípadov. Aktuálne údaje ukazujú, že je ~5 % dní s minimálnou teplotou nižšou než - 30 C. Preto trvalé pôsobenie teploty nižšej než -30 C trvá menej než 5 % doby životnosti vozidla, pretože denné minimum nie je dosiahnuté počas 24 hodinového obdobia. Príklady zaznamenaných údajov. (Environment Canada ): (i) Province=ONTpercent20&StationName=&SearchType=&LocateBy=Provin ce&prox imity=25&proximityfrom=city&stationnumber=&idtype=ms C&CityName=&ParkName=&LatitudeDegrees=&LatitudeMinutes=&Long itudedegrees=&longitudeminutes=&normalsclass=a&selnormals=&stn Id=4157&; (ii) Province=YT per cent20 percent20&stationname=&searchtype =&Locate By =Province&Proximity=25&ProximityFrom=City& StationNumber =&IDType = MSC&CityName=&ParkName=&LatitudeDegrees=&Latitude Minutes=&LongitudeDegrees=&LongitudeMinutes=&NormalsClass=A&S elnormals=&stnid=1617&. (h) Rozšírené používanie a používanie v nepriaznivých podmienkach: Parkovanie pri vysokej teplote s plným zásobníkom do 25 rokov (predĺžené vystaveniu pôsobeniu vysokého tlaku) (bod ). Aby sa nemusela vykonávať výkonnostná skúška trvajúca 25 rokov, vykonávajú sa zrýchlené výkonnostné skúšky pri zvýšenom tlaku s použitím experimentálnych údajov o v súčasnosti používaných kovoch a kompozitných materiáloch, pričom sa na účely skúšky ako najhorší scenár, pokiaľ ide o odolnosť voči popraskaniu vplyvom namáhania, vyberie kompozitný materiál zo zosilneného skleneného vlákna. Použitie laboratórnych údajov na určenie ekvivalentnosti skúšok odolnosti voči 20

22 popraskaniu vplyvom namáhania pri 100 % NWP počas 25 rokov a skúšok pri 125 % NWP počas 1000 hodín (rovnaká pravdepodobnosť poruchy spôsobenej popraskaním vplyvom namáhania) je opísané v technickom dokumente SAE (Sloane, "Zdôvodnenie atestačných výkonnostných skúšok systému uskladnenia stlačeného vodíka (Zdôvodnenie for Performance-based Validation Testing of Compressed Hydrogen Storage," 2009)). Laboratórne údaje o pásoch z kompozitných materiálov vysokotlakových zásobníkov zdokumentovanie času do roztrhnutia ako funkcie statického namáhania bez pôsobenia korózie sú zhrnuté v dokumente "Aerospace Corp Report No. ATR- 92(2743)-1 (1991)" a v odkazoch v ňom uvedených. (i) Nie sú k dispozícii žiadne oficiálne údaje o dobe parkovania pripadajúcej na jedno vozidlo pri rôznych stavoch naplnenia.. Príklady predpokladanej dĺžky stavov úplného naplnenia zahŕňajú vozidlá, ktoré majitelia udržiavajú v stave takmer úplného naplnenia, odstavené (opustené) vozidlá a vozidlá zberateľov. Preto bolo 25 rokov pri úplnom naplnení stanovených ako skúšobná požiadavka.; (ii) Skúška sa vykoná pri teplote +85 C, pretože niektoré kompozitné materiály vykazujú mieru únavy v závislosti od teploty (potenciálne súvisiacu s oxidáciou živice) (časopis Kompozitné materiály 11, 79 (1977)). Teplota +85 C sa zvolila ako maximálna potenciálna hodnota pretože pod kapotou bola nameraná maximálna teplota +82 C v prípade vozidiel tmavej farby parkujúcich vonku na asfaltovom povrchu na priamom slnečnom svetle pri teplote okolia 50 C. Aj zásobník na stlačený plyn bez krytu v skrini vozidla typu pick-up na priamom slnečnom svetle a teplote okolia 49 C, bola nameraná maximálna/priemerná teplota povrchu plášťa zásobníka 87 C (189 F) / 70 C (159 F); (iii) Skúsenosti so zásobníkmi CNG pre cestnej premávke neboli zaznamenané správy o žiadnom popraskaní počas cestnej premávky bez toho, aby došlo k nejakej anomálii týkajúcej sa korózie (korozívne popraskania vplyvom namáhania) alebo konštrukcie (roztiahnutie obručí pri lineárnom stlačení plášťa bez autofretáže). Skúška uvedená v bode , ktorá zahŕňa skúšku chemického pôsobenia a hodín pôsobenia maximálneho statického tlaku simuluje tieto poruchové podmienky. (i) Skúška na overenie zostatkového tlaku (bod ) (i) Pretlak na čerpacích staniciach limitoval splnenie požiadavky na dodržanie tlaku rovného alebo menšieho než 150 % NWP. (Táto požiadavka na čerpacie stanice bola stanovená v rámci miestnych kódexov/predpisov platných pre čerpacie stanice); (ii) Laboratórne údaje o popraskaní vplyvom statického tlaku sa použili na definovanie ekvivalentnej pravdepodobnosti popraskania kompozitných pásov vplyvom namáhania po 4 minútach pri 180 % NWP a po 10 hodinách pri 150 % NWP pri najhoršom scenári (Technická správa SAE ). Predpokladá sa, že čerpacie stanice zabezpečia ochranu pred pretlakom až do 150 % NWP; (iii) Skúška pri "konečnom vyradení z prevádzky" poskytuje záruku týkajúcu sa odolnosti voči poruche na čerpacej stanici počas prevádzky. (j) Skúška na overenie zostatkovej odolnosti voči roztrhnutiu (bod ) 21

23 (k) (c) Požiadavka na menej než 20 % pokles tlaku po pôsobení statického tlaku počas 1000 hodín je spojená so (v technickej správe Spoločnosti automobilových inžinierov (SAE) ) zárukou, že táto požiadavka umožňuje ±10 % variabilitu výrobcu pri zaručení 25 ročnej odolnosti voči popraskaniu pri 100 % NWP. Zdôvodnenie vylúčenia požiadavky na krútiaci moment náliatku: Upozornenie, že poškodenie zásobníkov spôsobené chybami pri údržbe nie je zahrnuté z dôvodu, že chyby pri údržbe, ako je nadmerný krútiaci moment použitý na náliatok, sú predmetom postupov odbornej prípravy pri údržbe a týkajú sa nástrojov a konštrukčnej bezpečnosti. Podobne nie je aj zahrnuté poškodenie zásobníkov spôsobené svojvoľným a úmyselným neoprávneným zásahom. Zdôvodnenie bodu Skúška na overenie predpokladanej výkonnosti pri prevádzke na ceste (postupné pneumatické skúšky 62. Skúška na overenie predpokladanej výkonnosti pri prevádzke na ceste vyžaduje preukázanie schopnosti plniť základné bezpečnostné funkcie v podmienkach najhoršieho scenára pri predpokladanom pôsobení. "Predpokladané" vystavenie pôsobeniu (v prípade typického vozidla) zahŕňa palivo (vodík), podmienky okolia (také ako napr. extrémne teplotné podmienky) a bežné podmienky používania (ako napr. predpokladaná doby životnosti na jedno úplné naplnenie, podmienky plnenia a frekvencia, parkovanie). Predpokladaná prevádzka vyžaduje postupné pôsobenie namáhania pri parkovaní a plnení, pretože všetky vozidlá sa stretávajú s tými oboma prvkami používania a schopnosť odolať kumulovaným nárazom vyžadovaným na účely bezpečného výkonu všetkých vozidiel v predpokladanej prevádzke. 63. Pneumatické skúšky s plynným vodíkom poskytujú faktory namáhania súvisiace s rýchlym a súčasným kolísaním vnútorného tlaku a teploty a infúziou vodíka do materiálov a preto sa pneumatická skúška zameriava na vnútro zásobníka a je silne previazaná s okamihom začiatku úniku. Porucha unikania je marginálne zmierňovaná sekundárnou ochranou monitorovanie a zastavenie vozidla po výstrahe (pod kritickou úrovňou rizika vznietenia v garáži), z ktorej vyplynúť včasná oprava predtým, než sa unikanie môže ďalej zväčšiť, pretože vozidlo bude mimo prevádzky. Údaje uvedené v bode skúšobného protokolu zahŕňajú: (a) Skúška na overenie tlaku (bod ) bežná výroba tlakových zásobníkov zahŕňa overovaciu alebo skúšobnú tlakovú skúšku v mieste výroby, pod tlakom 150 % NWP v súlade s priemyselnou praxou, t. j. 20 % nad maximálnym prevádzkovým tlakom; (b) Skúška nepriepustnosti pri plnení (bod ) (i) Predpokladané podmienky okolia záznamy o počasí uvádzajú teploty rovné alebo nižšie než -40 C, vyskytujúce sa v štátoch severne od 45 rovnobežky; teploty ~50 C sa vyskytujú v púštnych oblastiach krajín v nižších zemepisných šírkach; v oblastiach s overiteľnými úradnými záznamami sa tieto hodnoty odchyľujú v 5 % prípadov. Aktuálne údaje ukazujú, že je ~5 % dní s minimálnou teplotou nižšou než - 30 C. Preto trvalé pôsobenie teploty nižšej než -30 C trvá menej než 5 % doby životnosti vozidla, pretože denné minimum nie je dosiahnuté počas 24 hodinového obdobia. Príklady zaznamenaných údajov. (Environment Canada ): 22

24 (a) Province=ONTpercent20&StationName=&SearchType=&LocateBy= Province&Proximity=25&ProximityFrom=City&StationNumber=&ID Type=MSC&CityName=&ParkName=&LatitudeDegrees=&LatitudeM inutes=&longitudedegrees=&longitudeminutes=&normalsclass=a& SelNormals=&StnId=4157&; (b) Province=YT per cent20 percent20&stationname=&searchtype =&Locate By =Province&Proximity=25&ProximityFrom=City& StationNumber =&IDType =MSC&CityName=&ParkName=& LatitudeDegrees=&LatitudeMinutes=&LongitudeDegrees=&Longitude Minutes=&NormalsClass=A&SelNormals=&StnId=1617&. (ii) Počet cyklov plnenia/vyprázdňovania a. Počet úplných naplnení vyžadovaný na preukázanie nepriepustnosti pri predpokladanej prevádzke je 500. i. Predpokladaný rozsah doby životnosti vozidla vyjadrený v jazdnom výkone je km ( míľ); Obrázok 4 Vek vozidla a jeho jazdný výkon Osobné automobily Zdroj: Sierra Research Report No. SR , s názvom "Prehľad navrhovaných predpisov CARB z augusta 2004 na reguláciu emisií skleníkových plynov z motorových vozidiel: Nákladová efektívnosť majiteľa alebo prevádzkovateľa vozidla," z 22. septembra 2004 (Review of the August 2004 Proposed CARB Regulations to Control Greenhouse Gas Emissions from Motor Vehicles: Cost Effectiveness for the Vehicle Owner or Operator," z 22. septembra 2004). 23

25 ii. Predpokladaný jazdný výkon vozidlo na jedno úplné naplnenie je rovný alebo väčší než 500 km (300 míľ) (vychádza z trhových údajov rokov veľkých výrobcov osobných vozidiel v Európe, Japonsku a Severnej Amerike); iii. 500 cyklov = míľ/500 míľ na cyklus ~ míľ/300 míľ na cyklus; iv. Niektoré vozidlá môžu mať kratšie jazdné výkony na jedno naplnenie a môžu dosiahnuť viac než 500 úplných naplnení, ak v priebehu doby životnosti nedôjde k žiadnemu čiastočnému naplneniu. Preukázaná schopnosť prevádzky bez unikania pri 500 úplných naplneniach je určená na to, aby sa, pokiaľ ide o unikanie, potvrdila vhodnosť prevádzky na ceste, pri ktorej sú k dispozícii sekundárne zmierňujúce prostriedky ako je detekcia a vypnutie motora vozidla predtým, než hrozí bezpečnostné riziko; v. Pretože namáhanie pri úplnom naplnení je väčšie než namáhanie pri čiastočnom naplnení, skúška na overenie konštrukcie poskytuje dôležitú doplniteľnú rezervu trvanlivosti na preukázanie schopnosti plnenia/vyprázdňovania beztoho, aby došlo k úniku. b. Kvalifikačná požiadavka na 500 cyklov zmeny pneumatického tlaku je krajne konzervatívna vzhľadom na predchádzajúce skúsenosti s poruchami systému: i. Skúsenosti z prevádzky na ceste: v systémoch uskladnenia vodíka s tlakom 70 MPa došlo k úniku v tesniacom krúžku v tvare "o" počas krátkej (menej než 50 úplných naplnení) prevádzky na ceste demonštračných prototypov vozidiel; ii. Skúsenosti z prevádzky na ceste: v systémoch uskladnenia vodíka s tlakom 70 MPa došlo k dočasnému úniku (potom sa znovu utesnil) počas krátkej (menej než 50 úplných naplnení) prevádzky na ceste demonštračných prototypov vozidiel; iii. Skúsenosti z prevádzky na ceste: k mechanickým poruchám systému uskladnenia CNG vozidiel, spojeným s vniknutím do navinutého obalu/plášťa a medzivrstiev došlo počas krátkej prevádzky na ceste (menej než 50 úplných naplnení); iv. Skúsenosti z prevádzky na ceste: porucha systému uskladnenia CNG vozidiel z dôvodu nahromadenia vnútorných usadenín a opotrebovaním koróny v mieste poškodenia plášťa nie je druhom poruchy, pretože statické usadeniny sú vnesené do zásobníka časticami nečistôt v palive (norma ISO a SAE J2719) požiadavky na obmedzenie tuhých častíc vo vodíkovom palive) okrem toho systémy palivových článkov netolerujú nečistoty vo forme tuhých častíc a predpokladá sa, že také nečistoty spôsobia vyradenie vozidiel z prevádzky ak sa naplnia nevhodným palivom; v. Skúsenosti zo skúšok: k mechanickým poruchám systému uskladnenia vozidiel, spojeným s vniknutím do navinutého obalu/plášťa a medzivrstiev došlo počas pri ~50 úplných naplneniach); 24

26 vi. Skúsenosti zo skúšok: v systémoch uskladnenia vodíka s tlakom 70 MPa, ktoré splnili skúšobné požiadavky na vozidlá poháňané zemným plynom (NGV2) došlo k poruchám počas skúšobných podmienok uvedených v bode v poruchových režimoch, ktoré môžu nastať pre cestnej premávke. V dokumente "Powertech report (McDougal, M., "SAE J2579 Validation Testing Program Powertech Final Report", National Renewable Energy Laboratory Report No. SR ( sú uvedené dve poruchy systémov zásobníkov, ktoré sa kvalifikovali na prevádzku: unikanie cez ventil v prípade zásobníkov z kompozitných materiálov s kovovým plášťom a vnútorné unikanie cez solenoid v prípade zásobníka z kompozitných materiálov s polymérovým plášťom spôsobené poruchou plášťa. Únik zo zásobníka z kompozitných materiálov s polymérovým plášťom nastal na zásobníku, ktorý bol kvalifikovaný Americkou národnou štandardizačnou asociáciou (American National Standard Association) a Kanadskou štandardizačnou asociáciou (Canadian Standards Association) (ANSI/CSA) NGV2, modifikovanom pre vodík. Porucha na ventile zásobníka z kompozitných materiálov s kovovým plášťom nastala sa týkala ventilu, ktorý bol kvalifikovaný EIHP rev12b. Závery správy: "Postupy skúšok v in SAE TIR J2579 ukázali, že zásobníky bez poruchy v prevádzke buď spĺňajú požiadavky skúšok, alebo zlyhali z dôvodov, ktoré sú nepochopiteľné a odrážajú budúce podmienka prevádzky". (iii) Podmienky plnenia a. V norme SAE J2601 je ustanovený protokol plnenia 3 minúty trvá najrýchlejšie úplné naplnenie (porovnateľné s typickým naplnením benzínom; zabezpečené na súčasných moderných čerpacích staniciach); teplota paliva v prípade rýchleho naplnenia pri 70 MPa je ~ -40 C; b. Podmienky maximálneho tepelného šoku sú predpokladané pre systém ustálený pri teplote okolia ~50 C, ktorý je naplnený palivom s teplotou - 40 C, a pre systém ustálený pri teplote okolia - 40 C ktorý je plnený v uzatvorenom priestore pri teplote približne +20 C; c. Namáhania pri plnení sa striedajú s namáhaniami pri parkovaní. (c) Parkovanie bez unikania v stave úplného naplnenia (bod ) (i) Unikanie a priepustnosť sú rizikovými faktormi pre vznik požiaru pri parkovaní v uzavretých priestoroch ako sú napr. garáže; (ii) Limit unikania/priepustnosti je charakterizovaný mnohými možnými kombináciami vozidla a garáže a pridruženými podmienkami skúšky. Limit unikania/priepustnosti je stanovený za účelom obmedzenia koncentrácie vodíka tak, aby nedosiahla v objeme 25 % nízky limit horľavosti (LFL) pri najhorších vierohodných podmienkach malej, veľmi teplej (55 C) garáže s nízkou rýchlosťou výmeny vzduchu (0,03objemovej výmeny vzduchu za jednu hodinu). Konzervatívny 25 % LFL limit bol dohodnutý na prispôsobenie sa rozdielnym stavom koncentrácie. Údaje o rozptylovom správaní vodíka, rôzne varianty pokiaľ ide o garáž a vozidlo vrátane rozmerov garáže, rýchlosť výmeny vzduchu a teploty a metóda výpočtu sú uvedené v nasledujúcich 25

27 odkazoch vypracovaných ako časť Siete excelentnosti EK (Network of Excellence (NoE) HySafe: P. Adams, A. Bengaouer, B. Cariteau, V. Molkov, A.G. Venetsanos, "Povolená rýchlosť prepúšťania vodíka z cestných vozidiel", Medzinárodný žurnál o vodíkovej energii, zväzok 36, vydanie 3, 2011 s ; (iii) Výsledný limit vyprázdňovania nameraný pri 55 C a 115 % NWP (úplné naplnenie pri 55 C) po stanovených cykloch zmien pneumatického tlaku systému uskladnenia je upraviteľný v závislosti od veľkosti vozidla okolo menovitej hodnoty 150 ml/min pre veľkosť garáže 30,4 m 3. Faktor veľkosti, R = (Vwidth+1)*(Vheight+0.05)*(Vlength+1)/ 30.4, sa hodí pre striedavé kombinácie garáže/vozidla použité na odvodenie rýchlosti vrátané malých vozidiel, ktoré by mohli parkovať v menších garážach. Tieto požiadavky na úroveň priepustnosti vozidla sú zhodné s návrhmi vypracovanými EÚ (EU (NoE) HySafe (pozri vyššie uvedený odkaz). Hodnoty priepustnosti namerané pre jednotlivé skladovacích zásobníkov používaných vo vozidle by boli celkovo nižšie než limit vozidla; (iv) Za účelom ľahšieho overovania zhody bola požiadavka na vyprázdňovanie stanovená z hľadiska priepustnosti systému uskladnenia namiesto priepustnosti vozidla (iii); to sa zhoduje s návrhmi vypracovanými EU NoE HySafe. V tomto prípade limit priepustnosti nameraný pri 55 C a 115 % NWP je 46 ml/h/l objemu systému uskladnenia. Ak je celkový objem systému uskladnenia vozidla o niečo väčší než 330 l a veľkosť garáže nie je menšia než 50 m 3, potom výsledkom požiadavky na objem 46 m l/h/l je ustálená koncentrácia vodíka maximálne 1 %. (Horný limity na systém uskladnenia 46 ml/h/l (na objem zásobníka) x 330 l (objem systému) / 60min/hod. = 253 ml/min na systém uskladnenia, čo je porovnateľné s hodnotu odvodenou z alternatívneho prístupu 150 ml/min x 50/30.4 = 247 ml/min (faktor veľkosti R=1,645), výsledkom čoho je koncentrácia 1 %). Táto špecifikácia priepustnosti bola prijatá za predpokladu, že skladovacia kapacita ~330L sa nepredpokladá v prípade vozidiel, na ktoré sa vzťahuje tento gtp, takže môžu vyhovovať garáže menšie než 50m 3 ; (v) Maximálny tlak úplne naplneného zásobníka pri 55 C je 115 % NWP (ekvivalentný stav naplnenia do 125 % NWP pri 85 C a 100 % NWP pri 15 C); (vi) Má sa vykonať skúška lokálneho úniku aby sa zabezpečilo, že vonkajšie unikanie nemôže podporovať plameň, ktorý by oslabil materiály a následne zapríčinil narušenie vzduchotesnosti. Podľa technickej správy ("Limity zahasenia plameňa pri úniku vodíka (Flame Quenching Limits of Hydrogen Leaks")), najnižší prietok H 2, ktorý môže podporovať plameň je 0,028 mg/s pre typické zariadenie pod tlakom a najmenší možný únik z miniatúrneho horáka je 0,005 mg/s. Pretože sa miniatúrny horák považuje za "najhorší prípad", kritérium maximálneho unikania je 0,005 mg/s; (vii) Parkovanie poskytuje príležitosť nasýtiť vodíkom medzivrstvy, rozhranie obal/plášť, vložky, švy, krúžky a spoje - namáhania pri plnení pôsobia spolu s nasýtením vodíkom alebo bez neho. Nasýtenie vodíkom je charakterizované presakovaním, ktoré dosahujú ustálené rýchlosť; (viii) S potrebou vykonávania kvalifikačných skúšok v podmienkach najhoršieho scenára vyznačujúcich sa zvýšenou teplotou, cyklickými zmenami tlaku a 26

28 nasýtenia vodíkom, overenie priepustnosti odstráni neistotu o závislosti priepustnosti od teploty a z dlhodobého z hľadiska zhoršenia kvôli veku a používaniu. (d) Skúška odolnosti voči zostatkového tlaku (bod ) (i) (ii) Pretlak na čerpacích staniciach limitoval splnenie požiadavky na dodržanie tlaku rovného alebo menšieho než 150 % NWP. (Táto požiadavka na čerpacie stanice bola stanovená v rámci miestnych kódexov/predpisov platných pre čerpacie stanice); Laboratórne údaje o popraskaní vplyvom statického tlaku sa použili na definovanie ekvivalentnej pravdepodobnosti popraskania kompozitných pásov vplyvom namáhania po 4 minútach pri 180 % NWP čo je ekvivalentné stavu po 10 hodinách pri 150 % NWP pri najhoršom scenári (Technická správa SAE ). Predpokladá sa, že čerpacie stanice zabezpečia ochranu pred pretlakom až do 150 % NWP; (iii) Údaje z prevádzky o frekvencii porúch vysokotlakových čerpacích staníc, ktorá zahŕňajú aktiváciu bezpečnostných tlakových zariadení nie sú k dispozícii. Malý počet čerpacích staníc s tlakom 70 MPa, ktoré sú v súčasnosti k dispozícii, neumožňuje získať spoľahlivé štatistické údaje. (e) Skúška na overenie zostatkovej odolnosti voči roztrhnutiu (Bod ) (d) Požiadavka na menej než 20 % pokles tlaku pri roztrhnutí po dobe životnosti je určená na zabezpečenie stability konštrukčných prvkov zodpovedných za odolnosť voči popraskaniu; je spojená (v technickej správe SAE ) so zárukou, že táto požiadavka umožňuje ±10 % variabilitu výrobcu pri zaručení 25 ročnej odolnosti voči popraskaniu pri 100 % NWP. Pokiaľ ide o plášť zásobníkov navrhuje sa, aby bola pozornosť venovaná ich narušeniu. Plášť zásobníka by sa mal po roztrhnutí skontrolovať. Potom by sa mal skontrolovať rozhranie medzi plášťom a koncovým náliatkom či nevykazuje známky narušenia ako sú praskliny z únavy, rozlepenie plastov, narušenie tesnení alebo poškodenie od elektrostatického výboja. Záznam o zisteniach by sa mal robiť spolu s výrobcom. Predpokladá sa, že regulačné orgány a výrobcovia budú monitorovať stav a efektívnosť systémov uskladnenia počas doby životnosti čo najpraktickejším a najúčelnejším spôsobom aby sa nepretržite overovalo, či požiadavky na výkonnosť v bode odrážajú požiadavky predpokladané v cestnej premávke. Táto rada má povzbudiť výrobcov a regulačné orgány, aby zhromažďovali doplňujúce údaje. Zdôvodnenie bodov a Skúška na overenie výkonnosti (účinnosti) pri požiari vedúcom k vyradeniu z prevádzky 64. Overenie výkonnosti (účinnosti) pri požiari vedúcom k vyradeniu z prevádzky je určené na zabránenie popraskaniu za podmienok tak nepriaznivých, že zdržiavanie vodíka sa nie je možné zachovať. Oheň je jediná podmienka pre vyradenie z prevádzky, ktorá sa berie do úvahy pri kvalifikácii konštrukcie. 65. Podrobné preskúmanie chýb zásobníkov CNG v prevádzke počas posledných desiatich rokov (Technická správa SAE (Scheffler, McClory et al., "Vypracovanie metód skúšok na zisťovanie vzniku lokálneho ohňa zdokonalené normy bezpečnosti pre FCV a vodíkové vozidlá")) ukázalo, že väčšina nehôd nastala v systémoch uskladnenia, ktoré nepoužívali správne konštruované bezpečnostné tlakové zariadenia (PRD), a zostatok vyplynul z toho, že PRD nechránilo zásobník z dôvodu nedostatočného pôsobenia 27

29 ohňa na PRD, hoci bol lokálny oheň schopný poškodiť stenu zásobníka a eventuálne spôsobiť roztrhnutie skladovacieho zásobníka. Pôsobenie lokálneho ohňa nebolo riešené v predchádzajúcich predpisoch alebo v priemyselných normách. Metóda skúšky ohňovzdornosti v bode sa zaoberá lokálnym ako aj obklopujúcim plameňom. 66. Podmienky skúšky ohňovzdornosti v bode boli založené na skúškach vozidiel vykonávaných Japonským automobilovým výskumným inštitútom (JARI) a výrobcami z USA. Sumárne údaje sú uvedené v technickom dokumente SAE Kľúčové zistenia sú nasledovné: (a) Výsledkom okolo 40 % skúmaných laboratórnych skúšok vozidiel na ohňovzdornosť boli podmienky, ktoré by mohli byť kategorizované ako lokálny oheň pretože údaje naznačujú, že zásobník na stlačený plyn vyrobený z kompozitných materiálov by mohol byť lokálne poškodený skôr, než by sa aktivoval konvenčný PRD na koncoch náliatkov (mimo pôsobenia miestneho ohňa). (Poznámka: teplota 300 C bola zvolená ako teplota, pri ktorej by mohol vzniknúť lokálny oheň, pretože tepelná gravimetrická analýza (TGA) naznačuje, že materiál zásobníka sa začína pri tejto teplote narúšať rýchlejšie); (b) Zatiaľ čo laboratórne skúšky vozidiel na ohňovzdornosť trvajú minút, časový úsek narušenia skladovacích zásobníkov lokálnym ohňom trval menej než 10 minút; (c) Priemerná maximálna teplota počas trvania lokálneho ohňa bola nižšie než 570 C s maximálnou teplotou dosahujúcou približne rozpätie 600 C až 880 C v niektorých prípadoch; (d) Zvýšenie maximálnej teploty takmer na konci časového úseku lokálneho ohňa často signalizuje prechod do stavu obklopujúceho plameňa. 67. Vychádzajúc z prechádzajúcich zistení bol prijatý teplotný režim uvedený v bode Voľba teploty 600 C ako minimálnej teploty počas doby udržania lokálneho ohňa zabezpečí, že priemerná teplota a čas predpokladaný skúškou s pôsobením lokálneho ohňa je zhodný so skúšobnými údajmi. Termočlánky umiestnené 25 mm ± 10mm od vonkajšieho povrchu skúšobného predmetu sa použijú na reguláciu prívodu tepla a na potvrdenie, že je dodržaný požadovaný teplotný režim. Aby sa zvýšila rovnomernosť a regulovateľnosť ohňa počas skúšky (ako aj reprodukovateľnosť výsledkov), predpokladá sa použitie skvapalneného ropného plynu (LPG) a protiveterných štítov. Skúsenosti ukazujú, že použitie LPG umožní regulovať teplotu v rozmedzí približne ±100 C mimo miestnosti, pričom sa dosiahnu maximálne teploty čo s priaznivo prejaví na výsledkoch skúšky. 68. Navrhovaná zostava skúšky s lokálnym ohňom je založená na predbežných prácach vykonaných Ministerstvom dopravy Kanady a Národnou správou bezpečnosti cestnej premávky (Transport Canada and the National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA)) v USA, no ich prístup bol rozšírený tak, aby umožnil kvalifikovanie systému uskladnenia buď pomocou všeobecnej skúšobnej montáže alebo skúšobnej montáže na konkrétne vozidlo. Rozdiely medzi týmito dvoma metódami sú tieto: (a) Všeobecná (bez konkrétneho vozidla) umožňuje použiť skúšky s lokálnym ohňom na viac než jedno vozidlo, no k systému uskladnenia musia byť trvalo pripevnené zmierňujúce zariadenia (ako sú štíty) a musia trvalo chrániť celý systém a nielen oblasť zasiahnutú lokálnym ohňom. Pozdĺžny rozmer pre všeobecnú skúšku s lokálnym ohňom bol 250 mm ± 50 mm so šírkou pokrývajúcou priemer zásobníka; 28

30 (e) (b) Lokálna skúška ohňovzdornosti konkrétneho vozidla by sa prispôsobila skutočnej ploche pôsobenia ohňa a zahŕňala by ochranné prvky vozidla. Ak si výrobca vozidla zvolí tento typ skúšky, smer a veľkosť pôsobenia plameňa sa nastavia tak, aby sa zohľadnili charakteristiky vozidla ako sú napr. otvory v blízkosti kovových dosiek pre osvetľovacie zariadenia a kanály pre vedenia a potrubia alebo diery vytvorené taviacimi sa materiálmi pri požiari. Ak sú také otvory a diery malé, veľkosť oblasti lokálneho pôsobenia ohňa na zmenší zo všeobecnej veľkosti tak, aby mala skúška realistickejší charakter. Zdôvodnenie bodov a Kvalifikačné skúšky uzáverov prietoku vodíka systému uskladnenia 69. Spoľahlivosť a trvanlivosť uzáverov prietoku vodíka je dôležitá pre integritu celého systému uskladnenia. Jedným z prvkov overenia uzáverov je kvalifikačné overenie ich funkcií prebiehajúce počas prevádzkových skúšok systému (bod 5.1.). Navyše tieto závery sa kvalifikujú jednotlivo nielen na účely zabezpečenia ich výnimočnej spoľahlivosti pre tieto pohybujúce sa časti, ale aj na to, aby mohli byť zamenené za ekvivalentné komponenty v systéme uskladnenia bez rekvalifikácie celého systému uskladnenia. Uzávery, ktoré izolujú vodík pod vysokým tlakom od zvyšku palivového systému a prostredia zahŕňajú: (a) Tepelne aktivované bezpečnostné tlakové zariadenie (TPRD). TPRD sa otvára a ostáva otvorené počas doby, kedy je systém vystavený pôsobeniu ohňa; (b) Kontrolný ventil. Kontrolný ventil bráni spätnému prietoku v palivovom potrubí vozidla, napr. jednosmerný ventil. Ekvivalentom je nevratný ventil; (c) Uzatvárací ventil. Automatický uzatvárací ventil medzi skladovacím zásobníkom a systémom prívodu paliva vo vozidle, ktorý sa uzavrie pri vypnutí dodávky elektrickej energie. 70. Skúšobné postupy kvalifikácie uzáverov prietoku vodíka v systéme uskladnenia vodíka vypracoval Medzinárodná organizácia výrobcov motorových vozidiel (OICA) na základe záverov diskusií v rámci pracovných skupín CSA pre TPRD1:2009 and HGV3.1 (doteraz nepublikovaných), a správ pre tieto pracovné skupiny CSA, ktoré prebiehali pod záštitou US-DOE a boli vykonávané v "Powertech Laboratories" na overenie postupov skúšok uzáverov, diskutovaných v rámci CSA. Rozdiely medzi požiadavkami v nich uvedenými a dokumentami CSA spočívajú hlavne v rozdieloch týkajúcich sa pôsobnosti: požiadavky CSA zahŕňajú všetky cestné aplikácie vrátane vysokovýkonných motorov. (i) Zdôvodnenia požiadaviek na kvalifikáciu TPRD 71. Kvalifikačné požiadavky overujú, či sa zo zariadenia po aktivácii úplne odvedie obsah palivového zásobníka dokonca aj pri konci doby životnosti, keď bolo zariadenie vystavené pôsobeniu tlaku plnenia/vyprázdňovania, zmenám teploty a pôsobeniu okolia. Primeranosť prietoku v danej aplikácii sa overuje požiadavkami skúšky ohňovzdornosti systému uskladnenia vodíka (bod ). (ii) Zdôvodnenie požiadaviek na kvalifikáciu kontrolného ventilu 72. Tieto požiadavky nie sú určené na povoľovanie konštrukcie a výroby komponentov (napr. komponentov s viacnásobnými funkciami), ktoré nie sú osobitne predpísané v tejto norme za predpokladu, že sa s takými alternatívami uvažovalo pri skúšaní komponentov. Pri zvažovaní alternatív týkajúcich sa konštrukcie alebo výroby sa materiály alebo metódy musia hodnotiť pomocou skúšobných zariadení, aby bola zabezpečená ekvivalentná výkonnosť (účinnosť) a koncepcie bezpečnosti zodpovedajúce tým, ktoré sú predpísané touto normou. V takom prípade počet vzoriek a poradie použiteľných skúšok si musí vzájomne odsúhlasiť 29

31 výrobca a skúšobné laboratórium. Pokiaľ nie je stanovené inak, všetky skúšky sa musia vykonávať s plynným vodíkom ktorý zodpovedá norme SAE J2719 (Informačná správa o vypracovaní usmernenia o kvalite vodíka pre vozidlá s palivovými článkami), alebo norme ISO (Vodíkové palivo - špecifikácia výrobku). Celkový počet prevádzkových cyklov je (plniacich cyklov) pre kontrolný ventil a (pracovné cykly) pre automatický uzatvárací ventil. 73. Automatický uzatvárací ventil na uzavretie prietoku paliva namontovaný na zásobníku na uskladnenia stlačeného vodíka musí byť "bezpečný pri poruche". Pojem "bezpečný pri poruche" sa vzťahuje na zariadenie, ktoré sa vráti do bezpečného režimu alebo zabezpečí bezpečné úplné vypnutie pri všetkých predpokladaných poruchových režimoch. 74. Elektrické skúšky automatického uzatváracieho ventilu namontovaného na zásobníkoch na uskladnenia stlačeného vodíka (bod ) poskytujú záruku jeho fungovania v týchto prípadoch: (i) pri zvýšení teploty spôsobenom stavom prepätia a (ii) potenciálnej poruche izolácie medzi vodičom napájajúcim komponent a puzdrom komponentu. Účelom skúšky pôsobenia predchladeného vodíka (bod ) je overiť, či všetky komponenty v dráhe prietoku z nádoby do zásobníka, ktoré sú vystavené pôsobeniu pôsobenia predchladeného vodíka počas plnenia, môžu naďalej bezpečne pracovať. (f) Zdôvodnenie bodu Označovanie 75. Minimálne označenie zásobníkov uskladnenia vodíka má tri funkcie: (i) zdokumentovať dátum, kedy by mal byť systém vyradený z prevádzky, (ii) zaznamenať informácie potrebné na zistenie podmienok výroby v prípade poruchy na ceste a (iii) zdokumentovať NWP aby bolo zabezpečené, že montáž zodpovedá rozhraniu medzi palivovým systémom vozidla a planením. Zmluvné strany môžu špecifikovať doplňujúce požiadavky na označovanie. Pretože sa počet tlakových cyklov používaných pri kvalifikácii podľa bodu môže medzi zmluvnými stranami líšiť, musí byť tento počet vyznačený na každom zásobníku. 2. Požiadavky a palivový systém vozidla a potreby z hľadiska bezpečnosti (a) (i) Požiadavky pri používaní Zdôvodnenie bodu Požiadavky na plniace nádoby 76. Plniace nádoby(hrdlá) vozidla by mali byť konštruované tak aby bolo zabezpečené, že plniaci tlak je vhodný pre systém uskladnenia paliva vozidla. Príklady konštrukcie nádob sú uvedené v norme ISO 17268, SAE J2600 a SAE J2799. Štítok sa pripevní v blízkosti plniacej nádoby s informáciami o plničovi/vodičovi/majiteľovi druhu paliva (kvapalný alebo plynný vodík), NWP a dátume vyradenia skladovacích zásobníkov. Zmluvné strany špecifikovať doplňujúce požiadavky na označovanie. (ii) Zdôvodnenie bodu Ochrana pred pretlakom pre nízkotlakový systém 77. Systém prívodu vodíka za regulátorom tlaku musí byť chránený pred pretlakom zapríčineným možnou poruchou regulátora tlaku. (iii) Zdôvodnenie bodu Systém vypúšťania vodíka a. Zdôvodnenie bodu Bezpečnostné tlakové systémy 78. Odvetrávacie potrubia systémov vyprázdňovania pre systémy uskladnenia (TPRD a PRD) by mali byť chránené viečkom aby sa zabránilo zablokovaniu z dôvodu vniknutia nečistoty, kameňov a zamŕzajúcej vody. b. Zdôvodnenie bodu Výfukový systém vozidla 30

32 79. S cieľom zabezpečiť aby nebolo vypúšťanie plynov z vozidla nebezpečné, na preukázanie nehorľavosti vypúšťaných plynov sú určené skúšky založené na účinnosti. Požiadavka 3 s kĺzavého priemeru predpokladá možnosť mimoriadne krátkeho bezpečného zvýšenia koncentrácie do 8 % bez vznietenia. Skúšky s vypúšťaním plynov ukázali, že k šíreniu plameňa zo zdroja vznietenia ľahko dôjde pri koncentrácii vodíka vyššej než 10 %, no plameň sa nešíri pri koncentrácii vodíka nižšej než 8 % (Technická správa SAE , Corfu et al., "Vypracovanie bezpečnostných kritérií pre vypúšťanie potenciálne horľavých plynov z vozidiel s vodíkovými palivovými článkami (Development of Safety Criteria for Potentially Flammable Discharges from Hydrogen Fuel Cell Vehicles")). Obmedzením obsahu vodíka v ľubovoľnom okamihu na 8 % špičkovú hodnotu je nebezpečenstvo pre ľudí v blízkosti vypúšťania kontrolované dokonca aj v prítomnosti zdroja vznietenia. Je stanovený časový interval kĺzavého priemeru aby bolo zabezpečené, že priestor okolo vozidla ostáva bezpečný, pretože vypúšťaný vodík sa rozptyľuje do okolia; to je prípad, keď je vozidlo na voľnobežných otáčkach v uzavretej garáži. Aby mohla byť táto situácia ľahko akceptovaná stavebnými orgánmi a bezpečnostnými expertmi malo by sa uznať, že štátne/obecné stavebné kódexy a medzinárodne uznávané normy ako napr. norma Medzinárodnej elektrotechnickej komisie (IEC) vyžaduje, aby bol objem priestoru menší než 25 % LFL (alebo 1 % vodíka). Časový limit pre kĺzavý priemer bol určený na základe predpokladu extrémne vysokej rýchlosti vypúšťania, ktorá je ekvivalentná energii na vstupe 100 kw batérii palivových článkov. Potom bol vypočítaný čas tohto vyprázdňovania vodíka, aby sa vyplnil priestor zabraný cestujúcim vo vozidle (4,6m x 2,6m x 2,6m) do úrovne 25 % LFL. Výsledný časový limit bol odhadnutý na 8 s pre "kĺzavý priemer" čo preukazuje, že 3 s kĺzavý priemer použitý v tomto dokumente je primeraný a zodpovedá zmenám vo veľkosti garáže a motora. Požiadavka na prístrojové vybavenie normy ISO je 6-10 krát menšia než nameraná hodnota. Preto počas skúšobného postupu podľa bodu , 3 s kĺzavý priemer vyžaduje odozvu snímača (v 90 % prípadov) a rýchlosť odčítania menšie než 300 ms. (iv). Zdôvodnenie bodu Ochrana pred zapálením: 80. Jednoduchá porucha. nebezpečné situácie môžu nastať ak neúmyselný únik vodíka dosiahne koncentrácie na úrovni vznietenia. (v) (a) Každá jednoduchá porucha za hlavným uzatváracím ventilom nesmie mať za následok koncentráciu vodíka vo vzduchu kdekoľvek v priestore pre cestujúcich; (b) Je dôležitá ochrana pred výskytom vodíka vo vzduchu v uzavretých alebo polouzavretých priestoroch vo vozidle, v ktorých sa nachádza akýkoľvek nechránený zdroj zapálenia. (i) Vozidlá môžu dosiahnuť tento cieľ svojou konštrukciou (napr. keď sú priestory odvetrávané aby sa zabránilo zvýšeniu koncentrácie vodíka); (ii) Vozidlo dosiahne tento cieľ detekciou koncentrácie vodíka vo vzduchu v objeme 2 % ± 1,0 % alebo vyššom, potom musí byť signalizovaná výstraha. Ak koncentrácia vodíka vo vzduchu presiahne v objeme 3 % ± 1,0 % v uzavretých alebo polouzavretých priestoroch vo vozidle, hlavný uzatvárací ventil sa uzavrie aby sa systém uskladnenia izoloval. Zdôvodnenie bodu Únik paliva 81. Detekovateľný únik nie je povolený. (vi) Zdôvodnenie bodu Systém vizuálnej signalizácie/výstrahy 82. Systém vizuálnej signalizácie/výstrahy má upozorniť vodiča, keď únik vodíka vyústi do koncentrácií na úrovni 4 % objemu alebo vyššej v priestore pre cestujúcich, batožinovom 31

33 priestore a priestoroch s nechránenými zdrojmi vznietenia vo vozidle. Systém vizuálnej signalizácie/výstrahy by mal upozorniť vodiča aj v prípade poruchy systému detekcie vodíka. Okrem toho systém musí byť schopný reagovať na akýkoľvek scenár a ihneď vystríhať vodiča. Signálne zariadenie musí byť v priestore pre cestujúcich vpredu a vodič ho musí dobre vidieť. Nie sú k dispozícii žiadne údaje, z ktorý sa dá predpokladať, že výstražná funkcia signálu by sa mal zmenšovať ak je signál len vizuálny. V prípade poruchy systému detekcie by farba výstražného signálu mala byť žltá. V prípade núdzového uzatváracieho ventilu by farba výstražného signálu mala byť červená. (vii) Limit nízkej horľavosti (LFL) 83. (Východiská pre bod 3.34.): Najnižšie koncentrácie paliva, za ktorých je plynná zmes horľavá. Národné a medzinárodné normalizačné orgány (ako je National Fire Protection Association (NFPA) a IEC) uznávajú 4 % objem vodíka vo vzduchu ako LFL (US Department of Interior, Bureau of Mines Bulletin 503, 1952; Houf and Schefer, "Prognózované vyžarované tepelné toky a miesta vznietenia ako dôsledok neúmyselného úniku vodíka (Predicting Radiative Heat Fluxes and Flammability Envelopes from Unintended Releases of Hydrogen)," International Journal of Hydrogen Energy 31, s , 2007; NASA RD-WSTF-0001, 1988). LFL, ktorý závisí od teploty, tlaku a prítomnosti riediacich plynov, bol posudzovaný pomocou špecifických skúšobných metód (napr. Americká spoločnosť pre skúšanie a materiály (American Society for Testing (ASTM)) E681-04). Zatiaľ čo hodnota LFL 4 % je vhodná na posúdenie horľavosti okolia vozidiel alebo vo vnútri priestoru pre cestujúcich, toto kritérium môže byť príliš obmedzujúce v prípadoch prúdenia plynu, keď si vznietenie vyžaduje koncentráciu vodíka vyššiu než 4 %. To či zdroj vznietenia v danom mieste môže zapáliť unikajúci plyn závisí od podmienok prietoku a typu vznietenia. Pri 4 % vodíka v nehybnej zmesi pri izbovej teplote, sa môže horenie šíriť len smerom hore. Pri asi 8 až 10 % vodíka v zmesi, sa môže horenie šíriť aj smerom dole a v horizontálnych smeroch a zmes je ľahko zápalná bez ohľadu na miesto zdroja vznietenia. Coward, H.F. et al, "Limity horľavosti plynov a pár (Limits of flammability of gases and vapors)," Bureau of Mines Bulletin 503; 1952, USA; Benz, F.J. et al, "Nebezpečenstvo vznietenia a tepelné nebezpečenstvo vybraných kvapalín v kozmickom priestore (Ignition and thermal hazards of selected aerospace fluids)", RD-WSTF-0001, NASA Johnson Space Center White Sands Test Facility, Las Cruces, NM, USA, október 1988; Houf, W.G. et al, "Prognózované vyžarované tepelné toky a miesta vznietenia ako dôsledok neúmyselného úniku vodíka (Predicting radiative heat fluxes and flammability envelopes from unintended releases of hydrogen)", International Journal of Hydrogen Energy, 32 s , (viii) Odporúčané konštrukčné charakteristiky vodíkového palivového systému 84. Pretože žiadny na výkonnosti založený technický predpis nemôže obsahovať skúšobné požiadavky pre každý možný scenár, tento oddiel má poskytnúť výrobcom zoznam položiek, ktoré by mali posúdiť počas konštrukcie systémov na vodíkové palivo, s úmyslom znížiť úniky vodíka a poskytnúť bezpečný výrobok: (a) Systém na vodíkové palivo by mal fungovať bezpečným a správnym spôsobom a byť konštruovaný tak, aby sa minimalizoval potenciálny únik vodíka (napr. v čo najväčšom rozsahu minimalizovať potrubné prípojky); (b) Systém na vodíkové palivo by mal spoľahlivo odolávať chemickým, elektrickým, mechanickým a tepelným prevádzkovým vplyvom, ktoré sa môžu vyskytnúť počas bežnej prevádzky vozidla; (c) Použité materiály by mali byť primerané kompatibilné s plynným alebo kvapalným vodíkom; 32

34 (b) (i) (d) Systém na vodíkové palivo by mal byť namontovaný tak, aby bol počas bežných prevádzkových podmienok chránený pred poškodením; (e) Tuhé palivové potrubia by mali byť zabezpečené tak, aby neboli vystavené kritickým vibráciám alebo inému namáhaniu; (f) Systém na vodíkové palivo by mal byť chránený pred nadmerným prietokom v prípade poruchy, ku ktorej dôjde za ním; (g) Žiadny komponent systému na vodíkové palivo, vrátane akýchkoľvek ochranných materiálov, ktoré tvoria časť takého komponentu, by nemal vyčnievať za obrys vozidla alebo ochrannej konštrukcie. Požiadavky týkajúce sa dôsledkov nárazu (zrážky) Zdôvodnenie bodu Limit úniku po náraze (zrážke) 85. Povolený únik po náraze vo Federálnej norme o bezpečnosti motorových vozidiel (Federal Motor Vehicle Safety Standard (FMVSS) 301) (USA) a predpise č. 94 a 95 je v sa nelíši o viac než 6 % počas 60-tich minút po náraze. Pretože sú tieto hodnoty dosť podobné, hodnota v predpise č g/min. bola zvolená v tomto gtp ako základ pre výpočty stanovenia povoleného úniku vodíka po náraze. 86. Kritérium úniku vodíka po náraze je založené na umožnení ekvivalentného uvoľňovania energie horenia povoleného pre benzínové vozidlá. Použitím nízkej výhrevnej hodnoty 120 MJ/kg pre vodík a 42,7 MJ/kg pre benzín, založenej na US DOE Transportation Data Book, ekvivalentný povolený únik vodíka sa môže stanoviť takto: W H 42,7 MJ / kg 30g / min únik benzínu 10,7 g / min únik vodíka 120MJ / kg V prípade vozidiel buď so systémami uskladnenia stlačeného vodíka alebo systémami uskladnenia skvapalneného vodíka. Celková povolená strata vodíka je preto 642 g do 60 minút po náraze. 87. Povolený únik vodíka sa môže vyjadriť aj objemovo pri normálne teplote (0 C) a tlaku takto: W H 10,7 g / min 22,41NL/ mol 118NL/ min 2(1,00794) g / mol V prípade vozidiel buď s uskladnením stlačeného vodíka alebo skvapalneného vodíka. 88. Na potvrdenie rýchlosti úniku vodíka, JARI vykonal skúšky vznietenia unikajúceho vodíka pod vozidlom a v motorovom priestore s rýchlosťou od 131 NL/min do 1000 NL/min. Výsledky ukázali, že zatiaľ čo sa môže predpokladať hluk pri horení vodíka, hladina akustického tlaku a tepelný tok nie sú dostatočné (dokonca aj pri rýchlosti úniku 1000 NL/min) na poškodenie plochy pod podlahou vozidla, uvoľnenie kapoty vozidla, alebo zranenie osoby stojacej vo vzdialenosti 1 m od vozidla (Technický dokument SAE "Charakter šírenia a vznietenia vodíka v prípade jeho úniku z vozidiel poháňaných vodíkom (Diffusion and Ignition Behavior on the Assumption of Hydrogen Leakage from a Hydrogen-Fuelled Vehicle")). Zásobník musí ostať pripevnený k vozidlu v minimálne jednom pripevňovacom bode. (ii) Zdôvodnenie bodu Limit koncentrácie v uzavretých priestoroch po náraze 89. Táto skúšobná požiadavka bola stanovená s cieľom zabezpečiť, aby sa vodík neakumuloval v priestore pre cestujúcich, v batožinovom alebo motorovom priestore, čo by 33

35 mohlo predstavovať potenciálne nebezpečenstvo po náraze. Kritérium bolo konzervatívne nastavené na 4 % objem vodíka ako hodnota, reprezentujúca najnižšiu možnú úroveň, pri ktorej môže nastať horenie (a horenie je extrémne slabé pri tejto hodnote). Keďže sa skúška vykonáva súčasne so skúšku na únik po náraze a preto sa predĺži na aspoň 60 minút, nie je potrebná tolerancia v prípade kritéria vo vzťahu k zónam rozptylu, keďže je dostatočný čas na rozptýlenie vodíka v celom priestore. (iii) Zdôvodnenie bodu Posun zásobníka 90. Jedným z bezpečnostných predpisov pre vozidlá po náraze s palivovými systémami na stlačený plyn je Kanadská bezpečnostná norma pre motorové vozidlá (Canada s Motor Vehicle Safety Standard) (CMVSS) 301. Jej charakteristické ustanovenia zahŕňajú montážnu požiadavku na palivový zásobník na zabránenie posunu. 3. Požiadavky na elektrickú bezpečnosť a potreby z hľadiska bezpečnosti (a) Zdôvodnenie požiadaviek na elektrickú bezpečnosť 91. Porucha systému pod vysokým napätím môže spôsobiť elektrický úder ľudskému telu. Taký úder môže nastať s akýmkoľvek zdrojom elektrickej energie, ktorý spôsobí prechod dostatočného prúdu cez pokožku, svaly alebo vlasy. Spravidla sa toto označenie využíva na vyjadrenie nepredvídaného pôsobenia elektrického prúdu, ktorého dôsledky sú nežiadúce. 92. Minimálny prúd, ktorý môže ľudské telo cítiť závisí od druhu prúdu (AC alebo DC) a frekvencie. Osoba môže pociťovať minimálne 1 ma v prípade striedavého prúdu (AC) pri 60 Hz a aspoň 5 ma v prípade jednosmerného (DC). Prúd môže, ak je dostatočne vysoký, spôsobiť poškodenie tkaniva alebo fibriláciu, čo vedie k zástave srdcovej činnosti. 60 ma v prípade striedavého prúdu (rms, 60 Hz) alebo ma v prípade jednosmerného prúdu môže spôsobiť fibriláciu. 93. Dlhodobé pôsobenie elektrického jednosmerného prúdu pri napätí 120 V a frekvencii 60 Hz je obzvlášť nebezpečným zdrojom ventrikulárnej fibrilácie, pretože obvykle presiahne prah, pri ktorom si človek zachová kontrolu nad svojím telom, no nedodá telu dostatočnú energiu aby sa vzdialil od zdroja. Avšak potenciálna závažnosť pôsobenia elektrického prúdu závisí od toho, ktoré orgány zasiahne. 94. Ak je napätie menšie než 200 V, potom je ľudská pokožka hlavným prispievateľom k odporu tela v prípade makroúderu prechádzajúceho prúdu medzi dvoma bodmi na pokožke. Charakteristiky pokožky však nie sú lineárne. Ak je napätie vyššie než V, potom dôjde k dielektrickému prerazeniu pokožky. Ochrana ponúkaná pokožkou sa znižuje perspiráciou a toto sa zrýchľuje ak elektrina spôsobuje dlhodobé kontrakcie svalov nad úroveň, pri ktorej si človek zachová kontrolu nad svojím telom. (b) Požiadavky pri používaní 95. "Požiadavky pri používaní" sú špecifikácie, s ktorými sa musí uvažovať pri vývoji vozidla na palivové články. Tieto musia byť splnené aby sa zabránilo akémukoľvek nebezpečenstvu hroziacemu cestujúcim v elektrickom vozidle. 96. Požiadavky sa zameriavajú na elektrickú hnaciu sústavu prevádzkovanú pod vysokým napätím ako aj na vysokonapäťové komponenty a systémy, ktoré sú galvanicky pripojené. 97. S cieľom zabrániť elektrickému nebezpečenstvu sa vyžaduje, aby živé časti (= vodivé časti elektricky napájané pri bežnom používaní) boli chránené pred priamym kontaktom. 34

36 98. Ochrana pred priamym kontaktom vo vnútri priestoru pre cestujúcich sa musí kontrolovať pomocou štandardizovaného skúšobného drôtu (IPXXD). Obrázok 5 Štandardizovaný skúšobný drôt 99. Mimo tohto priestoru sa na kontrolu možnosti alebo nemožnosti kontaktu so živými časťami sa musí použiť štandardizovaný skúšobný prst (IPXXB). Obrázok 6 Štandardizovaný skúšobný prst 100. Okrem toho musia byť nechránené vodivé časti (časti, ktorých sa môže dotknúť štandardizovaný skúšobný prst a ktoré sú elektricky napájané pri porušení izolácie) chránené aj pred nepriamym kontaktom. To znamená, že napr. vodivé bariéry alebo uzávery musia byť bezpečne galvanicky pripojené k elektrickej kostre Okrem ochrany pred priamym a nepriamym kontaktom sa v prípade systémov na jednosmerný (DC) alebo striedavý (AC) prúd vyžaduje izolačný odpor. Izolačný odpor nameraný vo vzťahu k elektrickej kostre je fyzický rozmer opisujúci maximálny prúd, ktorý môže prechádzať ľudským telom bez nebezpečenstva Hoci sú systémy na DC menej škodlivé pre ľudí (pozri bod ) aj tak sa vyžaduje odpor 100 Ω/V. Systémy AC musia spĺňať požiadavku na 500 Ω/V. V prípade systémov DC sa vyžaduje systém monitorovania izolačného odporu vo vozidle, ktorý vystríha vodiča v prípade, že je odpor nižší než 100 Ω/V Požiadavky na izolačný odpor 100 Ω/V v prípade DC alebo 500 Ω/V v prípade AC povoľujú maximálny prúd prechádzajúci ľudským telom v hodnote 10 ma a prípadne 2 ma. (c) Požiadavky týkajúce sa dôsledkov nárazu (zrážky) 104. Požiadavky týkajúce sa dôsledkov nárazu (zrážky) sú špecifikácie, ktoré musí vozidlo spĺňať po náraze. Neopisujú spôsob, ako by sa mal náraz vykonať. Za to je zodpovedaná každú zmluvná strana. Požiadavky musia byť splnené aby sa zabránilo elektrickému nebezpečenstvu pre cestujúcich vo vozidle Požiadavky sa zameriavajú na elektrickú hnaciu sústavu prevádzkovanú pod vysokým napätím ako aj na vysokonapäťové komponenty a systémy, ktoré sú galvanicky pripojené. 35

37 106. Po náraze tieto tri parametre preukazujú, že systému sú bezpečné. To znamená, že zostatková "elektrická úroveň" vysokonapäťových systémov nie je už naďalej pre cestujúcich vo vozidle nebezpečná. (a) Neprítomnosť vysokého napätia Po náraze je napätie rovné alebo menšie než 30 V v prípade AC alebo 60 V v prípade DC (b) Izolačný odpor Izolačný odpor nameraný vo vzťahu k elektrickej kostre je fyzický rozmer opisujúci maximálny prúd, ktorý môže prechádzať ľudským telom bez nebezpečenstva. Po náraze musí byť minimálny izolačný odpor nameraný vo vzťahu k elektrickej kostre v prípade systémov AC 500 Ω/V a prípade systémov DC 100 Ω/V. Požiadavka na izolačný odpor 100 Ω/V v prípade DC alebo 500 Ω/V v prípade AC umožňuje, aby bol maximálny prúd prechádzajúci ľudským telom v hodnote 10 ma, prípadne 2 ma. (c) Fyzická ochrana Po náraze by nemalo byť možné dotknúť sa živých časté štandardizovaným skúšobným prstom. Musí byť k dispozícii aj ochrana pred nepriamym kontaktom. Na základe rozhodnutia zmluvných strán podľa dohody z roku 1998 je povolené aj štvrté opatrenie. (d) Nízkopotenciálna energia Po náraze musí byť energia systému menšia než 2,0 Joulov. F. ZDÔVODNENIE SKÚŠOBNÝCH POSTUPOV SYSTÉMU USKLADNENIA A PALIVOVÉHO SYSTÉMU 107. Skúšobné postupy uvedené v bode 6. simulujú cestné predpokladané výkonnostnými požiadavkami v bode 5. Väčšina skúšobných postupov je odvodená zo skúšobných postupov uvedených už prijatých v národných predpisoch a/alebo priemyselných normách.. 1. Zdôvodnenie skúšok integrity systému uskladnenia a palivového systému (a) Zdôvodnenie bodu Skúšky systémov uskladnenia stlačeného vodíka z hľadiska nepriepustnosti po náraze (zrážke) 108. Skúška nepriepustnosti po náraze (zrážke) sa vykoná takto: Skúšobný postup keď je skúšobným plynom vodík Skúšobný postup keď je skúšobným plynom hélium 109. Strata paliva predstavuje povolené vyprázdňovanie z celého systému uskladnenia stlačeného vodíka vo vozidle. Vyprázdňovanie po zrážke sa môže stanoviť meraním poklesu tlaku v systéme uskladnenia stlačeného plynu počas aspoň 60 minút po náraze a potom sa vypočíta rýchlosť vyprázdňovania vodíka založená na nameranom poklese tlaku a čas spotrebovaný na stabilizáciu stlačeného plynu v systéme uskladnenia. (Pozri technický dokument SAE , "Vypracovanie metodológie skúšky FCV na únik paliva po náraze (Development of the Methodology for FCV Post-crash fuel leakage testing)" začlenenej do SAE J2578. V prípade viacnásobných zásobníkov na uskladnenie vodíka, ktoré sú navzájom izolované, môže byť nevyhnutné merať stratu vodíka jednotlivo (pomocou prístupu uvedeného v bode ) a spočítať jednotlivé hodnoty aby sa určilo celkové uvoľnenie plynného vodíka zo systému uskladnenia. 36

38 110. Metodológia sa môže rozšíriť tak, aby bolo možné na skúšku po náraze použiť nehorľavý plyn. Bolo vybraté hélium, ktoré podobne ako vodík má nízku molekulovú hmotnosť. Na určenie pomeru objemových prietokov uvoľňovaného hélia a vodíka (a tak sa zistí požadovaný vzťah medzi únikom vodíka a hélia; predpokladáme, že unikanie zo systému uskladnenia stlačeného vodíka sa môže opísať ako priškrtený prietok cez otvor, pričom plocha otvoru (A) reprezentuje celkovú ekvivalentnú plochu úniku systému po náraze. V takom prípade je rovnica pre hmotnostný prietok daná vzťahom: C C Cd A P 1/ 2 kde Cd výtokový koeficient otvoru, A je plocha otvoru, P a ρ je tlak a hustota (ustálenej) kvapaliny merané proti prúdu;, ρ a C sú dané týmito vzťahmi: R u T/ M a C = /( ( +1)/2) ( +1)/( -1 kde R u je univerzálna plynová konštanta a T, M, a γ sú teplota, molekulová hmotnosť a pomer špecifických tepiel (CV/CP) pre konkrétny plyn, ktorý uniká. Pretože Cd, A, R u, T, a P sú konštanty pri stanovovaní vzťahu medzi únikom hélia a vodíka po náraze, nasledujúca rovnica opisuje pomer hmotnostného prietoku: WH2 / WHe = CH2 / CHe (M H2 / M He ) 1/ Pretože môžeme určiť pomer objemového prietoku vynásobením pomeru hmotnostného prietoku pomerom molekulových hmotností (M) pri konštantnej teplote a tlaku, ktoré sú tie isté. WH2 / WHe = CH2 / CHe (M He / M H2 ) 1/ Vychádzajúc z vyššie uvedeného vzťahu je možné zistiť, že pomer objemového prietoku (a preto pomer objemovej koncentrácie plynu) medzi skúšobným plynom héliom a vodíkom je približne 75 % pre ten istý únik zo systému uskladnenia. Potom sa únik vodíka po náraze môže stanoviť takto: (b) V H2 = V He / 0,75 kde V He je únik hélia náraze (Nl/min). Zdôvodnenie bodu Skúšobný postup pri skúške koncentrácie v uzavretých priestoroch po náraze pre vozidlá so systémami uskladnenia stlačeného vodíka 113. Skúška sa môže vykonať meraním vodíka alebo meraním zodpovedajúceho poklesu obsahu kyslíka. Snímače sa umiestnia na výrazných miestach v priestore pre cestujúcich, batožinovom a nákladnom priestore. Keďže sa skúška vykonáva súčasne so skúškou na únik zo systému uskladnenia po náraze a preto sa predĺži na aspoň 60 minút, nie je potrebná tolerancia v prípade kritéria vo vzťahu k zónam rozptylu, keďže je dostatočný čas na rozptýlenie vodíka v celom priestore V prípade, že sa vozidlo podrobí nárazu, pričom sa nepoužije vodík a skúška nepriepustnosti sa vykoná so stlačeným héliom je potrebné definovať kritériá pre obsah hélia, ktorý je ekvivalentný 4 % objemu vodíka. Vzhľadom na to, že obsah vodíka alebo hélia (objemovo) zodpovedá objemovému prietoku príslušného unikajúceho plynu, je možné stanoviť povolený objemový obsah hélia, X He,, z rovnice uvedenej v bodoch 108 až

39 úvodnej časti, vynásobením kritéria koncentrácie číslom 0,75. Kritérium pre koncentráciu hélia je preto nasledovné: XHe 4 % objemu H2 0,75 3,0 % objemu Kritérium pre koncentráciu hélia je preto 3 % objemu v priestore pre cestujúcich, batožinovom a nákladnom priestore, ak sa nárazová skúška vozidla so systémom uskladnenia stlačeného plynu vykonáva so stlačeným héliom namiesto stlačeného vodíka Príklad miest merania koncentrácie vodíka možno nájsť v dokumente "Príklady meracích bodov koncentrácie vodíka pri skúške (Examples of hydrogen concentration measurement points for testing)" (OICA správa pre SGS-3 vychádzajúca z dodatku k japonskému predpisu 100). 2. Zdôvodnenie bodu Skúšobné postupy pre systémy uskladnenia stlačeného vodíka 116. Väčšina skúšobných postupov pre systémy uskladnenia vodíka je odvodená zo skúšobných postupov uvedených v už existujúcich národných predpisoch a/alebo priemyselných normách. Kľúčové rozdiely spočívajú vo vykonávaní skúšok (v protiklade k doterajšiemu paralelnému vykonávaniu, každá skúška so samostatným novým zásobníkom) a spomalené plniacej rýchlosti pri skúškach roztrhnutia, aby zodpovedala používaným plniacim rýchlostiam. Navyše, dĺžka pôsobenia namáhania do okamihu dosiahnutia tlaku pri roztrhnutí bola zvýšená na 4 minúty. Tieto zmeny sú určené na zníženie prahu citlivosti na plniacu rýchlosť pri počiatočných meraniach tlaku pri roztrhnutí a hodnotenie schopnosti odolať tlaku. Hodnotenie dostatočnosti a prísnosti požiadaviek v tomto gtp v porovnaní s existujúcimi požiadavkami EÚ je uvedené v projektovej správe dopravného výskumného laboratória RPN1742 "Vozidlá poháňané vodíkom: porovnanie európskej legislatívy a návrhu globálneho technického predpisu EHK OSN", C. Visvikis Požiadavky na uzávery systému uskladnenia vodíka (TPRD, automatický uzatvárací ventil a kontrolný ventil) vypracovali CSA (HGV3.1 a TPRD-1). (a) Hodnotenia odolnosti voči cyklickým zmenám tlaku pri cykloch (bod ) odrážajú viacnásobné tlakové impulzy pôsobiace na kontrolné ventily počas plnenia a viacnásobné operácie automatických uzatváracích ventilov medzi plneniami; (b) Vibračné skúšky (bod ) boli určené na sledovanie frekvencií od 10 do 40 Hz, pretože niekoľko zariadení na skúšanie komponentov oznámilo, že môže dôjsť k viac než jednej rezonančnej frekvencii. Frekvencia 17 Hz používaná doteraz vo vibračných skúškach komponentov bola stanovená na základe demonštrácie jedného vozidla jazdiaceho na rôznych povrchoch ciest a odráža vplyv blízkosti motora. Predpokladá sa však, že rezonančná frekvencia by sa mohla zmeniť v závislosti od konštrukcie a montáže a preto na zabezpečenie najnepriaznivejšieho stavu sa vyžaduje rozsah až do 40 Hz; (c) Citlivosť na teplotu, T life = 9,1 x T act 0,503, stanovená v zrýchlenej skúške životnosti (bod ) je založená na práci D. Stephens (Battelle Memorial Institute) "Zdôvodnenie skúšky dlhodobého pôsobenia teploty pre tepelne aktivované PRD (Zdôvodnenie for Long-Term Test Temperature for Thermally Activated PRDs)."; (d) Výsledky skúšok uzáverov musí skúšobné laboratóriu zaznamenať a poskytnúť výrobcovi. V prietokovej skúške sa prietok zaznamená ako najmenšia nameraná 38

40 hodnota ôsmich bezpečnostných tlakových zariadení v Nl za minútu (0 C a 1 atm), korigovaná na vodík; (e) Skúška pôsobenia atmosférických vplyvov (bod ) je odvodená z dvoch existujúcich skúšok. Skúška ozónového starnutia bola obsiahnutá v CSA NGV3.1 a harmonizovaná normou ISO CD Časť 2 (vodíkové komponenty) a ISO Part 2 (komponenty CNG). Skúška odolnosti voči ozónu preberá požiadavky a skúšobný postup z predpisu č požiadavky na komponenty CNG, a bola doplnená k dokumentom o vodíkových komponentoch a komponentoch CNG pri CSA. G. NEPOVINNÉ ÚPOŽIADAVKY: VOZIDLÁ SO SYSTÉMAMI USKLADNENIA SKAPALENÉHO VODÍKA / ZDÔVODNENIE 118. Pretože vozidlá poháňané vodíkom sú v začiatočnej etape vývoja a komerčného využitia, v minulých rokoch prebiehali skúšky a hodnotenie skúšobných metód kvalifikácie vozidiel na cestnú premávku. Systémy uskladnenia skvapalneného vodíka (LHSS) boli však menej hodnotené než systémy uskladnenia stlačeného plynu. V dobe vypracovania tohto dokumentu vozidlá LHSS boli ponúkané len jedným výrobcom a skúsenosti s cestnou prevádzkou vozidiel LHSS boli veľmi obmedzené. Požiadavky na LHSS navrhované v tomto dokumente boli prediskutované z hľadiska technického a aj keď sa zdajú odôvodnené, neboli vyhodnotené. Kvôli obmedzeným skúsenostiam s vozidlami LHSS, niektoré zmluvné strany požiadali o viac času na skúšanie a hodnotenie. Preto boli požiadavky na LHSS uvedené v oddiele G sú nepovinné. 1. Východiskové informácie o systémoch uskladnenia skvapalneného vodíka (a) Vodík má nízku energetickú hustotu na jednotku objemu 119. Na prekonanie tejto nevýhody, systém uskladnenia skvapalneného vodíka (LHSS) uchováva vodík v kvapalnom stave pri kryogénnej teplote. (b) Typický systém uskladnenia skvapalneného vodíka (LHSS) je zobrazený na obrázku Súčasné systémy sa líšia v type, množstve, konfigurácii a usporiadaní funkčných prvkov. V konečnom dôsledku sú hranice LHSS vymedzené rozhraniami, ktoré môžu izolovať uskladnený skvapalnený vodík (a/alebo plyn) od zvyšku palivového systému a okolia. Všetky komponenty nachádzajúceho sa v rámci týchto hraníc, podliehajú požiadavkám stanoveným v tomto oddiele, zatiaľ čo komponenty mimo týchto hraníc, podliehajú všeobecným požiadavkám oddielu 4. Napríklad typický LHSS uvedený na obrázku 7, pozostáva z nasledujúcich regulačných prvkov: (a) Zásobník(y) na uskladnenie skvapalneného vodíka; (b) Uzatváracie zariadenie(a); (c) Systém odparovania; (d) Bezpečnostné tlakové zariadenie(a) (PRD); (e) Prepájajúce potrubia (ak sú) a armatúry medzi vyššie uvedenými komponentami. 39

41 Obrázok 7 Typický systém uskladnenia kvapalín (c) Počas plnenia prúdi skvapalnený vodík z plniaceho systému do skladovacieho(ích) zásobníka(ov) 121. Plynný vodík sa z LHSS vracia počas procesu plnenia do plniacej stanice tak, aby mohol skvapalnený vodík prúdiť do zásobníka(ov na uskladnenie skvapalneného vodíka bez zvýšenia tlaku v systéme. K dispozícii sú dva uzatváracie ventily, jeden prívode skvapalneného vodíka a jeden na odvode plynného vodíka, aby sa zabránilo úniku v prípade jednoduchých porúch. (d) Skvapalnený vodík sa skladuje v kryogénnych podmienkach 122. Aby sa vodík udržal v kvapalnom stave musí byť zásobník dobre izolovaný, vrátane použitia vákuového plášťa, ktorý obklopuje skladovací zásobník. Na používanie správnej konštrukcie skladovacieho zásobníka a vákuového plášťa sa odporúča uplatniť všeobecne uznávané predpisy alebo normy (ako napr. tie, ktoré sú uvedené v bode 7.). (e) Počas dlhodobého parkovania vozidla prenos tepla má za následok zvýšenie tlaku v zásobníku(och) na uskladnenie vodíka 123. Odparovací systém limituje zvýšenie tlaku v zásobníku(och) na uskladnenie vodíka únik tepla podmienené prívodom tepla, na tlak stanovený výrobcom. Vodík, ktorý sa odvádza z LHSS sa môže spracovať alebo spotrebovať systémoch, ktoré sa nachádzajú za zásobníkom. Exhalácie z vozidla vyplývajúce z odvádzania prebytočného tlaku by mali byť skúmané ako povolený únik/priepustnosť z celého vozidla. (f) Porucha 124. V prípade poruchy odparovacieho systému, narušenia vákua alebo vonkajšieho ohňa je(sú) zásobník(y) na uskladnenie vodíka chránený(é) proti pretlaku dvoma nezávislými bezpečnostnými tlakovými zariadeniami a vákuový(é) plášť(te) je(sú) chránené bezpečnostným tlakovým zariadením vákuového plášťa. (g) Keď sa vodík uvoľní do pohonného systému, prúdi z LHSS cez uzatvárací ventil, ktorá je spojený so systémom prívodu vodíkového paliva 40

42 125. V prípade zistenia chyby v pohonnom systéme alebo plniacej nádobe, bezpečnostné systémy vozidla si obvykle vyžadujú, aby uzatvárací ventil zásobníka izoloval vodík od systémami za zásobníkom a od prostredia. 2. Zdôvodnenie požiadaviek na kvalifikáciu konštrukcie zásobníka na uskladnenie skvapalneného vodíka, uvedené v bode Zadržiavanie vodíka v systéme uskladnenia skvapalneného vodíka je dôležité na úspešné izolovanie vodíka od okolia a od systémov nachádzajúcich sa za zásobníkom. Skúšky úrovne výkonnosti (účinnosti) systému uvedené v bode 7.2. boli vypracované s cieľom preukázať dostatočnú úroveň bezpečnosti týkajúcej sa popraskania zásobníka a schopnosť zabezpečovať kritické funkcie počas prevádzky, vrátane tlakových cyklov počas bežnej prevádzky, obmedzenia tlaku v extrémnych podmienkach, v prípade porúch a požiaru Požiadavky skúšky výkonnosti (účinnosti) všetkých systémov uskladnenia skvapalneného vodíka počas prevádzky vozidla na ceste sú uvedené v bode 7.2. Tieto kritériá platia pre kvalifikáciu systémov uskladnenia používanú pri výrobe nových vozidiel V tomto oddiele je uvedené zdôvodnenie výkonnostných požiadaviek stanovených v bode 7.2. týkajúcich sa integrity systému uskladnenia skvapalneného vodíka. Predpokladá sa, že výrobcovia zabezpečia, aby všetky výrobné jednotky spĺňali požiadavky na skúšky overenia výkonnosti uvedené v bodoch až (a) Zdôvodnenie skúšok overenia základných parametrov pre LHSS, uvedených v bode Skúška na overenie tlaku a počiatočného tlaku pri roztrhnutí sú určené na preukázanie konštrukčnej spôsobilosti vnútorného zásobníka. (i) Zdôvodnenie požiadavky na skúšobný tlak uvedenej v bodoch a V závislosti od konštrukcie zásobníka a špecifikácie limitov tlaku počas pravidelnej prevádzky a od okamihu vzniku poruchy (ako je uvedené v bodoch a ), tlak vo vnútornom zásobníku by sa mohol zvýšiť na 110 % maximálneho povoleného pracovného tlaku (MAWP) počas regulácie poruchy primárnym bezpečnostným tlakovým zariadením a dokonca na maximálne 150 % MAWP v prípade "najhoršieho scenára" pri poruche, keď primárne bezpečnostné tlakové zariadenie zlyhalo a vyžaduje sa aktivácia sekundárneho bezpečnostného tlakového zariadenia na ochranu systému. Účelom overovacej skúšky s tlakom 130 % je preukázať, že vnútorný zásobník si pri tomto tlaku zachová svoju medzu prieťažnosti. (ii) Zdôvodnenie požiadavky na základný počiatočný tlak pri roztrhnutí uvedenej v bodoch a V závislosti od konštrukcie (a podľa bodu ), sa môže tlak zvýšiť až do 150 % MAWP, keď sa môže vyžadovať aktivácia sekundárneho bezpečnostného tlakového zariadenia. Skúška odolnosti voči roztrhnutiu je určená na preukázanie hranice, pri ktorej dochádza k roztrhnutiu v prípade "najhoršieho scenára". Úrovne tlakovej skúšky t. j. buď maximálny povolený pracovný tlak (v MPa) plus 0,1 MPa vynásobený 3,25, alebo MAWP (v MPa) plus 0,1 MPa vynásobený 1,5, a vynásobené Rm/Rp (kde Rm je konečná medza pevnosti a Rp minimálna medza prieťažnosti materiálu zásobníka), sú všeobecné hodnoty, pri ktorých sú zabezpečené tieto medze pre kovové vložky Okrem toho vysoké hodnoty pri skúške odolnosti voči roztrhnutiu (keď sa skombinujú s vhodným výberom materiálov ukazujú, že úrovne namáhania sú prijateľne nízke, tak že je nepravdepodobné aby vznikali problémy spojené s cyklami únavy kovových 41

43 zásobníkov, čo je podporené konštrukčnými výpočtami. V prípade nekovových zásobníkov sa v bode vyžaduje dodatočná skúška na preukázanie tejto spôsobilosti, pretože postupy výpočtu ešte neboli pre tieto materiály štandardizované. (b) Zdôvodnenie týkajúce sa overenia očakávaného výkonu (účinnosti) na ceste uvedené v bode (i) Zdôvodnenie požiadaviek na odparovanie podľa bodov a Počas bežnej prevádzky systém odparovania obmedzuje tlak na hodnoty nižšie než MAWP. Najkritickejšie sú pre systém odparovania podmienky spojené s dobou parkovania po opätovnom naplnení na maximálnu úroveň naplnenia v systéme uskladnenia skvapalneného vodíka, s limitovanou dobou chladenia maximálne 48 hodín. (ii) Zdôvodnenie požiadaviek na únik vodíka podľa bodov a Skúška na unikanie vodíka sa vykoná počas vzniku varu v systéme uskladnenia kvapalín. Výrobcovia spravidla uprednostňujú brať do úvahy celý (alebo väčšinu) vodík, ktorý opúšťa zásobník, no aby sa získalo kritérium výtoku vodíka, ktoré je porovnateľné s hodnotami používanými v systémoch uskladnenia stlačeného vodíka, mal by sa započítať každý vodík, ktorý vychádza zo systémov odparovania s ďalšími prípadnými únikmi na účely určenia celkového úniku vodíka z vozidiel S touto úpravou je povolený výtok vodíka z vozidla so systémom uskladnenia kvapalného vodíka rovnaký, ako v prípade vozidiel so systémom uskladnenia stlačeného vodíka. Podľa diskusie uvedenej v bodoch 62 a 63 oddielu E.1.(c) úvodnej časti, celkový výtok z vozidla so systémom uskladnenia kvapalného vodíka môže byť preto 150 ml/min pre veľkosť garáže 30,4 m 3. Pretože v prípade stlačeného plynu sa faktor veľkosti, [(V width +1)*(V height +0,05)*(V length +1)/30,4] môže použiť na prispôsobenie alternatívnych kombinácií garáž/vozidlo tým, ktoré sa použili na odvodenie pomeru a na prispôsobeniu malých vozidiel, ktoré by mohli parkovať v menších garážach Pred vykonaním tejto skúšky sa primárne bezpečnostné tlakové zariadenie aktivuje tak, že sa potvrdí schopnosť primárneho bezpečnostného tlakového zariadenia opätovne sa uzavrieť a zabezpečiť požadovanú nepriepustnosť. (iii) Zdôvodnenie požiadavky na stratu vákua podľa bodu a skúšobný postup podľa bodu Na preukázanie správnej funkcie bezpečnostných tlakových zariadení a súladu s povolenými limitmi tlaku systému uskladnenia skvapalneného vodíka, opísaných v oddiele G.2.(b) úvodnej časti a overených v bode , sa náhla strata vákua z dôvodu prúdenia vzduchu do vákuového plášťa považuje za poruchový stav pri "najhoršom scenári". Na rozdiel od prúdenia vodíka do vákuového plášťa, prúdenie vzduchu do vákuového plášťa spôsobuje značne vyšší prírastok tepla vo vnútornom zásobníku z dôvodu kondenzácie vzduchu na studených plochách a vyparovania vzduchu na teplých plochách vo vnútri vákuového plášťa Primárne bezpečnostné tlakové zariadenie by malo byť typu, ktorý sa opätovne uzatvára, takže odvetrávanie vodíka môže prestať účinok chyby zoslabne. Tieto ventily, zodpovedajúce všeobecne uznávaným konštrukčným normám, majú povolené celkové zvýšenie tlaku o 10 % medzi začiatkom pôsobenia a plnou aktiváciou s prihliadnutím na povolené tolerancie samotného nastaveného okamihu pôsobenia. Pretože by sa bezpečnostný ventil nastaviť na hodnotu MAWP alebo nižšiu, tlak počas simulácie chyby, ktorý je regulovaný primárnym bezpečnostným tlakovým zariadením by nemal presiahnuť 110 % MAWP. 42

44 139. Sekundárne bezpečnostné tlakové zariadenie(ia) by sa nemalo(i) aktivovať počas simulácie straty vákua, ktorá je regulovaná primárnym bezpečnostným tlakovým zariadením, pretože jeho (ich) aktivácia môže spôsobiť nežiadúcu nestabilitu a opotrebenie sekundárnych zariadení. Na preukázanie bezporuchovej činnosti bezpečnostného tlakového zariadenia a účinnosti sekundárneho bezpečnostného tlakového zariadenia v súlade s požiadavkami bodov a , vykoná sa druhá skúška so zablokovaným prvým bezpečnostným tlakovým zariadením. V takom prípade sa môžu použiť buď bezpečnostné ventily alebo prietržné membrány a je povolené, aby sa tlak zvýšil až na 136 % MAWP (v prípade ventilu použitého ako sekundárne bezpečnostné tlakové zariadenie) alebo až na 150 % MAWP (v prípade prietržnej membrány použitej ako sekundárne bezpečnostné tlakové zariadenie) počas simulácie straty vákua. (c) Zdôvodnenie bodu Skúška na overenie podmienok vyradenia z prevádzky Okrem zníženia alebo straty vákua, môže oheň spôsobiť pretlak v systémoch uskladnenia skvapalneného vodíka a preto sa správna činnosť bezpečnostných tlakových zariadení musí preukázať v skúške ohňovzdornosti. (d) (i) Zdôvodnenie týkajúce sa overenia komponentov LHSS: bezpečnostné tlakové zariadenie(a) a uzatváracie ventily uvedené v bode Zdôvodnenie požiadaviek na kvalifikáciu bezpečnostných tlakových zariadení (LHSS) podľa bodu Súlad s kvalifikačnými požiadavkami overuje, že konštrukcia musí byť taká, aby zariadenia obmedzovali tlak v palivovom zásobníku na stanovené hodnoty dokonca aj na konci prevádzkovej životnosti, keď bolo zariadenie vystavené pôsobeniu plniaceho/vyprázdňovacieho tlaku, zmenám teploty a okolitým podmienkam. Primeranosť prietoku pre konkrétnu aplikáciu sa overí skúškou ohňovzdornosti systému uskladnenia vodíka a požiadavkami skúšky straty vákua (body a ). (ii) Zdôvodnenie požiadaviek na kvalifikáciu uzatváracieho ventilu (LHSS) bod Tieto požiadavky nie sú určené na to, aby zabránili konštrukcii a výrobe komponentov (napr. komponentov s viacnásobnými funkciami), ktoré nie sú osobitne predpísané v tejto norme za predpokladu, že sa takými alternatívami uvažovalo pri skúškach komponentov. Pri posudzovaní alternatív konštrukcie alebo výroby musí materiály alebo metódy hodnotiť skúšobný orgán, aby bola zabezpečená ekvivalentná efektívnosť a primerané koncepcie bezpečnosti zodpovedajúce tým, ktoré sú predpísané v tejto norme. V takom prípade počet vzoriek a poradie použiteľných skúšok si musí vzájomne odsúhlasiť výrobca a skúšobná organizácia. Pokiaľ nie je stanovené inak, všetky skúšky sa musia vykonávať s plynom pod tlakom ako napr. vzduchom alebo dusíkom, obsahujúcim aspoň 10 % hélia (pozri nariadenie EK 406/2010 s ) Celkový počet prevádzkových cyklov je (pracovných cyklov) pre automatický uzatvárací ventil Automatický uzatvárací ventil na uzavretie prietoku paliva namontovaný na zásobníku na uskladnenia skvapalneného vodíka musí byť "bezpečný pri poruche". Pojem "bezpečný pri poruche" sa vzťahuje na zariadenie, ktoré sa vráti do bezpečného režimu alebo zabezpečí bezpečné úplné vypnutie pri všetkých predpokladaných poruchových režimoch Elektrické skúšky automatického uzatváracieho ventilu namontovaného na zásobníkoch na uskladnenia skvapalneného vodíka poskytujú záruku jeho fungovania v týchto prípadoch: (i) pri zvýšení teploty spôsobenom stavom prepätia a (ii) potenciálnej poruche izolácie medzi vodičom napájajúcim komponent a puzdrom komponentu. 43

45 3. Zdôvodnenie požiadaviek na kvalifikáciu konštrukcie palivového systému vozidla (LH 2 ) 145. V tomto oddiele sú špecifikované požiadavky na integritu systému prívodu vodíkového paliva, ktorý zahŕňa systém uskladnenia skvapalneného vodíka, potrubia, spoje a komponenty, v ktorých sa vodík nachádza. Tieto požiadavky dopĺňajú požiadavky uvedené v bode 5.2., ktoré všetky platia pre vozidlá so systémami uskladnenia skvapalneného vodíka s výnimkou bodu Štítok plniacej nádoby musí označovať kvapalný vodík ako typ paliva. Skúšobné postupy sú uvedené v bode Zdôvodnenie skúšobných postupov pre LHSS 146. Zdôvodnenie skúšobných postupov je zahrnuté v zdôvodnení výkonnostných požiadaviek v oddieloch G.2.(a) a G.2.(b) úvodnej časti. 5. Zdôvodnenie bodu Skúšobný postup pri merané koncentrácie po náraze pre vozidlá so systémami uskladnenia skvapalneného vodíka (LHSS)) 147. Podobne ako v prípade systémov uskladnenia stlačeného plynu, je možné priame meranie vodíka alebo zodpovedajúci pokles obsahu kyslíka V prípade, že sa pri nárazovej skúške použije skvapalnený dusík, koncentrácia hélia v priestore pre cestujúcich, batožinovom a nákladnom priestore sa môže merať počas skúšky na unikanie hélia, ktoré sa vykonáva po náraze. Je možné stanoviť kritérium koncentrácie hélia, ktorá je ekvivalentná 4 % objemovej koncentrácie vodíka, no vzťah sa musí upraviť z dôvodu rozdielov medzi teplotou plynu medzi prevádzkujúcim LHSS a teplotou počas skúšky na únik hélia a okrem toho rozdielov vo fyzikálnych vlastnostiach. Skvapalnený vodík je uskladnený (a bude unikať) pri kryogénnej teplote uskladnenia (-253 C alebo 20 K), no systém v skúške nepriepustnosti je pri izbovej teplote (20 C alebo 293K). V takom prípade sa rovnice uvedené v oddiele F1(a) môžu na vyjadrenie pomeru hmotnostných prietokov hélia a vodíka použiť takto: (a) W 1/2 1/2 He /WH2 = CHe/CH2 (MHe / MH2 ) (TH2 / THe ) a pomeru objemových prietokov hélia a vodíka takto: V 1/2 1/2 He /VH2 = CHe/CH2 (MH2 / MHe ) (THe / TH2) pričom pojmy zodpovedajú pojmom uvedeným v A Uplatnenie pomeru objemových prietokov definovaného vyššie na systém, ktorý sa prevádzkuje pri kryogénnej teplote no únik sa skúša pri izbovej teplote, pričom musí zodpovedať požiadavke na objem vodíka v skutočnom vozidle maximálne 4 %, dáva hodnotu približne 0,8 % objemu hélia ako povolenú hodnotu pre LHSS v skúške po náraze, založenú na úniku plynu z LHSS. Zdôvodnenie bodu Skúška nepriepustnosti po náraze systémy uskladnenia skvapalneného vodíka (LHSS) 149. Účelom skúšky je potvrdiť, či dochádza alebo nedochádza k úniku z vozidiel vybavených LHSS po nárazovej skúške. Počas nárazovej skúšky je LHSS naplnený buď skvapalneným vodíkom ((LH 2 ) na maximálnu hodnotu, alebo skvapalneným dusíkom (LN 2 ) na ekvivalentnú hodnotu maximálneho hmotnostného naplnenia (čo je asi 8 % maximálneho objemu skvapalneného vodíka v LHSS) v závislosti od toho, aká kvapalina je plánovaná pre nárazovú skúšku. Naplnenie LN 2 na asi 8 % sa vyžaduje na simuláciu hmotnosti paliva pre nárazovú skúšku a o trochu viac dusíka sa pridáva pred skúškou na účely prispôsobenia systému podmienkam chladenia a odvetrávania. Vizuálna detekcia neprijateľného úniku po 44

46 náraze podľa bodu sa môže uskutočniť, ak sa LHSS môže vizuálne skontrolovať po náraze. S použitím štandardnej kvapaliny v skúške nepriepustnosti sa predpokladá, že veľkosť bublín je približne 1,5 mm v priemere. V prípade lokálnej rýchlosti 0,005 mg/s (216 Nml/hod.), výsledná rýchlosť tvorby bublín je okolo 2030 bublín za minútu. A keď sú vytvárané omnoho väčšie bubliny, únik by mal byť ľahko zistiteľný. Napríklad povolená rýchlosť tvorby bublín s priemerom 6 mm by mala byť približne 32 bublín za minútu, čo sa javí ako veľmi konzervatívne kritérium, ak sú na kontrolu po náraze prístupné všetky spoje a zraniteľné časti Ak nie je bublinová skúška možná alebo žiadúca, môže sa vykonať celá skúška nepriepustnosti na dosiahnutie objektívnejšieho výsledku. V takom prípade je kritérium úniku rovnaké ako kritérium vypracované pre vozidlá so systémami uskladnenia stlačeného vodíka. Konkrétne, povolený únik vodíka z LHSS je 118 Nl/min alebo 10,7 g/min. Prúd unikajúci z LHSS môže byť plynný, kvapalný alebo môže byť zmesou oboch. Predpokladá sa, že unikajúci prúd je v plynnom stave, pretože potrubie a uzatváracie ventily za zásobníkom sú zraniteľnejšie na poškodenia po náraze než vysoko izolované dvojstenný zásobník LHSS. Napriek tomu môžu skúšky po náraze predpísané v tomto dokumente zistiť veľmi malé miesta úniku a tým preukázať prijateľnosť dokonca aj vtedy, keď je unikajúci prúd v kvapalnom stave. Nie je potrebné zaoberať sa možnosťou unikania v oboch stavoch, pretože prietok bude menší než ten, ktorý nastáva v kvapalnom stave Skúška nepriepustnosti po náraze v bode sa vykoná s héliom pod tlakom. Táto skúška potvrdí nielen to, že únik z LHSS je prijateľný, ale aj umožňuje, aby sa súčasne vykonala skúška koncentrácie hélia po náraze podľa bodov 113. až 115. oddielu F.1.(b) úvodnej časti. Skúška na únik hélia sa vykoná pri izbovej teplote s LHSS naplneným héliom po tlakom zodpovedajúcim normálnemu prevádzkovému tlaku. Úroveň tlaku by mala byť pod hodnotu aktivačného tlaku regulátorov tlaku a PRD. Predpokladá sa, že skúšobný tlak pre hélium zodpovedá približne 80 % MAWP. Únik vodíka v kvapalnom stave prevádzkovaného systému je daný vzťahom: W 1/2 l = Cd x A x (2 x l x Pl ) Rovnica A Kde W l je hmotnostný prietok, C d je výtokový koeficient, A je plocha otvoru, ρ je hustota a ΔP l je pokles tlaku medzi prevádzkovaným systémom a atmosférou. Táto rovnica je pre nestlačiteľné tekutiny ako sú tekutiny v kvapalnom stave. Použitie tejto rovnice je v tejto situácii veľmi konzervatívne, pretože časť kvapaliny často vzplanie (t. j. mení sa plynný stav) pri prechode cez únikový otvor, čo spôsobuje zníženie hustoty a preto zníženie hmotnostného prietoku. Únik hélia počas skúšky nepriepustnosti je daný vzťahom: W 1/2 He = C x Cdx A x ( He x PHe ) Rovnica A Kde C d a A sú definované vyššie, ρ a P sú hustota a tlak kvapaliny (v ustálenom stave) v LHSS. C je dané týmto vzťahom: +1)/( -1) C = /( ( +1)/2) ( Rovnica A Kde γ pomer špecifických tepiel plynného hélia, ktoré uniká. Pretože C d a A sú konštanty s rovnakými hodnotami pre kvapalný vodík unikajúci z prevádzkovaného LHSS a plynné hélium počas skúšky nepriepustnosti, pomer úniku hélia a kvapalného vodíka sa môže vypočítať takto: W He / W = C l He x ( 1/2 1/2 He / l) x (PHe /(2 x P l)) Rovnica A

47 vychádzajúc z kombinácie rovníc A a A , rovnica A sa môže použiť na výpočet hmotnostného prietoku hélia na začiatku tlakovej skúšky, no tlak bude počas tlakovej skúšky klesať vtedy, keď tlak LHSS ostane približne konštantný až kým sa kvapalina neodvedie Aby sa presne stanovilo povolené zníženie tlaku počas skúšky nepriepustnosti, musí sa počítať so zmenou prietoku hélia v závislosti od tlaku. Pretože hustota hélia (ρ He ) sa s tlakom mení, hmotnostný prietok hélia počas tlakovej skúšky sa tiež bude meniť lineárne s tlakom podľa vzťahu: Wt = Pt x (WHe / PHe ) Rovnica A Kde W t a P t sú hmotnostný prietok hélia a tlak počas tlakovej skúšky a W He a P He sú počiatočné hodnoty skúšky nepriepustnosti. Vychádzajúc zo vzťahov pre ideálny plyn, Pt V = Mt x R g x T Rovnica A Kde P t je skúšobný tlak, V je objem LHSS, M t je hmotnosť LHSS, R g je plynová konštanta hélia na hmotnostnej báze a T je teplota LHSS. Diferenciáciou rovnice 6 podľa času vedie k P / t = R x T / V x M / t Rovnica A t g t Kde P t / t je zmena tlaku počas tlakovej skúšky hélia. Pretože zmena hmotnosti v LHSS ( M t / t) sa rovná hmotnosti prietoku hélia počas doby skúšky (W t ), rovnica 5 pre W t sa môže nahradiť rovnicou 7. Po úprave pojmov má rovnica tento tvar: W / P t W / M t P /P = R T / V x Rovnica A t t g He He Kde M He je počiatočná hmotnosť hélia v LHSS v tlakovej skúške. He Integrovaním vyššie uvedenej diferenciálnej rovnice sa získajú vzťahy pre povolený tlak na konci skúšky na únik hélia a zodpovedajúci povolený pokles tlaku počas doby skúšky. Vzťahu sú nasledovné: P a allowable = P He exp(-w / M t ) Rovnica A He He period P = P (1-exp W / M t ) Rovnica A allowable He Kde t period je doba skúšky. He He period 153. Použitie vyššie uvedených rovníc sa môže najlepšie ilustrovať príkladom pre typické osobné vozidlo s objemom LHSS 100 litrov (l). Podľa základného pravidla, základné bezpečnostné parametre sú vypracované tak, aby boli rovnaké ako tie, ktoré sú stanovené pre systém uskladnenia stlačeného vodíka. Konkrétne, doba skúšky nepriepustnosti je 60 minút a priemerný únik H 2 je ekvivalentné 10,7 g/min. Použitím týchto parametrov sa dosiahne napríklad toto: Doba skúšky po náraze (t period ) = 60 minút Povolený únik kvapalného H 2 (W l ) = 10,7 g/min = 118 Nl/min of plynu po vzplanutí MAWP = 6 atm (manometrický tlak) = 7 atm (absolútny tlak) He 46

48 Zvolený skúšobný tlak pri skúške s héliom (P He ) nižší než stanovený pre regulátory plynu = 5,8 atm (absolútny tlak) Pomer špecifických tepiel (k) pre hélium = 1,66 C pre hélium = 0,725 z rovnice A Hustota pri počiatočnom skúšobnom tlaku = 0,956 g/l Hustota skvapalneného vodíka = 71,0 g/l Pokles tlaku pri úniku skvapalneného vodíka (ΔP l ) = 5,8 atm 1 atm = 4,8 atm Hmotnostný pomer unikajúceho hélia a kvapalného H 2 (W He /W l ) = 0,0654 Povolený počiatočný únik hélia (W He ) = 0,70 g/min = 3,92 Nl/min Počiatočná hmotnosť hélia v LHSS pre skúšku (M He ) = 95,6 g z rovnice A Povolené zníženie tlaku hélia (ΔP allowable ) = 2,06 atm z rovnice A Vyššie uvedený príklad ilustruje, aké rovnice sa môžu použiť na stanovenie poklesu tlaku hélia počas 60 minút doby skúšky v skúške nepriepustnosti. Výpočty sa zopakovali pre celý pravdepodobný rozsah objemov zásobníka (od 50 l do 500 l) a typické rozpätie tlakov zásobníka (od 6 atm to 9 atm manometrického tlaku), aby sa zistil povolený tlak reaguje na zmenu kľúčových parametrov (pozri obrázok 8). Pretože povolený pokles tlaku presahuje 0,5 atm (obvykle značne nad 0,5 atm) pre všetky pravdepodobné veľkosti zásobníka bolo rozhodnuté prijať jednoduché kritérium 0,5 atm pre všetky zásobníky so skladovacou kapacitou väčšou než 200 l, aby sa zjednodušil výkon skúšky nepriepustnosti a stanovilo kritérium úspešného absolvovania skúšky. Podobne bolo prijaté kritérium 2 atm pre zásobníky so skladovacou kapacitou rovnou alebo menšou než 100 l a kritérium pre zásobníky so skladovacou kapacitou väčšou než 100 l a rovnou alebo menšou než 200 l. Obrázok 8 Povolená strata tlaku počas skúšky nepriepustnosti LHSS 155. Hoci výsledkom metodológie je priama skúšobná metóda s objektívnym výsledkom bežne používaného typu skúšky treba poznamenať, že kritérium je veľmi konzervatívne v 47

49 tom, že metóda predpokladá skôr únik kvapaliny než pravdepodobnejší únik plynu z potrubia a ventilov za zásobníkom LHSS. Napríklad pomer úniku plynného vodíka sa môže stanoviť pomocou rovnice A výsledným pomerom povoleného úniku plynného hélia a plynného vodíka je 5,14 krát vyšší než vypočítaný predpokladaný únik kvapalného vodíka. H. NÁRODNÉ USTANOVENIA PRE KOMPATIBILITU MATERIÁLU (VRÁTANE VODÍKOVÉHO KREHNUTIA) A ZHODU VÝROBY 1. Kompatibilita materiálu a vodíkové krehnutie 156. Podskupina SGS uznala dôležitosť požiadaviek na kompatibilitu materiálu a vodíkové krehnutie a začala práce v tejto oblasti. Súlad s požiadavkami na kvalifikáciu materiálu zabezpečí, že výrobcovia jednotne používajú materiály, ktoré sú príslušne kvalifikované na uskladnenie vodíka a spĺňajú konštrukčné špecifikácie výrobcov. Avšak z dôvodu časových obmedzení a iných politických a technických problémov, počas prvej etapy sa dohoda nedosiahla. Preto pracovná skupina SGS odporúčala, aby zmluvné strany naďalej uplatňovali svoje národné ustanovenia o materiálovej kompatibilite a krehnutí vodíka a aby boli požiadavky týkajúce sa týchto problémov posunuté do 2. etapy rozpracovania tohto gtp. 2. Národné požiadavky dopĺňajúce požiadavky gtp 157. Požiadavky na kvalifikáciu výkonnosti (účinnosti) (bod 5.) zabezpečujú požiadavky na cestnú prevádzku systémov uskladnenia vodíka. Cieľom harmonizácie požiadaviek stelesnených v globálnych technických predpisoch Organizácie spojených národov je možnosť vyrábať vozidlá, ktoré sa môžu používať na území zmluvných strán, aby sa dosiahla jednotnosť a súlad a aby sa mohli používať globálne. Preto sa nepredpokladá, že homologizačné požiadavky presahujú rámec tých, ktoré sa zaoberajú zhodou výroby a súvisiacim overovaním vlastností materiálov (vrátane požiadaviek na materiálovú kompatibilitu a krehnutie vodíka). I. TÉMY PRE ĎALŠIU ETAPU ROZPRACOVANIA GTP PRE VOZIDLÁ POHÁŇANÉ VODÍKOM 158. Pretože vozidlá poháňané vodíkom a technológie palivových článkov sa nachádzajú v počiatočnej etape vývoja a komerčného využívania očakáva sa, že môžu byť navrhnuté revízie týchto požiadaviek na základe skúseností s dlhšou prevádzkou na cestách a technických hodnotení. Ďalej sa očakáva, že na základe ďalších skúseností alebo ďalšieho času potrebného na dôkladnejšie technické hodnotenie, požiadavky prezentované ako uvedené nepovinné požiadavky v tomto dokumente ((LHSS oddiel G úvodnej časti), by mohli byť prijaté ako požiadavky s primeranými modifikáciami. Predpokladá sa, že ťažiskové témy pre etapu 2 budú zahŕňať: (a) potenciálnu revíziu rozsahu platnosti vzhľadom na začlenenie ďalších tried vozidiel; (b) potenciálnu harmonizáciu špecifikácií nárazovej skúšky; (c) požiadavky na materiálovú kompatibilitu a krehnutie vodíka; (d) požiadavky na plniacu nádobu; (e) hodnotenie skúšky na popraskania vplyvom dlhodobého namáhania navrhovanej v etape 1, na základe prevádzkových charakteristík; (f) posúdenie výsledkov výskumu získaných po dokončení etapy 1 konkrétne výskumu týkajúceho sa elektrickej bezpečnosti, systémov uskladnenia vodíka a bezpečnosti po náraze; 48

50 (g) posúdenie 200 % NWP alebo nižšieho ako minimálne požiadavky na tlak pri roztrhnutí; (h) posúdenie systému ochranných prvkov v prípade porušenia izolácie. Bude sa skúmať nasledujúci skúšobný postup týkajúci sa popraskania vplyvom dlhodobého namáhania: (a) Tri zásobníky z nového materiálu (napr. kompozitný polymér vystužený vláknom) sa vystaví pôsobeniu tlaku pri roztrhnutí; tlaky pri roztrhnutí sú v rozpätí ±10 % stredného tlaku pri roztrhnutí (BPo) určenej aplikácie. Potom sa, (i) tri zásobníky udržiavajú pri tlaku > 80 % BPo a teplote 65 (±5) C; nesmú popraskať počas 100 hodín; zaznamená sa čas do popraskania; (ii) tri zásobníky udržiavajú pri tlaku > 75 % BPo a teplote 65 (±5) C; nesmú popraskať počas 1000 hodín; zaznamená sa čas do popraskania; (iii) tri zásobníky udržiavajú pri tlaku > 70 % BPo a teplote 65 (±5) C; nesmú popraskať počas jedného roka; (iv) skúška po jednom roku preruší. Každý zásobník, ktorý do jedného roka nepraskol sa podrobí trhacej skúške a zaznamená sa tlak pri roztrhnutí. (b) Priemer zásobníka je > 50 % priemeru zásobníka pre navrhovaný spôsob používania a porovnateľnej konštrukcie. Zásobník môže mať výplň (na zmenšenie vnútorného objemu) ak >99 % plochy vnútorného povrchu ostáva vystavená pôsobeniu; (c) Zásobníky konštruované z kompozitných materiálov na báze uhlíkového vlákna a/alebo kovovej zliatiny sa nemusia podrobiť tejto skúške; (d) Zásobníky konštruované z kompozitných materiálov na báze skleneného vlákna, ktorých východiskový tlak pri roztrhnutí > 350 % NWP sa nemusia podrobiť tejto skúške; v takom prípade sa v bode (Základný východiskový tlak roztrhnutia) použije BPmin = 350 % NWP; (e) Existujú zásobníky, ktoré ako ochrannú vrstvu používajú uhlíkové vlákna a niektoré z týchto zásobníkov prispievajú 2 % k zvýšeniu tlaku roztrhnutia. v takom prípade sa musí preukázať, výpočtom atď., že tlak rovnajúci sa dvojnásobku maximálneho plniaceho tlaku alebo vyšší, sa môže zabezpečiť uhlíkovým vláknom bez skleneného vlákna. Ak sa môže preukázať, že zvýšenie tlaku roztrhnutia z dôvodu ochrannej vrstvy zo skleneného vlákna sa rovná 2 % alebo vyššej hodnote a ak je tlak roztrhnutia je 225 % NWP x 1,02 = 230 % NWP alebo vyšší, uvedený výpočet sa môže vynechať. J. EXISTUJÚCE PREDPISY, SMERNICE A MEDZINÁRODNÉ NORMY 1. Integrita palivového systému vozidla (a) Národné predpisy a smernice (a) Európska únia Nariadenie 79/2009 Typové schvaľovanie motorových vozidiel na vodíkový pohon; (b) Európska únia Nariadenie 406/2010 vykonávajúce nariadenie ES 79/2009; (c) Japonsko článok 17 bezpečnostného predpisu a dodatok 17 Technická norma pre únik paliva pri zrážke; 49

51 (b) (d) Japonsko Dodatok 100 Technická norma pre palivové systémy motorových vozidiel poháňaných stlačeným plynným vodíkom; (e) Kanada Bezpečnostná norma pre motorové vozidlá (CMVSS) Integrita palivového systému; (f) Kanada Bezpečnostná norma pre motorové vozidlá (CMVSS) Vozidlá na CNG; (g) Kórea Bezpečnostná norma pre motorové vozidlá, článok 91 Integrita palivového systému; (h) Spojené štáty Federálna norma pre bezpečnosť motorových vozidiel (FMVSS) č Integrita palivového systému; (i) Spojené štáty FMVSS č. 303 Vozidlá poháňané CNG; (j) Čína GB/T Elektrické vozidlá na palivové články terminológia; (k) Čína GB/T Elektrické vozidlá na palivové články požiadavky na bezpečnosť; (l) Čína GB/T Motor na palivové články výkon skúšobné metódy. Národné a medzinárodné normy (a) ISO Pripojovacie zariadenia pre pozemné vozidla na opätovné čerpanie stlačeného vodíka; (b) ISO Cestné vozidlá s palivovými článkami Bezpečnostné špecifikácie Časť 1: Funkčná bezpečnosť vozidla; (c) ISO Cestné vozidlá s palivovými článkami Bezpečnostné špecifikácie Časť 2: Ochrana proti nebezpečenstvu súvisiacemu s vodíkom pre vozidlá poháňané stlačeným vodíkom; (d) ISO Vodíkové palivo Špecifikácia výrobku Časť 2: Palivové články s polymérnou membránou (PEM) pre cestné vozidlá; (e) SAE J2578 Všeobecná bezpečnosť vozidiel s palivovými článkami; (f) SAE J2600 Pripojovacie zariadenia pre pozemné vozidla na čerpanie stlačeného vodíka (g) SAE J2601 Plniace protokoly pre ľahké nákladné vozidlá poháňané plynným vodíkom; (h) SAE J2799 Usmernenie týkajúce sa kvality vodíka pre vozidlá s palivovými článkami. 2. Systém uskladnenie (a) Národné predpisy a smernice: (a) Čína Predpis o bezpečnostnom dohľade nad špeciálnym vybavením; (b) Čína Predpis o bezpečnostnom dohľade pre plynové fľaše; (c) Japonsko JARI S001(2004) Technická norma pre zásobníky palivového systému pre vozidlá poháňané stlačeným vodíkom; 50

52 (b) (d) Japonsko JARI S002(2004) Technická norma pre komponenty palivového systému pre vozidlá poháňané stlačeným vodíkom; (e) Japonsko KHK 0128(2010) Technická norma pre zásobníky vozidiel poháňaných stlačeným vodíkom, s maximálnym plniacim tlakom do 70 MPa; (f) Kórea Zákon o kontrole bezpečnosti plynu pod vysokým tlakom; (g) Spojené štáty FMVSS Integrita zásobníkov na stlačený zemný plyn ako palivo; (h) Európska únia Nariadenie 406/2010 vykonávajúce nariadenie ES 79/2009; (i) Čína QC/T Vozidlá poháňané vodíkom a tankujúce vodík špecifikácie. Národné a medzinárodné normy: (a) CSA B51 časť 2 Vysokotlakové fľaše na uskladnenie zemného plynu a vodíka ako paliva pre automobily; (b) CSA NGV Základné požiadavky na palivové zásobníky vozidiel poháňaných stlačeným zemným plynom (NGV); (c) CSA TPRD Bezpečnostné tlakové zariadenia pre zásobníky vozidiel poháňaných stlačeným vodíkom; (d) CSA HGV Komponenty palivového systému pre motorové vozidlá poháňané plynným vodíkom (návrh); (e) ISO 13985:2006 Kvapalný vodík Palivové nádrže pozemných vozidiel; (f) ISO 15869:2009 Zmesi plynného a kvapalného vodíka Palivové nádrže pozemných vozidiel (Technické špecifikácie) ; (g) SAE J2579 Palivové systémy vo vozidlách s palivovými článkami a ostatných vozidlách poháňaných vodíkom. 3. Elektrická bezpečnosť (a) Národné predpisy a smernice: (a) Kanada CMVSS 305 Elektricky poháňané vozidlá: Vyliatie elektrolytu a ochrana pred úderom elektrického prúdu; (b) EHK Predpis č Jednotné ustanovenia pre homologizáciu akumulátorových elektrických vozidiel z hľadiska špecifických požiadaviek na konštrukciu a funkčnú bezpečnosť; (c) Japonsko Dodatok 101 Technická norma na ochranu cestujúcich pred vysokým napätím vo vozidlách s palivovými článkami; (d) Japonsko Dodatok 110 Technická norma na ochranu cestujúcich pred vysokým napätím v elektrických vozidlách a hybridných elektrických vozidlách; (e) Japonsko Dodatok 111 Technická norma na ochranu cestujúcich pred vysokým napätím po zrážke v elektrických vozidlách a hybridných elektrických vozidlách; (f) Kórea Bezpečnostná norma pre motorové vozidlá, článok 18-2 Vysokonapäťový systém; 51

53 (b) (g) Kórea Bezpečnostná norma pre motorové vozidlá, článok 91-4 Vyliatie elektrolytu a ochrana pred úderom elektrického prúdu; (h) Spojené štáty FMVSS Vozidlá s elektrickým pohonom: Vyliatie elektrolytu a ochrana pred úderom elektrického prúdu. Národné a medzinárodné priemyselné normy: (a) ISO Cestné vozidlá s palivovými článkami Bezpečnostné špecifikácie Časť 3: Ochrana osôb pred úderom elektrického prúdu; (b) SAE J1766 Skúška integrity batériových systémov elektrických a hybridných elektrických vozidiel pri náraze; (c) SAE J2578 Všeobecná bezpečnosť vozidiel s palivovými článkami. K. Prínosy a náklady 159. V súčasnosti sa gtp nepokúša kvantifikovať náklady a prínosy prvej etapy. Hoci je cieľom tohto gtp umožnenie zvýšeného prieniku na trh HFCV, výsledné miery a stupne prieniku nie sú v súčasnosti známe alebo odhadnuteľné. Preto nebola možná kvantitatívna analýza výnosov a nákladov Niektoré náklady možno predpokladať z väčšieho prieniku HFCV na trh. Napríklad vybudovanie infraštruktúry vyžadovanej na to, aby sa HFCV stali životaschopnou alternatívou konvenčných vozidiel, bude zahŕňať značné investičné náklady súkromného aj verejného sektoru v závislosti od krajiny. Najmä v prvých rokoch predaja HFCV, jednotliví nákupcovia HFCV budú mať pravdepodobne vyššie náklady než predajcovia konvenčných vozidiel alebo dieselových vozidiel, to isté platí pre výrobcov nových HFCV (avšak náklady vynaložené nákupcami a výrobcami budú mať dobrovoľný charakter, pretože nebudú súvisieť s obmedzením voľby trhu) Hoci sa niektoré náklady očakávajú, zmluvné strany sa domnievajú, že prínosy gtp pravdepodobne značne prevážia náklady. Široké používanie HFCV, spolu s vybudovaním nevyhnutnej infraštruktúry na tankovanie, pravdepodobne zmenší počet benzínových a naftových vozidiel na cestách, čo by malo znížiť celosvetovú spotrebu fosílnych palív 1/. Snáď najviac sa očakáva zníženie skleníkových plynov a emisií znečisťujúcich látok (ako je NO 2, SO 2, a najmä tuhých častíc), spojené so širokým používaním HFCV, čoho výsledkom bude postupne značný spoločenský prínos tým, že sa zmiernia náklady súvisiace s klimatickými zmenami a dopadmi na zdravie. Gtp môže viesť aj k zníženiu nákladov na palivá prevádzkovateľov HFCV, pretože výroba vodíka je potenciálne neohraničená a očakáva sa, že sa stane nákladovo efektívnejšou než výroba pohonných hmôt pre konvenčné vozidlá. Okrem toho znížený dopyt po benzíne pravdepodobne povedie k prínosom súvisiacim s energetikou a národnou bezpečnosťou tých štátov, ktoré vo zvýšenej miere používajú HFCV, pretože sa zníži spoliehanie sa na zahraničné dodávky ropy 2/. Navyše, hoci sa to nedá pripísať tomuto gtp, tento predpis môže priniesť prospech z hľadiska uľahčenia súladu výrobcov pôvodného vybavenia (OEM) s aplikovateľnými normami úspory palív a s emisiami skleníkových plynov, podporou širokej výroby a používania HFCV. 1/ Potenciálne obnoviteľné zdroje vodíka zahŕňajú elektrolýzu, vysokotepelné rozloženie vody, termochemickú konverziu biomasy, fotolytické a fermentative systémy mikroorganizmov a fotoelektrické systémy. Pozri (posledný prístup 24. august 2011). 2/ Obnoviteľné zdroje vodíka opísané v poznámke pod čiarou 1/ sä všetky schopné domácej výroby. Zemný plyn, jadrová energia a uhlie môžu byť z iných než domácich zdrojov. Dostupné na adrese (posledný prístup 24. august 2011). 52

54 162. Zmluvné strany neboli ani schopné odhadnúť dopad tohto gtp na čistú zamestnanosť. Nový trh pre inovatívnu konštrukciu a technológie súvisiace s HCFV môžu vytvoriť značný počet pracovných miest v tých štátoch, ktoré sú späté s výrobou HCFV. Na druhej strane zníženie zamestnanosti v súvislosti s nižšou výrobou konvenčných vozidiel vymaže tieto prínosy. Vybudovanie a modernizácia infraštruktúry potrebnej na podporu výroby a uskladnenia vodíka pravdepodobne bude generovať v predvídateľnej budúcnosti čisté prínosy pokiaľ ide o trh pracovných miest. 53

55 II. 1. ÚČEL TEXT PREDPISU Tento globálny technický predpis stanovuje prevádzkové požiadavky na vozidlá poháňané vodíkom. Účelom tohto predpisu je minimalizovať poškodenie človeka, ktoré môže nastať v dôsledku ohňa, tlaku alebo výbuchu v súvislosti s palivovým systémom vozidla a/alebo úderu elektrickým prúdom spôsobeného vysokonapäťovým systémom vozidla. 2. ROZSAH PLATNOSTI 3. DEFINÍCIE Tento predpis sa vzťahuje na všetky vozidlá poháňané vodíkom kategórie 1-1 a 1-2 s celkovou hmotnosťou vozidla (GVM) 4536 kg alebo menšou. Na účely tohto predpisu platia tieto definície "Aktívny režim umožňujúci jazdu" je režim vozidla, pri ktorom pôsobenie tlaku na akcelerátor (alebo aktiváciou rovnocenného ovládača) alebo uvoľnenie brzdového systému spôsobí, že elektrická sústava uvedie vozidlo do pohybu "Automatické odpojenie" je zariadenie, ktoré po spustení vodivo oddelí zdroje elektrickej energie od zvyšku vysokonapäťového obvodu elektrickej hnacej sústavy "Prietržná membrána" je prevádzková časť poistného tlakového zaradenia, ktorá ostáva otvorená po uvoľnení tlaku a ktorá keď je inštalovaná v zariadení je určená na to, aby sa pretrhla pri vopred stanovenom tlaku a tým umožnila vyprázdnenie stlačeného vodíka "Kontrolný ventil" je jednosmerný ventil, ktorý bráni spätnému prietoku vo vedení paliva vo vozidle "Koncentrácia vodíka" je percento molekúl vodíka v zmesi vodíka a vzduchu (ekvivalent čiastkového objemu vodkového plynu) "Zásobník" (na uskladnenie vodíka) komponent systému uskladnenia vodíka, v ktorom je uskladnený primárny objem palivového vodíka "Vodivé spojenie" je spojenie používajúce stýkače na vonkajšie napájanie, keď sa nabíja dobíjateľný zásobník energie (REESS) "Systém pripojenia" elektrický obvod používaný na dobíjanie REESS z externého zdroja napájania vrátane vstupnej prípojky vozidla "Dátum vyradenia z prevádzky" je dátum (mesiac a rok) stanovený na vyradenie z prevádzky "Dátum výroby" (zásobníka stlačeného vodíka) je dátum (mesiac a rok) skúšky na overenie tlaku vykonanej počas výroby "Priamy kontakt" označuje kontakt osôb s časťami pod vysokým napätím "Uzavreté alebo polouzavreté priestory" označujú osobitné dutiny vo vnútri vozidla (alebo kryty otvorov na vozidle), ktoré nie sú spojené s vodíkovým systémom (systém uskladnenia, systém palivových článkov a systém regulácie prietoku paliva) a jeho plášťom (ak je), kde sa môže hromadiť vodík (a preto 54

56 predstavuje nebezpečenstvo); k tomu môže dôjsť v priestore pre cestujúcich, v batožinovom priestore, nákladnom priestore a priestore pod kapotou "Uzáver" je časť uzatvárajúca vnútorné jednotky a poskytujúca ochranu pred priamym kontaktom "Systém konverzie elektrickej energie" je systém (napr. palivový článok), ktorý generuje a dodáva elektrickú energiu na pohyb vozidla "Elektrická hnacia sústava" je elektrický obvod, ktorý môže zahŕňať trakčný(é) motor(y) a aj REESS, systém konverzie elektrickej energie, elektronické konvertory, trakčné motory, pridružené zväzky vodičov a konektory a pripájací systém na nabíjanie REESS "Elektrický rám" je súbor vodivých častí navzájom elektricky spojených, ktorých elektrický potenciál sa považuje za referenčný "Elektrický obvod" je zostava prepojených častí pod vysokým napätím, ktoré sú určené na vedenie elektrického prúdu pri bežnej prevádzke "Elektrická izolácia" je elektrický odpor medzi vysokonapäťovou zbernicou vozidla a ktoroukoľvek vodivou konštrukciou vozidla "Elektrická ochranná bariéra" je časť poskytujúca ochranu pred priamym kontaktom častí pod napätím z ktoréhokoľvek smeru prístupu "Elektronický konvertor" je zariadenie schopné regulovať a/alebo premieňať elektrickú energiu na pohon "Bod vypustenia" je geometrický stred plochy, kde sa preplachovací plyn palivového článku vypúšťa z vozidla "Nechránená vodivá časť" je vodivá časť, ktorej sa možno dotknúť podľa ustanovení stupňa ochrany IPXXB a ktorá je pod napätím v stave porušenia izolácie. To zahŕňa časti nachádzajúce sa pod krytom, ktoré sa môžu odstrániť bez použitia nástrojov "Externá dodávka elektrickej energie" je zdroj striedavého (AC) alebo jednosmerného prúdu (DC), ktorý sa nachádza mimo vozidla "Systém palivových článkov" je systém obsahujúci batériu(e) palivových článkov, systém spracovania vzduchu, systém regulácie prietoku paliva, výfukový systém, systém regulácie tepla a systém regulácie vody "Plniaca nádoba" je zariadenie, ktorým sa pripojí k vozidlu hubica čerpacej stanice a cez ktoré sa palivo prečerpá do vozidla. Plniaca nádoba sa použije ako alternatíva plniaceho hrdla "Vysoké napätie" je klasifikácia elektrického komponentu alebo obvodu, ak je jeho maximálne pracovné napätie väčšie než 60 V a menšie alebo rovné 1500 V v prípade jednosmerného prúdu (DC), alebo väčšie než 30 V a menšie alebo rovné než 1000 V v prípade striedavého prúdu (AC) "Vysokonapäťová zbernica" je elektrický obvod, vrátane spínacieho systému, na nabíjanie REESS, ktorý pracuje pod vysokým napätím "Vozidlo poháňané vodíkom" označuje každé motorové vozidlo, ktoré používa stlačený plynný alebo skvapalnený vodík ako palivo na pohon vozidla, vrátane vozidiel na palivové články a vozidiel so spaľovacími motormi. Osobné 55

57 vozidlá poháňané vodíkom sú špecifikované v norme ISO a SAE J "Systém uskladnenia vodíka" označuje zásobník po tlakom, bezpečnostné tlakové zariadenia (PRD) a uzatváracie zariadenie, ktoré izoluje uskladnený vodík od zvyšku palivového systému a okolia "Nepriamy kontakt" je kontakt osôb s nechránenými vodivými časťami "Časť pod napätím" je vodivá časť určená na prácu pod napätím pri bežnom používaní "Batožinový priestor" je priestor vo vozidle určený na uloženie batožiny, ohraničený strechou, kapotou, podlahou, bočnými stenami, ako aj elektrickou bariérou a krytom slúžiacim na ochranu hnacej sústavy pred priamym kontaktom s časťami po napätím, ktorý je oddelený od priestoru pre cestujúcich prednou alebo zadnou prepážkou "Systém uskladnenia skvapalneného vodíka" označuje zásobník(y) na uskladnenie skvapalneného vodíka, bezpečnostné tlakové zariadenia, uzatváracie zariadenie, systém odparovania a spojovacie potrubie (ak je) a armatúry medzi vyššie uvedenými komponentami "Limit nízkej horľavosti (LFL)" je najnižšia koncentrácia paliva, pri ktorej je zmes plynného paliva pri normálnej teplote a tlaku horľavá. Limit nízkej horľavosti pre plynný vodík vo vzduchu je 4 % objemu (bod 83 úvodnej časti) "Maximálny povolený pracovný tlak (MAWP)" je najvyšší manometrický tlak, pri ktorom môže zásobník plynu alebo systém uskladnenia pracovať za normálnych prevádzkových podmienok "Maximálny plniaci tlak (MFP)" je maximálny tlak prívodu stlačeného paliva dodávaného do systému počas plnenia. Maximálny plniaci tlak je 125 % menovitého pracovného tlaku "Menovitý pracovný tlak (NWP)" je manometrický tlak, ktorý charakterizuje typickú prevádzku systému. V prípade zásobníkov stlačeného plynného vodíka, NWP je nastavený tlak stlačeného plynu v plnom zásobníku alebo systéme uskladnenia pri rovnomernej teplote 15 C "Systém monitorovania izolačného odporu vo vozidle" je zariadenie, ktoré monitoruje izolačný odpor medzi vysokonapäťovými zbernicami a elektrickou kostrou "Trakčná batéria otvoreného typu" je typ kvapalnej batérie generujúcej plynný vodík, ktorý je uvoľňovaný do ovzdušia "Priestor pre cestujúcich (na posúdenie elektrickej bezpečnosti)" je priestor na umiestnenie osôb, ohraničený strechou, podlahou, bočnými stenami, dvermi, vonkajším zasklením, prednou prepážkou alebo zadnými dverami, ako aj elektrickými bariérami a uzávermi zabezpečujúcimi ochranu osôb pred priamym kontaktom s časťami pod napätím "Bezpečnostné tlakové zariadenie (PRD)" je zariadenie, ktoré sa keď je aktivované za určitých podmienok prevádzky, používa na uvoľnenie vodíka zo systému nachádzajúceho sa pod tlakom a tým bráni zlyhaniu systému. 56

58 3.42. "Bezpečnostný tlakový ventil" je bezpečnostné tlakové zariadenie, ktoré sa otvára pri vopred nastavenej úrovni tlaku a môže sa opäť zatvoriť "Stupeň ochrany IPXXB" označuje ochranu pred kontaktom so živými časťami pod vysokým napätím poskytovanú buď elektrickou bariérou (krytom) alebo uzáverom; skúša sa pomocou kĺbového skúšobného prsta (IPXXB) opísaného v bode "Stupeň ochrany IPXXD" " označuje ochranu pred kontaktom so živými časťami pod vysokým napätím poskytovanú buď elektrickou bariérou (krytom) alebo uzáverom a skúša sa pomocou skúšobného drôtu (IPXXD) opísaného v bode "Dobíjateľný systém uskladnenia energie (REESS)" je dobíjateľný systém uskladnenia energie, ktorý zabezpečuje elektrickú energiu na elektrický pohon "Roztrhnutie a popraskanie" je náhle alebo násilné oddelenie, rozbitie alebo fragmentáciu na kusy pôsobením sily vnútorného tlaku "Prevádzkový rozpojovač" je zariadenie na deaktiváciu elektrického obvodu pri vykonávaní kontrol a obsluhy REESS, batérie palivových článkov, atď "Životnosť" (zásobníka stlačeného vodíka) označuje časový rámec, počas ktorého je povolené prevádzka (používanie) "Uzatvárací ventil" je ventil medzi zásobníkom a palivovým systémom vozidla, ktorý sa môže automaticky aktivovať; tento ventil je štandardne v "uzavretej" polohe keď nie je pripojený k zdroju energie "Jednoduchá porucha" je porucha spôsobená ojedinelou udalosťou, vrátane každej následnej poruchy vyplývajúcej z tejto poruchy "Pevný izolátor" je izolačný vrstva zväzkov vodičov pokrývajúca živé časti pod vysokým napätím a brániaca pred priamym kontaktom s nimi. To zahŕňa krycie prvky izolujúce živé časti konektorov pod vysokým napätím a lak alebo farbu použitú na účely izolácie "Tepelne aktivované bezpečnostné tlakové zariadenie (TPRD)" je nevratné PRD, ktoré sa aktivuje teplotou a otvorí sa aby sa uvoľnil plynný vodík "Homologizácia" označuje osvedčovanie vykonávané uznaným orgánom, ktorého cieľom je určiť, že prototyp alebo predvýrobné vzorky špecifického vozidla, systému vozidla alebo komponentu systému vozidla spĺňajú príslušné výkonnostné normy a že aj konečné výrobné verzie spĺňajú tieto normy, pokiaľ je potvrdená zhoda výroby "Palivový systém vozidla" je súbor komponentov používaný na dodávku vodíkového paliva do palivového článku (FC) alebo spaľovacieho motora (ICE) "Pracovné napätie" je najvyššia efektívna hodnota (rms) napätia elektrického obvodu stanovená výrobcom alebo určená meraním, ktoré môže nastať medzi akýmikoľvek vodivými časťami v podmienkach otvoreného obvodu alebo v normálnom prevádzkovom stave. Ak je elektrický obvod rozdelený galvanickou izoláciou, pracovné napätie sa určí pre každý príslušný oddelený obvod. 57

59 4. Uplatniteľnosť požiadaviek 4.1. Požiadavky bodu 5. (s použitím skúšobných podmienok a postupov uvedených v bode 6.) sa vzťahujú na všetky vozidlá poháňané stlačeným vodíkom Každá zmluvná strana Dohody OSN z roku 1998 si zachová svoje národné nárazové (bariérové) skúšky (čelný, bočný, zadný náraz a prevrátenie) a na účely súladu použije limitné hodnoty stanovené v bode Požiadavky bodu 5.3. sa vzťahujú na všetky vozidlá poháňané vodíkom používajúce vysoké napätie. 5. Výkonnostné požiadavky 5.1. Systém uskladnenia stlačeného vodíka V tomto bode sú špecifikované požiadavky na integritu systému uskladnenia stlačeného vodíka. Systém uskladnenia stlačeného vodíka pozostáva z vysokotlakového skladovacieho zásobníka a primárnych uzatváracích zariadení pre otvory vo vysokotlakovom skladovacom zásobníku. Na obrázku 1 je znázornený typický systém uskladnenia stlačeného vodíka pozostávajúci zo zásobníka pod tlakom, troch uzatváracích zariadení a ich armatúr. Uzatváracie zariadenia zahŕňajú: (a) TPRD; (b) kontrolný ventil, ktorý bráni spätnému prietoku do plniaceho potrubia; a (c) automatický uzatvárací ventil, ktorý sa môže zatvoriť aby bránil prietoku zo zásobníka do palivového článku alebo motora ICE. Každý uzatvárací ventil a TRPD, ktoré tvoria primárny uzáver prietoku zo zásobníka sa montujú priamo na každý zásobník alebo do zásobníka. Aspoň jeden komponent s funkciou kontrolného ventilu sa montuje priamo na zásobník alebo do zásobníka. Obrázok 1 Typický systém uskladnenia stlačeného vodíka Všetky nové systémy uskladnenia stlačeného vodíka vyrobené pre cestné vozidlá musia mať menovitý pracovný tlak (NWP) 70 MPa alebo menší a životnosť 15 rokov alebo kratšiu a musia byť schopné plniť požiadavky bodu

60 Systém uskladnenia stlačeného vodíka musí spĺňať požiadavky skúšky účinnosti stanovené v tomto bode. Kvalifikačné požiadavky na cestnú prevádzku sú tieto: Skúška na overenie základných parametrov Skúška na overenie trvanlivosti výkonnosti (účinnosti) (postupné hydraulické skúšky) Skúška na overenie predpokladanej výkonnosti pri prevádzke na ceste (postupné pneumatické skúšky) Skúška na overenie výkonnostri (účinnosti) pri požiari vedúcom k vyradeniu z prevádzky Skúška na overenie trvanlivosti účinnosti primárnych uzáverov Prvky skúšky týchto výkonnostných požiadaviek sú zhrnuté v tabuľke 1. Zodpovedajúce skúšobné postupy sú uvedené v bode 6. Tabuľka 1 Prehľad požiadaviek kvalifikačných skúšok výkonnosti Skúška na overenie základných parametrov Základný východiskový tlak roztrhnutia Základné cykly zmeny tlaku počas doby životnosti Skúška na overenie trvanlivosti výkonnosti (hydraulické postupné skúšky) Skúšky na overenie tlaku Pádová (nárazová) skúška Poškodenie povrchu Skúšky chemickej odolnosti a odolnosti voči cyklickým zmenám tlaku pri teplote okolia Statická tlaková skúška pri vysokej teplote Skúšky s cyklickými zmenami tlaku pri extrémnych teplotách Skúška na overenie zostatkového tlaku Skúška na overenie zostatkovej odolnosti voči roztrhnutiu Skúška na overenie predpokladanej výkonnosti pri prevádzke na ceste (postupné pneumatické skúšky) Skúšky na overenie tlaku Skúšky s cyklickými zmenami tlaku pri teplotách okolia a extrémnych teplotách (pneumatická) Skúška na unikanie/presakovanie plynu pri statickom tlaku a extrémnej teplote (pneumatická) Skúška na overenie zostatkového tlaku Skúška na overenie zostatkovej odolnosti voči roztrhnutiu (hydraulická) Skúška na overenie výkonnostri (účinnosti) pri požiari vedúcom k vyradeniu z prevádzky Skúška na overenie trvanlivosti účinnosti primárnych uzáverov 59

61 Skúšky na overenie základných parametrov Základný východiskový tlak roztrhnutia Tri (3) nové zásobníky náhodne vybraté na kvalifikačné skúšky zo série aspoň 10 zásobníkov sa hydraulicky natlakujú až po tlak roztrhnutia (bod skúšobného postupu). Výrobca dodá dokumentáciu (merania a štatistické analýzy) umožňujúcu stanoviť stredný tlak pri roztrhnutí nového skladovacieho zásobníka, BPO. Všetky zásobníky musia mať tlak roztrhnutia v rozmedzí ±10 % BPO a tlak väčší alebo rovný minimálnemu tlaku BPmin 225 % NWP. Okrem toho minimálny tlak roztrhnutia zásobníkov pozostávajúcich z kompozitných materiálov zo skleneného vlákna ako základného prvku musí byť väčší než 350 % NWP Základné cykly zmeny tlaku počas doby životnosti Tri (3) nové zásobníky náhodne vybraté na kvalifikačné skúšky zo série sa podrobia cyklickým zmenám hydraulického tlaku pri teplote 20(±5) C až do 125 % NWP bez roztrhnutia počas cyklov, až kým nedôjde k unikaniu (bod skúšobného postupu). Únik nesmie nastať v priebehu počtu cyklov, kde počet cyklov stanoví individuálne každá zmluvná strana a to 5 500, alebo cyklov pre 15 ročnú životnosť Skúška na overenie trvanlivosti výkonnosti (hydraulické postupné skúšky) Ak všetky tri merania životnosti tlakového cyklu podľa bodu sú väčšie než cyklov, alebo ak sa navzájom líšia v rozmedzí ±25 %, potom sa skúša len jeden (1) zásobník podľa bodu Inak sa podľa bodu skúšajú tri (3) zásobníky. Zásobník na uskladnenie vodíka nesmie vykazovať netesnosť počas nasledujúcej postupnosti skúšok vykonávaných v sériách na jednotlivom systéme, ktoré sú znázornené na obrázku 2. Musí sa skúšať aspoň jeden systém náhodne vybratý zo série na kvalifikačné overenie, aby sa preukázala výkonnostná spôsobilosť. Špecifiká príslušných skúšobných postupov pre systém uskladnenia vodíka sú uvedené v bode

62 Obrázok 2 Skúška na overenie trvanlivosti výkonnosti (hydraulická) Skúška na overenie tlaku Skladovací zásobník sa natlakuje na 150 % NWP a udržiava sa v tomto stave 30 s (bod skúšobného postupu). Skladovací zásobník, ktorý sa podrobil skúška na overenie tlaku vo výrobe nemusí absolvovať túto skúšku Pádová (nárazová skúška Skladovací zásobník sa nechá padať pri niekoľkých nárazových stupňoch (bod skúšobného postupu) Skúška poškodenia povrchu Skladovací zásobník sa podrobí skúške na poškodenie povrchu (bod skúšobného postupu) Chemická odolnosť a odolnosti voči cyklickým zmenám tlaku pri teplote okolia Skladovací zásobník sa vystaví pôsobeniu chemikálií nachádzajúcich sa v prostredí cesty a cyklickým zmenám tlaku zodpovedajúceho až 125 % NWP pri teplote 20 (±5) C počas 60 % počtu cyklov zmeny tlaku (bod skúšobného postupu). Pôsobenie chemikálií sa preruší pred poslednými 10 cyklami, ktoré prebiehajú pri tlaku do 150 % NWP Statická tlaková skúška pri vysokej teplote Skladovací zásobník sa natlakuje na 125 NWP % pri teplote 85 C na hodín (bod skúšobného postupu) Skúšky s cyklickými zmenami tlaku pri extrémnych teplotách Skladovací zásobník sa podrobí cyklickým zmenám tlaku pri teplote -40 C a tlaku 80 % NWP počas 20 % počtu cyklov a pri teplote +85 C a 95 % 61

63 relatívnej vlhkosti a tlaku až 125 % NWP počas 20 % počtu cyklov (bod skúšobného postupu) Hydraulická skúška na zostatkový tlak. Skladovací zásobník sa natlakuje na 180 % NWP a udržiava sa v tomto stave 4 minúty bez roztrhnutia (bod skúšobného postupu) Skúška na overenie zostatkovej odolnosti voči roztrhnutiu Skladovací zásobník sa podrobí hydraulickej skúške odolnosti voči roztrhnutiu aby sa overilo, že tlak pri roztrhnutí sa rovná aspoň 80 % základného pôvodného tlaku pri roztrhnutí (BPO) stanoveného v bode (bod skúšobného postupu) Skúška na overenie predpokladanej výkonnosti pri prevádzke na ceste (postupné pneumatické skúšky) Systém na uskladnenie vodíka nesmie vykazovať netesnosť počas nasledujúcej postupnosti skúšok, ktoré sú znázornené na obrázku 3. Špecifiká príslušných skúšobných postupov pre systém uskladnenia vodíka sú uvedené v bode 6. 62

64 Obrázok 3 Skúška na overenie predpokladanej výkonnosti pri prevádzke na ceste (pneumatická/hydraulická) Skúška na overenie tlaku Systém sa natlakuje na 150 % NWP a udržiava sa v tomto stave 30 s (bod skúšobného postupu). Skladovací zásobník, ktorý sa podrobil skúške na overenie tlaku vo výrobe nemusí absolvovať túto skúšku Skúška s cyklickými zmenami tlaku pri teplote okolia a extrémnej teplote Systém sa podrobí skúške s cyklickými zmenami tlaku s použitím plynného vodíka počas 500 cyklov (bod skúšobného postupu). (a) Tlakové cykly sú rozdelené do dvoch skupín: Polovica cyklov (250) sa vykoná pred pôsobením statického tlaku (bod ) a zostávajúca polovica cyklov (250) sa vykoná po počiatočnom pôsobení statického tlaku (bod ) podľa obrázku 3; (b) Prvá skupina tlakových cyklov, 25 cyklov sa vykoná pri tlaku 80 % NWP a teplote -40 C, potom 25 cyklov pri tlaku 125 % NWP a teplote + 50 C a 95 % relatívnej vlhkosti a zostávajúcich 200 cyklov pri tlaku 125 % NWP a teplote 20 (±5) C; Druhá skupina tlakových cyklov, 25 cyklov sa vykoná pri tlaku 125 % NWP a teplote + 50 C a 95 % relatívnej vlhkosti, potom 25 cyklov pri 63

65 tlaku 80 % NWP a teplote -40 C a zostávajúcich 200 cyklov pri tlaku 125 % NWP a teplote 20 (±5) C. (c) Teplota plynného vodíkového paliva je - 40 C; (d) Počas prvej skupiny 250 tlakových cyklov sa 5 cyklov vykoná s palivom s teplotou + 20(±5) C po vyrovnaní teplôt systému pri teplote - 40 C; päť cyklov sa vykoná s palivom s teplotou - 40 C; a päť cyklov sa vykoná s palivom s teplotou - 40 C po vyrovnaní teplôt systému pri teplote 50 C a 95 % relatívnej vlhkosti; (e) Päťdesiat tlakových cyklov sa vykoná s rýchlosťou vyprázdňovania paliva väčšou alebo rovnou rýchlosti vyprázdňovania paliva pri údržbe Skúška netesnosti/priepustnosti pri statickom tlaku a extrémnej teplote (a) Skúška sa vykoná po každej skupine 250 pneumatických tlakových cyklov uvedených v bode ; (b) Maximálny povolený výtok vodíka zo systému uskladnenia stlačeného vodíka je 46 ml/h/l objemu systému uskladnenia. (Bod skúšobného postupu); (c) Ak je rýchlosť vyprázdňovania väčšia než 0,005 mg/s (3,6 Nml/min), vykoná sa lokalizovaná skúška netesnosti aby bolo zabezpečené, že vonkajšie unikanie v žiadnom lokalizovanom bode nie je väčšie než 0,005 mg/s (3,6 Nml/min) (bod skúšobného postupu) Skúška (hydraulická) odolnosti voči zostatkovému tlaku Skladovací zásobník sa natlakuje na 180 % NWP a udržiava sa v tomto stave 4 minúty bez roztrhnutia (bod skúšobného postupu) Skúška (hydraulická) na overenie zostatkovej odolnosti voči roztrhnutiu Skladovací zásobník sa podrobí hydraulickej skúšky odolnosti voči roztrhnutiu aby sa overilo, že tlak pri roztrhnutí je v rozmedzí 20 % základného tlaku pri roztrhnutí stanoveného v bode (bod skúšobného postupu) Skúška na overenie výkonnostri (účinnosti) pri požiari vedúcom k vyradeniu z prevádzky V tomto bode je opísaná skúška ohňovzdornosti so stlačeným vodíkom ako skúšobným plynom. Zásobníky skúšané s vodíkovým plynom musia byť uznávané všetkými zmluvnými stranami. Zmluvné strany Dohody z roku 1998 si však môžu zvoliť, že budú používať stlačený vzduch ako alternatívny skúšobný plyn na účely osvedčovania zásobníka používaného len v rámci ich krajiny alebo regiónu. Systém uskladnenia vodíka sa natlakuje na NWP a vystaví sa pôsobeniu ohňa (bod skúšobného postupu). Bezpečnostné tlakové zariadenie aktivované teplotou musí kontrolovane uvoľniť plyny zo zásobníka bez roztrhnutia Skúška na overenie trvanlivosti účinnosti primárnych uzáverov Výrobcovia musia uchovávať záznamy potvrdzujúce, že uzávery, ktoré izolujú systém uskladnenia vodíka pod vysokým tlakom (TPRD, kontrolný(é) ventil(y) 64

66 a uzatvárací(ie) ventil(y) znázornené na obrázku 1) spĺňajú požiadavky opísané vo zvyšku tohto oddielu. Celý systém uskladnenia sa nemusí rekvalifikovať (bod 5.1.), ak tieto komponenty uzáverov (komponenty na obrázku 1, okrem skladovacieho zásobníka) sa zamenia za ekvivalentné komponenty uzáverov s porovnateľnou funkciou, armatúry, materiály, pevnosť a rozmery a sú kvalifikované z hľadiska účinnosti pomocou rovnakých kvalifikačných skúšok ako pôvodné komponenty. Zmeny hardvéru v TPRD, jeho montážna poloha alebo vetracie potrubie si vyžadujú rekvalifikáciu s vykonaním skúšok ohňovzdornosti podľa bodu Požiadavky na rekvalifikáciu TPRD Kvalifikačné skúšky konštrukcie sa vykonajú na dokončených bezpečnostných tlakových zariadeniach, ktoré reprezentujú bežnú výrobu. TPRD musia spĺňať tieto výkonnostné kvalifikačné požiadavky: (a) tlaková cyklická skúška (bod ); (b) zrýchlená skúška životnosti (bod ); (c) tepelná cyklická skúška (bod ); (d) skúška odolnosti voči soľnej korózii (bod ); (e) environmentálna skúška vozidla (bod ); (f) skúška korozívneho popraskania (bod ); (g) pádová a vibračná skúška (bod ); (h) skúška nepriepustnosti (bod ); (i) skúška maximálnej aktivácie na skúšobnom zariadení (bod ); (j) prietoková skúška (bod ) Kvalifikačné požiadavky na kontrolný ventil a automatický uzatvárací ventil Kvalifikačná skúška konštrukcie sa vykoná na dokončených kontrolných ventiloch a uzatváracích ventiloch, ktoré reprezentujú bežnú výrobu. Jednotky ventilov musia spĺňať tieto požiadavky: (a) hydrostatická skúška pevnosti (bod ); (b) skúška nepriepustnosti (bod ); (c) skúška s cyklickými zmenami tlaku pri extrémnych teplotách (bod ); (d) skúška odolnosti voči soľnej korózii (bod ); (e) environmentálna skúška vozidla (bod ); (f) skúška pôsobenia atmosférických vplyvov (bod ); (g) elektrické skúšky (bod ); (h) vibračná skúška (bod ); (i) skúška korozívneho popraskania (bod ); (j) skúška pôsobenia predchladeného vodíka (bod ). 65

67 Označovanie Na každom zásobníku musí byť natrvalo pripevnený štítok aspoň s týmito informáciami: meno výrobcu, sériové číslo, dátum výroby, NWP, druh paliva a dátum vyradenia z prevádzky. Na každom zásobníku musí byť vyznačený aj počet cyklov použitých v skúšobnom programe podľa bodu Každý štítok pripevnený na zásobníku v súlade s týmto oddielom musí ostať na svojom mieste a musí byť čitateľný počas výrobcom odporúčanej doby životnosti zásobníka. Dátum vyradenia z prevádzky nesmie byť dlhší než 15 rokov od dátumu výroby Palivový systém vozidla V tomto oddiele sú špecifikované požiadavky na integritu systému dodávky paliva, ktorý zahŕňa systém uskladnenia vodíka, potrubia, spoje a komponenty, v ktorých sa vodík nachádza Integrita palivového systému pri používaní Požiadavky na plniace nádoby Plniaca nádoba na stlačený vodík musí brániť spätnému prietoku paliva a jeho úniku do atmosféry. Skúšobný postup predpokladá vizuálnu kontrolu Štítok plniacej nádoby. Štítok sa pripevní v blízkosti plniacej nádoby; napríklad vo vnútri plniaceho otvoru a musí obsahovať tieto informácie: druh paliva, NWP, dátum vyradenia zásobníkov z prevádzky Plniaca nádoba sa montuje na vozidlo aby sa zabezpečilo zablokovanie plniacej trysky. Nádoba musí byť chránená proti neoprávnenému zásahu a vniknutiu nečistoty a vody (napr. montáž v priestore, ktorý sa môže uzamknúť). Skúšobný postup predpokladá vizuálnu kontrolu Plniaca nádoba sa nesmie montovať na prvky vozidla absorbujúce vonkajšiu energiu (napr. nárazník) a ani v priestore pre cestujúcich, batožinovom priestore a iných miestach, kde by sa mohol zhromažďovať plynný vodík a kde nie je dostatočné vetranie. Skúšobný postup predpokladá vizuálnu kontrolu Ochrana systému nízkeho tlaku pred pretlakom (bod skúšobného postupu) Výstup regulátora tlaku vodíkového systému musí byť chránený pred pretlakom z dôvodu možnej poruchy regulátora tlaku. Nastavený tlak zariadenia na ochranu pred pretlakom musí byť rovný alebo nižší než maximálny povolený pracovný tlak pre príslušnú časť vodíkového systému Systémy vypúšťania vodíka Systémy uvoľňovania tlaku (bod skúšobného postupu) (a) TPRD systému uskladnenia. Výstup z vetracieho vedenia, ak je, na vypúšťanie vodíka z TPRD systému uskladnenia musí byť chránený vekom; (b) TPRD systému uskladnenia. Vypúšťanie plynného vodíka z TPRD systému uskladnenia nesmie smerovať: (i) do uzavretých alebo polouzavretých priestorov; 66

68 (ii) do krytov kolies alebo smerom k nim; (iii) k zásobníkom plynného vodíka; (iv) pred vozidlo, alebo horizontálne (rovnobežne s vozovkou) zozadu alebo z bokov vozidla. (c) Zvonka systému uskladnenia vodíka sa môžu používať iné bezpečnostné tlakové zariadenia (ako je prietržná membrána). Vypúšťanie plynného vodíka z iných bezpečnostných tlakových zariadení nesmie smerovať: (i) (ii) k nechráneným elektrickým koncovkám, nechráneným elektrickým spínačom alebo iným zdrojom zapaľovania; do priestoru pre cestujúcich alebo batožinového priestoru alebo smerom k nim; (iii) do krytov kolies alebo smerom k nim; (iv) k zásobníkom plynného vodíka Výfukový systém vozidla (bod skúšobného postupu) Na výstupe výfukového systému vozidla, hladina koncentrácie vodíka nesmie: (a) presiahnuť v priemere 4 % objemu ktoréhokoľvek trojsekundového časového intervalu pohybu počas bežnej prevádzky vrátane naštartovania a vypnutia motora; (b) a nesmie kedykoľvek presiahnuť 8 % (bod skúšobného postupu) Ochrana pred zapálením: jednoduchá porucha Unikajúci a/alebo prepúšťaný vodík zo systému uskladnenia sa nesmie odvetrávať do priestoru pre cestujúcich, batožinového alebo nákladného priestoru alebo do akýchkoľvek uzavretých alebo polouzavretých priestorov vo vozidle, ktoré obsahujú nechránené zdroje zapaľovania Výsledkom každej jednoduchej poruchy za hlavným uzatváracím vodíkovým ventilom nesmie byť akákoľvek hladina koncentrácie vodíka kdekoľvek v priestore pre cestujúcich podľa skúšobného postupu bod uvedeného v bode Ak je počas prevádzky výsledkom jednoduchej poruchy koncentrácia vodíka presahujúca 2 ± 1,0 % objemu vo vzduchu v uzavretých alebo polouzavretých priestoroch vozidla, potom musí byť signalizovaná výstraha (bod ). Ak koncentrácia vodíka presiahne 3 ± 1,0 % objemu vo vzduchu v uzavretých alebo polouzavretých priestoroch vozidla, musí sa uzavrieť hlavný uzatvárací ventil aby sa izoloval systém uskladnenia (bod skúšobného postupu) Netesnosť palivového systému Plniace vodíkové vedenie a vodíkový systém za hlavným uzatváracím ventilom musia nepriepustné. Súlad sa overuje pri NWP (bod skúšobného postupu) Výstražný signál vodičovi Výstraha sa signalizuje vizuálnym signálom alebo textom na displeji a musí spĺňať tieto požiadavky: 67

69 (a) musí byť viditeľný pre vodiča v jeho určenej sediacej polohe so zapnutými bezpečnostnými pásmi; (b) musí byť žltej farby v prípade poruchy systému detekcie a červenej farby v prípadoch uvedených v bode ; (c) keď svieti, musí byť viditeľný pre vodiča v podmienkach jazdy vo dne i v noci; (d) ostáva svietiť pri 2 ± 1,0 % koncentrácii alebo poruchy detekcie a keď je systém blokovania zapaľovania v polohe "On" ("Chod") alebo je aktivovaný pohonný systém Integrita palivového systému po náraze Limit úniku paliva Objemový prietok pri úniku vodíkového paliva nesmie presiahnuť v priemere 118 Nl za minútu počas 60 minút po náraze (bod skúšobného postupu) Limit koncentrácie v uzavretých priestoroch Výsledkom úniku plynného vodíka nesmie byť koncentrácia vodíka vo vzduchu vyššia než 3 ± 1,0 % objemu v priestore pre cestujúcich, batožinovom a nákladnom priestore (bod skúšobného postupu). Požiadavka je splnená, ak sa potvrdí, že uzatvárací ventil systému uskladnenia sa uzavrel do 5 s po náraze a nedošlo k žiadnemu úniku zo systému uskladnenia Posun zásobníka Skladovací(ie) zásobník(y) musí(ia) ostať pripevnené k vozidlu minimálne v jednom pripevňovacom bode Elektrická bezpečnosť Požiadavky na elektrickú bezpečnosť - v prevádzke Všeobecne Bod sa vzťahuje na všetky elektrické hnacie sústavy vozidiel s palivovými článkami, vybavené jedným alebo viacerými trakčnými motormi poháňanými elektrickou energiou a nepripojeným natrvalo k sieti, ako aj ich komponenty pod vysokým napätím a systémy, ktoré sú vodivo pripojené k vysokonapäťovej zbernici elektrickej hnacej sústavy Požiadavky na ochranu pred úderom elektrickým prúdom Ochrana pred úderom elektrickým prúdom Tieto požiadavky na elektrickú bezpečnosť sa vzťahujú na vysokonapäťové zbernice v podmienkach, keď nie sú pripojené k vonkajšiemu zdroju vysokého napätia Ochrana pred priamym kontaktom Ochrana pred priamym kontaktom so živými časťami musí spĺňať požiadavky bodov a Tieto ochrany (pevný izolátor, elektrická ochranná bariéra, uzáver, atď.) sa nesmú dať otvoriť, rozobrať alebo odstrániť bez použitia nástrojov Na ochranu živých častí vo vnútri priestoru pre cestujúcich alebo batožinového priestoru musí byť zabezpečený stupeň ochrany IPXXD. 68

70 Na ochranu živých častí v oblastiach iných než je priestor pre cestujúcich alebo batožinový priestor musí byť zabezpečený stupeň ochrany IPXXB Konektory Konektory (vrátane vstupov vozidla) sa považujú za konektory spĺňajúce túto požiadavku ak: (a) sú v súlade s bodmi a keď sú oddelené bez použitia nástrojov; alebo (b) sú umiestnené pod podlahou a sú vybavené uzamykacím mechanizmom; alebo (c) sú vybavené uzamykacím mechanizmom a na oddelenie konektora sa iné komponenty dajú odstrániť pomocou nástrojov; alebo (d) napätie živých častí je rovné alebo nižšie než 60 V v prípade jednosmerného prúdu alebo rovné alebo nižšie než 30 V v prípade striedavého prúdu do 1 s potom, čo bol konektor oddelený Odpojovač prevádzky Označenie V prípade odpojovača prevádzky, ktorý sa môže otvoriť, rozobrať alebo odstrániť bez použitia nástrojov stačí stupeň ochrany IPXXB, keď je odpojovač otvorený, rozobratý alebo odstránený bez použitia nástrojov Symbol znázornený na obrázku 4 musí byť umiestnená na REESS alebo v jeho blízkosti. Pozadie symbolu musí byť žltej farby, hraničenie a šípka musia byť čiernej farby. Obrázok 4 Označenie vysokonapäťového zariadenia Symbol musí byť viditeľný na uzáveroch a elektrických ochranných bariérach, ktoré keď sa odstránia odkryjú prístup k živým častiam pod vysokonapäťových obvodov. Toto je nepovinné pre akékoľvek konektory vysokonapäťových zberníc. Toto ustanovenie neplatí v týchto prípadoch: (a) keď sa elektrické ochranné bariéry alebo uzávery nedajú fyzicky sprístupniť, otvoriť alebo odstrániť bez odstránenia iných komponentov vozidla s použitím nástrojov; (b) keď sú elektrické ochranné bariéry alebo uzávery umiestnené pod podlahou vozidla Káble vysokonapäťových zberníc, ktoré nie sú umiestnené vo vnútri uzáverov musia byť identifikované pomocou vonkajším plášťom oranžovej farby Ochrana pred nepriamym kontaktom 69

71 Na ochranu pred úderom elektrickým prúdom, ktorý by mohol nastať pri nepriamom kontakte musia byť nechránené vodivé časti, ako sú vodivé elektrické ochranné bariéry a uzávery, vodivo a spoľahlivo pripojené k elektrickej kostre pomocou elektrického kábla alebo uzemňujúceho kábla, zvaru alebo spojenia s použitím skrutky a maticou atď. tak, aby nepredstavovali potenciálne nebezpečenstvo Odpor medzi všetkými vodivými časťami a elektrickou kostrou musí byť menší než 0,1 Ω pri prúde aspoň 0,2 A. Preukazuje sa pomocou jedného zo skúšobných postupov opísaných v bode Táto požiadavka je splnená ak bolo galvanické spojenie vytvorené zváraním. V prípade pochybností sa vykoná meranie V prípade motorových vozidiel, ktoré sú pripojené k uzemnenému vonkajšiemu zdroju elektrickej energie pomocou vodivých spojov, musí byť k dispozícii zariadenie umožňujúce vodivé spojenie elektrickej kostry a uzemnenia. Zariadenie musí umožniť vodivé spojenie elektrickej kostry a uzemnenia predtým, než sa na vozidlo pripojí vonkajší zdroj napätia a spojenie sa udržiava dovtedy, kým sa vonkajší zdroj napätia z vozidla neodstráni. Splnenie tejto požiadavky sa môže preukázať buď pomocou konektora určeného výrobcom automobilu, alebo pomocou analýzy (napr. vizuálna kontrola, výkresy, atď.) Systém monitorovania izolačného odporu Vo vozidlách na palivové články, vysokonapäťové zbernica jednosmerného prúdu musí byť systém monitorovania izolačného odporu spolu s výstrahou signalizovanou vodičovi, keď izolačný odpor klesne pod minimálnu požadovanú hodnotu 100 Ω/V. Funkcia systému monitorovania izolačného odporu vo vozidle sa potvrdí podľa bodu Izolačný odpor medzi vysokonapäťovou zbernicou systému pripojenia na nabíjanie REESS, ktorý nie je napájaný v podmienkach iných než počas nabíjania REESS a elektrickou kostrou, sa nemusí monitorovať Elektrická hnacia sústava obsahujúca oddelené zbernice jednosmerného alebo striedavého prúdu Ak sú vysokonapäťové zbernice jednosmerného a striedavého prúdu navzájom vodivo izolované, izolačný odpor medzi vysokonapäťovou zbernicou a elektrickou kostrou musí mať minimálnu hodnotu 100 Ω/V pracovného napätia pre zbernice jednosmerného prúdu a 500 Ω/V pracovného napätia pre zbernice striedavého prúdu. Meranie sa vykoná podľa bodu Elektrická hnacia sústava obsahujúca kombinované zbernice jednosmerného a striedavého prúdu Ak sú vysokonapäťové zbernice jednosmerného a striedavého prúdu galvanicky spojené, izolačný odpor medzi vysokonapäťovou zbernicou a elektrickou kostrou musí mať minimálnu hodnotu 500 Ω/V pracovného napätia. 70

72 Ak sú však vysokonapäťové zbernice striedavého prúdu chránené jedným alebo dvoma nasledujúcimi opatreniami, izolačný odpor medzi vysokonapäťovou zbernicou a elektrickou kostrou musí mať minimálnu hodnotu 100 Ω/V pracovného napätia. (a) Dve alebo viac vrstiev pevných izolátorov, elektrické ochranné bariéry alebo uzávery, ktoré navzájom nezávisle spĺňajú požiadavky bodu , napríklad zväzok vodičov; (b) Mechanicky masívne ochrany, ktoré majú dostatočnú životnosť počas prevádzkovej životnosti vozidla ako sú kryty motora, skrine elektrických konvertorov alebo konektory Požiadavky na izolačný odpor pre systém pripojenia na nabíjanie REESS. V prípade vozidla určeného na vodivé pripojenie k uzemnenému vonkajšiemu zdroju striedavého prúdu a elektrickému obvodu, ktorý je vodivo pripojený k vstupu vozidla počas nabíjania REESS, izolačný odpor medzi vysokonapäťovou zbernicou a elektrickou kostrou musí byť aspoň 1M Ωs, keď je nabíjacie zariadenie odpojené. Počas merania môže byť REESS odpojený. Meranie sa vykoná podľa bodu Funkčný bezpečnosť Vodičovi musí indikovaný aspoň krátkodobý signál keď je vozidlo v "režime umožňujúcom jazdu". Toto ustanovenie však neplatí, keď spaľovací motor po štarte zabezpečuje priamo alebo nepriamo hnaciu silu vozidla. Keď vodič opúšťa vozidlo musí byť signálom upozornený (napr. optickým alebo zvukovým signálom), že vozidlo je ešte stále v režime umožňujúcom jazdu. Ak môže byť REESS vo vozidle externe nabíjaný, pohyb vozidla vlastným pohonným systémom musí byť znemožnený, pokiaľ je konektor externého zdroja energie fyzicky pripojený k vstupu vozidla. Splnenie tejto požiadavky sa preukazuje použitím konektora stanoveného výrobcom automobilu. Vodič musí identifikovať polohu riadiacej jednotky (regulátora) smeru jazdy Požiadavky na elektrickú bezpečnosť po náraze Všeobecne Vozidlá na palivové články vybavené elektrickou hnacou sústavou musia spĺňať požiadavky bodov až To môže byť splnené samostatnou nárazovou skúškou za predpokladu, že elektrické komponenty nemajú vplyv na účinnosť ochrany cestujúcich typu vozidla definovaného v predpise týkajúcom sa nárazu. V prípade dodržania tejto podmienky sa splnenie požiadaviek bodov až kontroluje v súlade s metódami uvedenými v bode Ochrana pred úderom elektrickým prúdom Po náraze musí byť splnené aspoň jedno z kritérií uvedených v bodoch až

73 Ak má vozidlo funkciu automatického odpojenia, alebo zariadenie(a), ktoré vodivo rozdelí obvod elektrickej hnacej sústavy počas jazdy, pre odpojený obvod alebo každý jednotlivý rozdelený obvod potom, čo sa aktivuje odpojovacia funkcia, platí aspoň jedno z nasledujúcich kritérií. Avšak kritériá uvedené v bode neplatia, ak viac než jedna časť vysokonapäťovej zbernice nie je chránená za podmienok stupňa ochrany IPXXB. V prípade, že sa skúška vykoná za podmienok, keď časť(ti) vysokonapäťového systému nie je (sú) napájaná(é), ochrana pred úderom elektrickým prúdom sa pre príslušnú(é) časť(ti) preukazuje podľa bodu alebo bodu Neprítomnosť vysokého napätia Napätia Vb, V1 a V2 vysokonapäťových zberníc musia byť do 60 s po náraze rovné alebo menšie než 30 V v prípade striedavého prúdu alebo 60 V v prípade jednosmerného prúdu tak ako je uvedené v bode a bode Izolačný odpor Musia byť splnené kritériá uvedené v bodoch a Meranie sa vykoná v súlade s podbodom bodu Elektrická hnacia sústava obsahujúca oddelené zbernice jednosmerného alebo striedavého prúdu Ak sú vysokonapäťové zbernice jednosmerného a striedavého prúdu navzájom vodivo izolované, izolačný odpor medzi vysokonapäťovou zbernicou a elektrickou kostrou (Ri, definovaný v bode ) musí mať minimálnu hodnotu 100 Ω/V pracovného napätia pre zbernice jednosmerného prúdu a 500 Ω/V pracovného napätia pre zbernice striedavého prúdu Elektrická hnacia sústava obsahujúca kombinované zbernice jednosmerného a striedavého prúdu Ak sú vysokonapäťové zbernice jednosmerného a striedavého prúdu vodivo spojené, musia spĺňať jednu z nasledujúcich požiadaviek: (a) Izolačný odpor medzi vysokonapäťovou zbernicou a elektrickou kostrou (Ri, definovaný v bode ) musí mať minimálnu hodnotu 500 Ω/V pracovného napätia; (b) Izolačný odpor medzi vysokonapäťovou zbernicou a elektrickou kostrou (Ri, definovaný v bode ) musí mať minimálnu hodnotu 100 Ω/V pracovného napätia a zbernica striedavého prúdu musí spĺňať požiadavky na fyzickú ochranu uvedené v bode ; (c) Izolačný odpor medzi vysokonapäťovou zbernicou a elektrickou kostrou (Ri, definovaný v bode ) musí mať minimálnu hodnotu 100 Ω/V pracovného napätia a zbernica striedavého prúdu musí spĺňať požiadavky na fyzickú ochranu uvedené v bode ; Fyzická ochrana Jednotlivé zmluvné strany sa môžu rozhodnúť, že prijmú opatrenia na fyzickú ochranu. Na ochranu pred priamym kontaktom so živými časťami pod vysokým napätím sa použije stupeň ochrany IPXXB. 72

74 Okrem toho na ochranu pred úderom elektrickým prúdom, ktorý by mohol nastať pri nepriamom kontakte, odpor medzi všetkými nechránenými vodivými časťami a elektrickou kostrou musí byť menší než 0,1 Ω v prípade prúdu aspoň 0,2 A. Táto požiadavka je splnená, keď bolo galvanické spojenie zabezpečené zváraním. V prípade pochybností sa vykoná meranie Vyliatie elektrolytu V časovom úseku od nárazu až kým neuplynie 30 minúť sa nesmie do priestoru pre cestujúcich vyliať žiadny elektrolyt z REESS a do priestoru mimo priestoru pre cestujúcich viac než 7 % elektrolytu z REESS. Výrobca preukáže splnenie tejto požiadavky v súlade s bodom Udržanie REESS REESS umiestnený vo vnútri mimo priestoru pre cestujúcich musí ostať na mieste, na ktorom bol namontovaný a komponenty REESS musia ostať v vr rámci v medziach REESS. Žiadna časť akéhokoľvek REESS, ktorá je umiestnená mimo priestoru pre cestujúcich, sa nesmie na účely posudzovania elektrickej bezpečnosti dostať do priestoru pre cestujúcich počas nárazovej skúšky alebo po nej. Výrobca preukáže splnenie tejto požiadavky v súlade s bodom Podmienky a postupy skúšky 6.1. Skúšky na overenie súladu s požiadavkami na integritu palivového systému Skúška nepriepustnosti systému uskladnenia stlačeného vodíka po náraze Nárazové (bariérové) skúšky používané na hodnotenie úniku vodíka po náraze sú tie, ktoré už používajú zmluvné strany v rámci svojej jurisdikcie. Pred vykonaním nárazovej skúšky sa do systému uskladnenia vodíka inštaluje prístrojové vybavenie na vykonanie požadovaných meraní tlaku a teploty, ak už štandardné prístrojové vybavenie vozidla nezabezpečuje požadovanú presnosť. Systém uskladnenia sa potom v prípade potreby prepláchne podľa pokynov výrobcu, aby sa odstránili nečistoty zo zásobníka predtým, než sa naplní stlačeným vodíkom alebo plynným héliom. Pretože sa tlak systému uskladnenia mení v závislosti od teploty, cieľový plniaci tlak je funkciu teploty. Cieľový tlak sa určí z tejto rovnice: 273 T / 288 Pt arg et NWP 0 kde NWP je menovitý pracovný tlak (MPa), T 0 je teplota okolia, do ktorého sa má systém uskladnenia umiestniť a P target je cieľový plniaci tlak po ustálení teploty. Zásobník sa naplní minimálne na 95 % cieľového plniaceho tlaku a nechá sa ustáliť (stabilizovať) pred vykonaním nárazovej (bariérovej skúšky. Hlavný uzatvárací ventil a uzatváracie ventily pre plynný vodík umiestnené za potrubím na plynný vodík sa bezprostredne pred nárazom nechajú otvorené. 73

75 Skúška nepriepustnosti po náraze - systému uskladnenia stlačeného vodíka naplnený stlačeným vodíkom Tlak plynného vodíka, P 0 (MPa) a teplota, T 0 ( C), sa merajú bezprostredne pred nárazom a potom v časovom intervale, Δt (min) po náraze. Časový interval, Δt, začína v okamihu, keď sa vozidlo po náraze úplne zastaví a pokračuje aspoň 60 minút. Časový interval, Δt, sa zvýši v prípade potreby korekcie presnosti merania systému uskladnenia väčšieho objemu s pracovným tlakom až do 70MPa; v takom prípade sa Δt môže vypočítať z nasledujúcej rovnice: t = V CHSS x NWP /1000x ((-0,027x NWP+ 4) x R s - 0,21)-1,7 x R kde R s = P s /NWP, P s je tlakový rozsah snímača tlaku (MPa), NWP je menovitý pracovný tlak (MPa), V CHSS je objem systému uskladnenia stlačeného vodíka (L) a Δt je časový interval (min). Ak je vypočítaná hodnota Δt menšia než 60 minút, Δt sa nastaví na 60 minút. Počiatočná hmotnosť vodíka v systéme uskladnenia sa vypočíta takto: P ' = P x 288/ (273+ T ) 2 ' = - 0,0027x (P0 ') + 0,75x P0 ' + 0,5789 M 0 = 0' x VCHSS Podobne sa konečná hmotnosť vodíka v systéme uskladnenia, M f, na konci časového intervalu, Δt, vypočíta takto: P ' = P x 288/ (273+ T ) f f f ' = - 0,0027 x (P ') M = f f ' x V CHSS f 2 f + 0,75 x P f ' + 0,5789 kde P f je nameraný konečný tlak (MPa) na konci časového intervalu a T f je nameraná konečná teplota ( C). Priemerný prietok vodíka v priebehu časového intervalu (ktorý musí byť menší než je kritérium v bode ) je preto: VH2 = (Mf - M0) / t x 22,41/ 2,016x (Ptarget /P0 ) kde V H2 je priemerný objemový prietok (Nl/min) v priebehu časového intervalu a výraz (P target /P 0 ) sa používa na kompenzáciu rozdielov medzi nameraným počiatočným tlakom, P 0, a cieľovým plniacim tlakom P target Skúška nepriepustnosti po náraze - systém uskladnenia stlačeného vodíka plnený stlačeným héliom Tlak plynného hélia, P 0 (MPa), a teplota T 0 ( C), sa merajú bezprostredne pred nárazom a potom vo vopred stanovenom časovom intervale po náraze. Časový interval, Δt, začína vtedy, keď sa vozidlo úplne zastaví po náraze a pokračuje aspoň 60 minút. Časový interval, Δt, sa zvýši v prípade potreby korekcie presnosti merania systému uskladnenia väčšieho objemu s pracovným tlakom až do 70MPa; v takom prípade sa Δt môže vypočítať z nasledujúcej rovnice: s 74

76 t = V CHSS x NWP /1000x ((-0,028x NWP+5,5)x R s - 0,3)- 2,6x R kde R s = P s /NWP, P s je tlakový rozsah snímača tlaku (MPa), NWP je menovitý pracovný tlak (MPa), V CHSS je objem systému uskladnenia stlačeného vodíka (L) a Δt je časový interval (min). Ak je hodnota Δt menšia než 60 minút, Δt sa nastaví na 60 minút. Počiatočná hmotnosť vodíka v systéme uskladnenia sa vypočíta takto: P ' = P x 288/ (273+ T ) 2 ' = -0,0043x (P0 ') +1,53x P0 ' +1,49 M 0 = 0' x VCHSS Konečná hmotnosť vodíka v systéme uskladnenia, M f,, na konci časového intervalu, Δt, sa vypočíta takto: P ' = P x 288/ (273+ T ) f f f ' = - 0,0043 x (P ') M = f f ' x V CHSS f 2 f +1,53 x P f ' +1,49 kde P f je nameraný konečný tlak (MPa) na konci časového intervalu a T f je nameraná konečná teplota ( C). Priemerný prietok hélia v priebehu časového intervalu je preto: VHe = (Mf - M0) / t x 22,41/ 4,003 x (Ptarget /P0 ) kde V He je priemerný objemový prietok (Nl/min) v priebehu časového intervalu a výraz (P target /P 0 ) sa používa na kompenzáciu rozdielov medzi nameraným počiatočným tlakom, P 0, a cieľovým plniacim tlakom P target. Prevod priemerného objemového prietoku hélia na priemerný objemový prietok vodíka je daným týmto vzorcom: V H2 = V He / 0,75 kde V H2 je zodpovedajúci priemerný objemový prietok vodíka (ktorý musí byť menší než je kritérium v bode ) Skúška koncentrácie v uzavretých priestoroch po náraze Merania sa zaznamenajú v priebehu nárazovej (bariérovej) skúšky, ktorá slúži na hodnotenie potenciálneho unikania vodíka (alebo hélia) (bod skúšobného postupu). Snímače sa zvolia tak, aby merali buď zvýšenie koncentrácie plynného vodíka alebo hélia alebo zníženie obsahu kyslíka (z dôvodu vytláčania kyslíka unikaním vodíka/hélia). Snímače sa kalibrujú podľa uznávaných referencií (etalónov) na zabezpečenie presnosti ±5 % pri cieľových kritériách objemovej koncentrácie vo vzduchu 4 % vodíka alebo 3 % hélia, a plného rozsahu stupnice merania aspoň 25 % nad cieľovými kritériami. Snímač musí zabezpečiť 90 % odozvu na zmenu koncentrácie do 10 s. s 75

77 Pred nárazom na bariéru sa snímač umiestni v priestore pre cestujúcich, batožinovom a nákladnom priestore vozidla takto: (a) vo vzdialenosti do 250 mm od obloženia nad sedadlom vodiča alebo v blízkosti vnútorného povrchu strechy v strede priestoru pre cestujúcich; (b) vo vzdialenosti do 250 mm od podlahy pred zadným (alebo najzadnejším) sedadlom v priestore pre cestujúcich (c) vo vzdialenosti do 100 mm od vnútorného povrchu strechy batožinového a nákladného priestoru vozidla, ktoré nie sú priamo postihnuté nárazom v konkrétnej nárazovej skúške, ktorá sa má vykonať. Snímače sa bezpečne namontujú na konštrukciu vozidla alebo na sedadlá a sú pri plánovanej nárazovej (bariérovej) skúške chránené pred úlomkami, plynom airbagu a črepinami. Výsledky meraní po náraze sa zaznamenávajú prístrojmi umiestnenými vo vozidle alebo diaľkovým prenosom snímaných údajov. Vozidlo môže byť umiestnené vonku v oblasti chránenej pred vetrom a možnými vplyvmi slnka alebo vo vnútri v priestore, ktorý je dostatočne veľký alebo je vetraný aby sa zabránilo zvýšeniu koncentrácie vodíka v priestore pre cestujúcich, batožinovom a nákladnom priestore o viac než 10 % cieľových h kritérií. Zber údajov po zrážke v uzavretých priestoroch začína vtedy, keď sa vozidlo úplne zastaví. Údaje zo snímačov sa zaznamenávajú aspoň každých 5 s a po dobu 60 minút po skúške. Pri meraniach sa môže použiť oneskorenie prvého rádu (časová konštanta) maximálne do 5 s aby sa zabezpečilo "vyrovnávanie" a vylúčili vplyvy náhodného dielčieho charakteru. Filtrované odčítané hodnoty z každého snímača musia byť nižšie než cieľové kritériá o 3 ± 1,0 % v prípade vodíka a 2,25 ± 0,75 % v prípade hélia vždy počas 60 minútového časového úseku po nárazovej skúške Skúška súladu v podmienkach jednoduchej poruchy Vykoná sa skúšobný postup podľa bodu alebo bodu : Skúšobný postup pre vozidlá vybavené detektormi úniku plynného vodíka Skúšobné podmienky Skúšobné vozidlo: naštartuje sa pohonný systém skúšobného vozidla, zahreje sa na svoju normálnu prevádzkovú teplotu a nechá sa v prevádzke po celú dobu trvania skúšky. Ak nejde o vozidlo s palivovými článkami, zahrieva a udržiava sa pri voľnobehu. Ak má skúšobné vozidlo systém na automatické zastavenie voľnobehu, musia sa prijať opatrenia na zabránenie vypnutia motora Skúšobný plyn: dve zmesi vzduchu a plynného vodíka: 2 ± 1,0 % koncentrácia (alebo menšia) vodíka vo vzduchu na overenie funkcie výstrahy a 3 ± 1,0 % koncentrácia (alebo menšia) vodíka vo vzduchu na overenie funkcie vypnutia. Zvolí sa správna koncentrácia na základe odporúčaní výrobcu (alebo špecifikácie detektora) Skúšobná metóda Príprava na skúšku: skúška sa vykoná bez akéhokoľvek vplyvu vetra. 76

78 (a) Hadica na prívod skúšobného plynu sa pripojí k detektoru úniku plynného vodíka; (b) Detektor úniku plynného vodíka sa uzavrie krytom aby sa plyn udržiaval okolo k detektoru Vykonanie skúšky (a) Skúšobný plyn prúdi k detektoru úniku plynného vodíka; (b) Overí sa správna funkcia výstražného systému keď sa skúša s plynom na overenie funkcie výstrahy; (c) Overí sa, že je zatvorený hlavný uzatvárací ventil keď sa skúša s plynom na overenie funkcie vypnutia. Napríklad na overenie činnosti hlavného uzatváracieho ventilu prívodu vodíka sa môže použiť monitorovanie dodávky elektrickej energie do uzatváracieho ventilu alebo zvuku aktivácie uzatváracieho ventilu Skúšobný postup na overenie integrity uzavretých priestorov a systémov detekcie Príprava: Skúška sa vykoná bez akéhokoľvek vplyvu vetra Osobitná pozornosť sa venuje prostrediu skúšky, pretože počas skúšky sa môžu vytvoriť horľavé zmesi vodíka a vzduchu Pred skúškou sa vozidlo pripraví tak aby bolo možné kontrolovať uvoľňovanie vodíka z vodíkového systému. Počet, poloha a prietok miestami úniku za hlavným uzatváracím ventilom stanoví výrobca vozidla berúc do úvahy najhorší scenár unikania. Ako minimum, celkový prietok všetkými diaľkovo kontrolovanými uvoľňovaniami musí byť dostatočný na potvrdenie správnej automatickej funkcie "výstrahy" a funkcie vypnutia vodíka Na účely skúšky sa detektor koncentrácie vodíka inštaluje tam, kde sa môže hromadiť plynný vodík hlavne v priestore pre cestujúcich (napr. v blízkosti horného obloženia) pri skúške súladu s bodom sa detektory koncentrácie vodíka inštalujú v uzavretých a polouzavretých priestoroch, kde sa môže hromadiť plynný vodík zo simulovaného uvoľňovania vodíka pri skúške súladu s bodom (pozri bod ) Postup: Dvere, okná a ostatné veká vozidla sú zavreté Naštartuje sa pohonný systém, nechá sa zahriať na svoju normálnu prevádzkovú teplotu a nechá sa v prevádzke po celú dobu trvania skúšky Simuluje sa unikanie pomocou funkcie diaľkovej kontroly Koncentrácia vodíka sa meria nepretržite, až kým nebude rásť v priebehu 3 minút. Pri skúške súladu s bodom , sa potom simulovaný únik zvýši pomocou funkcie diaľkovej kontroly, až kým sa neuzavrie hlavný uzatvárací ventil vodíka a neaktivuje sa výstražný signál oznamovača. Na overenie činnosti hlavného uzatváracieho ventilu prívodu vodíka sa môže použiť monitorovanie dodávky elektrickej energie do uzatváracieho ventilu alebo zvuku aktivácie uzatváracieho ventilu. 77

79 Pri skúške súladu s bodom je skúška úspešne dokončená, ak koncentrácie vodíka v priestore pre cestujúcich nepresiahne 1,0 %. Pri skúške súladu s bodom je skúška úspešne dokončená, ak sa aktivuje výstraha oznamovača alebo funkcia vypnutia pri úrovniach uvedených v bode (alebo nižších); inak skúška nesplnila požiadavky a systém nie je kvalifikovaný na prevádzku vozidla Skúška súladu výfukového systému vozidla Pohonný systém skúšobného vozidla (napr. batéria palivových článkov alebo motor) sa zahreje na svoju normálnu prevádzkovú teplotu Meracie zariadenie sa pred použitím zahreje na svoju normálnu prevádzkovú teplotu Merací úsek meracieho zariadenia sa umiestni na os prietoku výfukového plynu vo vzdialenosti do 100 mm od výstupu výfukového plynu zvonku vozidla Koncentrácia vodíka vo výfukovom plyne sa meria nepretržite počas nasledujúcich krokov: (a) pohonný systém je vypnutý; (b) po dokončení procesu vypnutia sa pohonný systém ihneď naštartuje; (c) po uplynutí jednej minúty sa pohonný systém vypne a meranie pokračuje až kým sa nedokončí postup vypnutia pohonu Čas odozvy meracieho zariadenia musí byť kratší než 300 ms Skúška súladu v podmienkach netesnosti palivového potrubia Pohonný systém skúšobného vozidla (napr. batéria palivových článkov alebo motor) sa zahreje na svoju normálnu prevádzkovú teplotu a prevádzkuje sa pri tejto teplote s prevádzkovým tlakom pôsobiacim na palivové potrubia Unikanie vodíka sa hodnotí v prístupných úsekoch palivových potrubí od vysokotlakového úseku po batériu palivových článkov (alebo motor), pomocou detektora plynu alebo kvapaliny na zisťovanie úniku, ako je napr. mydlový roztok Detekcia úniku vodíka sa vykoná prednostne v spojoch Keď sa použije detektor úniku plynu, detekcia sa vykonáva činnosťou detektora úniku po dobu aspoň 10 s v miestach nachádzajúcich sa čo možno najbližšie k palivovým potrubiam Keď sa použije kvapalina na zisťovania úniku, detekcia úniku plynu sa vykonáva hneď po použití kvapaliny. Okrem toho sa vykonajú vizuálne kontroly pár minút po použití kvapaliny, aby sa skontrolovalo či sa nevytvárajú bubliny spôsobené reziduálnymi únikmi Overenie montáže Systém sa vizuálne kontrolu z hľadiska súladu Postupy skúšky systému uskladnenia stlačeného vodíka Skúšobné postupy z hľadiska kvalifikačných požiadaviek na systém uskladnenia stlačeného vodíka sa organizujú takto: 78

80 Bod skúšobné postupy na overenie základných výkonnostných parametrov (požiadavka bodu ) Bod skúšobné postupy na overenie trvanlivosti výkonnosti (požiadavka bodu ) Bod skúšobné postupy predpokladanej výkonnosti pri prevádzke na ceste (požiadavka bodu ) Bod skúšobné postupy pri skúške na overenie výkonnostri (účinnosti) pri požiari vedúcom k vyradeniu z prevádzky (požiadavka bodu ) Bod skúšobné postupy trvanlivosti účinnosti primárnych uzáverov (požiadavka bodu ) Skúšobné postupy na overenie základných výkonnostných parametrov (požiadavka bodu ) Skúška na roztrhnutie (hydraulická) Skúška na roztrhnutie sa vykoná pri teplote 20 (± 5) C s použitím nekorozívnej kvapaliny. Rýchlosť zvýšenia tlaku musí byť rovná alebo menšia než 1,4 MPa/s pre tlak vyšší než 150 % menovitého pracovného tlaku. Ak rýchlosť presiahne 0,35 MPa/s pri tlaku vyššom než 150 % NWP, potom sa zásobník buď umiestni medzi zdroj tlaku a zariadenie na meranie tlaku, alebo čas pri tlaku vyššom než cieľový tlak roztrhnutia presiahne 5 s. Zaznamená sa tlak roztrhnutia zásobníka Skúška s cyklickými zmenami tlaku (hydraulická) Skúška sa vykoná v súlade s nasledujúcim postupom: (a) zásobník sa naplní nekorozívnou kvapalinou; (b) zásobník a kvapalina sa stabilizujú pri stanovenej teplote a relatívnej vlhkosti na začiatku skúšky; prostredie, plniaca kvapalina a plášť zásobníka sa udržiavajú pri stanovene teplote počas trvania skúšky. Počas skúšky sa teplota zásobníka môže meniť v závislosti od teploty prostredia; (c) zásobník sa podrobí cyklickým zmenám tlaku medzi 2 (±1) MPa a cieľovým tlakom pri rýchlosti nepresahujúcej 10 cyklov za minútu počas špecifikovaného počtu cyklov; (d) udržiava sa teplota hydraulickej kvapaliny vo vnútri zásobníka a monitoruje pri stanovenej teplote Skúšobné postupy na overenie trvanlivosti výkonnosti (požiadavka bodu ) Skúška na overenie tlaku Systém sa plní rovnomerne a nepretržite nekorozívnou hydraulickou kvapalinou až kým sa nedosiahne úroveň cieľového tlaku a potom sa udržiava počas stanoveného času Pádová (nárazová) skúška (bez tlaku) Skladovací zásobník sa podrobí pádovej skúške pri okolitej teplote bez vnútorného tlaku alebo pripojených ventilov. Povrch, na ktorý zásobník padá 79

81 musí byť hladký, horizontálny a pokrytý betónom alebo iným typom podlahy ekvivalentnej tvrdosti. (a) Orientácia zásobníka podrobeného pádovej skúške (podľa požiadavky bodu ) sa určí takto: jeden alebo viac ďalších zásobníkov sa nechá padnúť v orientáciách opísaných nižšie. Orientácie pádu sa môžu vyskúšať s jedným zásobníkom alebo až so štyrmi zásobníkmi aby sa dodržali štyri orientácie pádu. (i) zásobník sa nechá raz padnúť horizontálne s dolným koncom vo vzdialenosti 1,8 m nad povrchom na ktorý padá; (ii) zásobník sa nechá raz padnúť vertikálne s otvorom hore s potenciálnou energiou minimálne 488 J, s výškou dolného konca maximálne 1,8 m; (iii) zásobník sa nechá raz padnúť vertikálne s otvorom dole s potenciálnou energiou minimálne 488 J, s výškou dolného konca maximálne 1,8 m. Ak je zásobník symetrický (identické koncové otvory), táto orientácia pri páde sa nevyžaduje; (iv) zásobník sa nechá raz padnúť v uhle 45 od vertikálnej orientácie s otvorom dole a ťažiskom vzdialeným 1,8 m nad zemou. Ak je však dolný koniec bližšie k zemi než 0,6 m, uhol pádu sa zmení tak, aby sa zachovala minimálna výška 0,6 m a vzdialenosť ťažiska 1,8 m nad zemou. Štyri orientácie pri páde sú znázornené nižšie. Obrázok 5 Orientácie pri páde Nie je potrebné brániť nadskakovaniu zásobníkov no môže sa zabrániť, aby sa zásobníky preklápali počas skúšky s vertikálnym pádom, opísanej v písm. b) vyššie. Ak sa na vykonanie skúšky vo všetkých troch */ orientáciách použije viac než jeden zásobník, potom sa tieto zásobníky podrobia cyklickým zmenám tlaku */ Poznámka prekladateľa: vo francúzskej aj ruskej verzii sa hovorí o štyroch orientáciách čo zodpovedá aj predchádzajúcemu textu. 80

82 podľa bodu až kým nedôjde k unikaniu alebo kým neprebehne cyklov bez unikania. Únik nesmie nastať v priebehu počtu cyklov (5500, 7500 alebo 11000). Orientácia zásobníka, ktorý padá v súlade s požiadavkou bodu sa určí takto: (a) ak sa pádovej skúške so všetkým štyrmi orientáciami podrobil jeden zásobník, potom sa tento zásobník padajúci podľa požiadavky bodu nechá padať vo všetkých štyroch orientáciách; (b) ak sa pádovej skúške so všetkým štyrmi orientáciami podrobil viac než jeden zásobník, a ak všetky zásobníky absolvovali cyklov bez unikania, potom orientácia zásobníka padajúceho podľa požiadavky bodu je orientáciou s uhlom 45 (iv) a tento zásobník sa podrobí ďalšej skúške podľa bodu ; (c) ak sa pádovej skúške so všetkým štyrmi orientáciami podrobil viac než jeden zásobník a ak ktorýkoľvek zásobník neabsolvoval cyklov bez unikania, potom sa nový zásobník podrobí pádovej skúške s orientáciou(iami), ktorá(é) zodpovedá(ajú) najnižšiemu počtu cyklov bez unikania a potom sa podrobí ďalšej skúške podľa bodu Skúška poškodenia povrchu (bez tlaku) Skúška prebieha v tomto poradí: (a) Vytvorenie popraskaného povrchu: na dolnom vonkajšom povrchu nenatlakovaného horizontálne umiestneného skladovacieho zásobníka sa pomocou pílky urobia dva pozdĺžne zárezy pozdĺž valcovej časti no nie na zaoblenej ploche. Prvý zárez je aspoň 1,25 mm hlboký a 25 mm dlhý a smeruje ku koncu zásobníka, kde sa nachádza ventil. Druhý je aspoň 0,75 mm hlboký a 200 mm dlhý a smeruje k protichodnému koncu zásobníka; (b) Nárazy kyvadla: horný úsek horizontálne umiestneného skladovacieho zásobníka sa rozdelí na päť oddelených (neprekrývajúcich) oblastí, každá s priemerom 100 mm (pozri obrázok 6). Po 12 hodinách predkondicionovania pri teplote 40 C v komore s regulovanou atmosférou, na stred každej z piatich oblastí narazí kyvadlo v tvare pyramídy a rovnostrannými hranami a štvorcovou základňou, pričom vrchol a okraje sú zaokrúhlené s polomerom 3 mm. Stred nárazu kyvadla sa zhoduje s ťažiskom pyramídy. Energia kyvadla v okamihu nárazu na každú z piatich oblastí vyznačených na zásobníku je 30 J. Zásobník sa musí počas nárazov kyvadla udržiavať na mieste a nesmie byť pod tlakom. Obrázok 6 Pohľad na nádrž zboku Pohľad na nádrž "zboku" 81

83 Skúška chemickej odolnosti a odolnosti voči cyklickým zmenám tlaku pri teplote okolia Každá z 5 oblastí nenatlakovaného zásobníka predkondicionovaného nárazom kyvadla (bod ) sa vystaví pôsobeniu jedného z piatich roztokov: (a) 19 % (objemu) kyseliny sírovej vo vode (batériové kyselina); (b) 25 % (hmotnosti) hydroxidu sodného vo vode; (c) 5 % (objemu) metanolu v benzíne (kvapaliny v čerpacích staniciach); (d) 28 % (hmotnosti) dusičnanu amónneho vo vode (roztok močoviny); a (e) 50 % (objemu) metylalkoholu vo vode (kvapalina na umývanie čelného skla). Zásobník je orientovaný tak, aby boli oblasti vystavené pôsobeniu kvapalín hore. Na každej z piatich predkondicionovaných oblastí sa umiestni podložka zo sklenenej vlny približne 0,5 mm hrubá a s priemerom 100 mm. Na sklenenú vlnu sa použije dostatočné množstvo skúšobnej kvapaliny aby sa zabezpečilo, že počas trvania skúšky bude podložka mokrá na celom svojom povrchu a v celej hrúbke. Pôsobenie kvapalín na zásobník so sklenenou vlnou trvá 48 hodín pričom sa zásobník udržiava pri tlaku 125 % NWP (hydraulickom) a teplote 20 (±5) C predtým, než sa zásobník podrobí ďalšej skúške. Zásobník sa počas stanoveného počtu cyklov podrobí cyklickým zmenám tlaku so stanovenými cieľovými tlakmi podľa bodu pri teplote 20 (±5) C počas špecifikovaného počtu cyklov. Podložky zo sklenenej vlny sa odstránia a povrch zásobníka sa opláchne vodou, prebehne 10 konečných cyklov pri stanovenom konečnom cieľovom tlaku Statická tlaková skúška (hydraulická) Systém uskladnenia sa natlakuje na cieľový tlak v tepelne regulovanej komore. Teplota komory a nekorozívnej palivovej kvapaliny sa počas špecifikovanej doby trvania udržiava na cieľovej teplote s toleranciou ±5 C Postupy skúšky na overenie predpokladanej výkonnosti pri prevádzke na ceste (bod ) (Predpokladajú sa postupy pneumatickej skúšky; prvky hydraulickej skúšky sú opísané v bode ) Skúška (pneumatická) s cyklickými zmenami tlaku plynu Na začiatku skúšky sa systém uskladnenia stabilizuje pri stanovenej teplote, relatívnej vlhkosti a hladine paliva počas minimálne 24 hodín. Stanovená teplota a relatívna vlhkosť sa udržiavajú v skúšobnom prostredí počas ostávajúcej doby skúšky. (Ak to skúšobné špecifikácie vyžadujú, teplota systému sa stabilizuje pri vonkajšej teplote prostredia medzi tlakovými cyklami). Systém uskladnenia sa podrobí cyklickým zmenám tlaku od minimálne 2(+0/-1) MPa do stanoveného maximálneho tlaku (±1MPa). Ak regulátory systému, ktoré sú aktívne pri prevádzke vozidla bránia poklesu tlaku pod hodnotu stanoveného tlaku, skúšobné cykly nesmú prebiehať pri nižšom než stanovenom tlaku. Rýchlosť plnenia sa reguluje tak, aby zodpovedala konštantnému 3 minútovému stupňovitému narastaniu tlaku, no prietok paliva 82

84 nesmie presiahnuť 60 g/s; teplota vodíkového paliva dodávaného do zásobníka sa udržiava na stanovenej teplote. Avšak stupňovité narastanie tlaku by sa malo znížiť ak teplota plynu v zásobníku presiahne +85 C. Rýchlosť vyprázdňovania paliva sa reguluje tak, aby bola rovná alebo väčšia než plánovaná maximálna potreba paliva pre vozidlo. Vykoná sa stanovený počet tlakových cyklov. Ak sa na stanovenú prevádzku vozidla použije zariadenie a/alebo regulátory na zabránenie extrémnej vnútornej teplote, skúška sa môže vykonať s týmito zariadeniami a/alebo regulátormi (alebo ekvivalentnými opatreniami) Skúška priepustnosti plynu (pneumatická) Systém uskladnenia sa naplní plynným vodíkom pri 115 % NWP (maximálna hustota naplnenia ekvivalentná 100 % NWP pri teplote +15 C je 113 % NWP pri teplote +55 C) a udržiava sa pri teplote +55 C v hermeticky& uzavretom zásobníku až do ustáleného stavu presakovania alebo po dobu 30 hodín podľa toho, čo trvá dlhšie. Odmeria sa celkový výtok z dôvodu unikania a presakovania zo systému uskladnenia Skúška lokálneho unikania plynu (pneumatická) Na splnenie tejto požiadavky sa môže použiť bublinková skúška. Pri vykonávaní bublinkovej skúšky sa použije tento postup: (a) Na účely tejto skúšky (pretože skúška je zameraná na vonkajšie unikanie) sa zakryjú výfukové otvory uzatváracieho ventilu (a ostatné vnútorné pripojenia k vodíkovému systému). Podľa uváženia skúšajúceho sa skúšobný predmet môže ponoriť do skúšobnej kvapaliny alebo sa táto kvapalina môže použiť na skúšobný predmet spočívajúci na otvorenom vzduchu. Bubliny sa môžu veľkosťou odlišovať v závislosti od podmienok. Skúšajúci odhadne unikanie plynu na základe veľkosti a rýchlosti tvorby bublín. (b) Poznámka: pri lokálnej rýchlosti presakovania 0,005 mg/s (3,6 Nml/min), je výsledná povolená rýchlosť tvorby bublín okolo 2030 bublín za minútu pri typickej veľkosti bublín s priemerom 1,5 mm. Dokonca aj vtedy, keď sa vytvorili omnoho väčšie bubliny by malo byť unikanie ľahko zistiteľné. V prípade nezvyčajne veľkých bublín s priemerom 6 mm by povolená rýchlosť tvorby bublín bola približne 32 bublín za minútu Postupy skúšky na overenie výkonnostri (účinnosti) pri požiari vedúcom k vyradeniu z prevádzky (bod ) Skúška ohňovzdornosti Súprava vodíkového zásobníka pozostáva zo systému uskladnenia stlačeného vodíka s doplnkovými príslušnými komponentmi, vrátane vetracieho systému (ako je vetracie potrubie a jeho opláštenia) a akéhokoľvek ochranného prípravku pripevneného priamo k zásobníku (ako sú tepelné vinutia zásobníka) a/alebo obalu/krytu TPRD. Na určenie polohy systému nad počiatočným (lokalizovaným) zdrojom ohňa sa použije jedna z nasledujúcich metód: Metóda 1: Kvalifikácia pre všeobecnú (nešpecifickú) montáž vozidla 83

85 Ak nie je konfigurácia montáže vozidla špecifikovaná (a kvalifikácia systému nie je limitovaná špecifickou konfiguráciou inštalovania vozidla), potom lokálnou oblasťou pôsobenia ohňa je oblasť na vozidle, ktorá je najďalej od TPRD. Skúšobný predmet špecifikovaný vyššie, zahŕňa len ochranný prípravok alebo iné izolácie pripevnené priamo na zásobník, ktoré sa používajú na všetkých aplikáciách vozidla. Vetrací(ie) systém(y) (ako sú vetracie potrubie(a) a jeho (ich) opláštenie) a/alebo obalu/krytu TPRD sú zahrnuté do súpravy zásobníka ak sa predpokladá ich používanie pri akejkoľvek aplikácii. Ak sa systém skúša bez reprezentatívnych komponentov vyžaduje sa opätovná skúška, ak aplikácia vozidla predpokladá použitie týchto typov komponentov Metóda 2: Kvalifikácia pre špecifickú montáž vozidla Ak je konfigurácia montáže vozidla špecifikovaná a kvalifikácia systému je limitovaná touto špecifickou konfiguráciou montáže vozidla, potom skúšobná zostava môže navyše k systému uskladnenia vodíka zahŕňať aj ostatné komponenty vozidla. Tieto komponenty vozidla (ako sú ochranné prípravky alebo izolácie, ktoré sú natrvalo pripevnené ku konštrukcii vozidla pomocou zvarov alebo skrutiek s maticami a nie sú pripevnené k systému uskladnenia) sa zahrnú do skúšobnej zostavy konfigurácie montáže vozidla so zreteľom k systému uskladnenia vodíka. Táto skúška na lokálny oheň sa vykoná na najhoršom mieste lokálnych plôch vystavených pôsobeniu ohňa, založených na štyroch orientáciách ohňa: oheň pochádzajúci z priestoru pre cestujúcich, batožinového/nákladného priestoru, krytov kolies alebo z vozovky od vyliateho benzínu. Zásobník sa môže podrobiť pôsobeniu ohňa bez akýchkoľvek ochranných komponentov, ako je opísané v bode Platia tieto skúšobné požiadavky bez ohľadu na uplatňovanie metódy 1 alebo 2 (vyššie): (a) Súprava zásobníka sa naplní stlačeným plynným vodíkom pri 100 % NWP. Súprava zásobníka je umiestnená horizontálne približne 100 mm nad zdrojom ohňa. (poznámka: ako je uvedené v bode , zmluvné strany dohody z roku 1998 si môžu zvoliť, že na osvedčovanie zásobníka používaného na ich územiach alebo regiónoch budú používať stlačený vzduch ako alternatívny skúšobný plyn.); Skúška ohňovzdornosti v úseku lokálneho pôsobenie ohňa (b) Lokálna oblasť pôsobenia ohňa sa umiestni na skúšobnom predmete, ktorý je najviac vzdialený od TPRD. Ak sa zvolí metóda 2 a pre špecifickú konfiguráciu montáže vozidla je identifikovaných viac zraniteľných oblastí, najzraniteľnejšia oblasť, ktorá je najviac vzdialená od TPRD, sa umiestni priamo nad počiatočným zdrojom ohňa; (c) Zdroj ohňa pozostáva z horákov LPG usporiadaných tak, aby vyvolali rovnomernú minimálnu teplotu na skúšobnom predmete meranú minimálne 5 termočlánkami pokrývajúcimi dĺžku skúšobného predmetu až do maximálne 1,65 m (aspoň 2 termočlánky v oblasti lokálneho pôsobenia ohňa a aspoň 3 termočlánky rovnomerne rozmiestnené od seba maximálne 0,5 m v zostávajúce oblasti), umiestnenými 25 mm ± 10 mm od vonkajšieho povrchu skúšobného predmetu pozdĺž jeho pozdĺžnej osi. Podľa uváženia výrobcu skúšobného zariadenia sa môžu na optické 84

86 diagnostické účely na TRPD umiestniť dodatočné termočlánky v bodoch snímania alebo v akýchkoľvek miestach; (d) na zabezpečenie rovnomerného zahriatia sa použijú ochranné štíty proti vetru; (e) Zdroj ohňa sa uvedie do činnosti na rozlohe 250 mm ±50 mm po dĺžke pod oblasťou lokálneho pôsobenia ohňa skúšobného predmetu. Šírka zdroja ohňa zahŕňa celý priemer (šírku) systému uskladnenia. Ak sa zvolí metóda 2, dĺžka a šírka sa v prípade potreby zmenšia so zreteľom na špecifické charakteristiky vozidla; (f) Ako je znázornené na obrázku 7, teplota termočlánkov v oblasti lokálneho pôsobenia ohňa sa plynulo zvyšuje na aspoň 300 C do 1 minúty po zapálení, na aspoň 600 C do 3 minút po zapálení a teplota aspoň 600 C sa udržiava nasledujúcich 7 minút.. Teplota v oblasti lokálneho pôsobenia ohňa počas tohto časového úseku nesmie presiahnuť 900 C. Overovanie dodržania tepelných požiadaviek začne 1 minútu po začiatku časového intervalu s konštantnými maximálnymi a minimálnymi limitmi a je založené na 1 minútových kĺzavých priemeroch každého termočlánku v danom uvažovanom pásme. (Poznámka: teplota mimo pásma počiatočného zdroja ohňa nie je určená počas týchto úvodných 10 minút od času zapálenia.). Obrázok 7 Tepelný profil skúšky ohňovzdornosti Skúška ohňovzdornosti - časť s obklopujúcim plameňom V priebehu nasledujúceho 2-minútového intervalu sa teplota po celom povrchu skúšobného predmetu zvýši na aspoň 800 C a zdroj ohňa sa rozšíri tak aby sa dosiahla rovnomerná teplota pozdĺž celej dĺžky až do 1,65 m a celej šírky skúšobného predmetu (obklopujúci plameň). Minimálna teplota sa udržiava na 800 C a maximálna teplota nesmie presiahnuť 1100 C. Overovanie dodržania 85

87 tepelných požiadaviek začne 1 minútu po začiatku časového intervalu s konštantnými maximálnymi a minimálnymi limitmi a je založené na 1 minútových kĺzavých priemeroch každého termočlánku. Skúšobný predmet sa udržiava pri teplote (stav s obklopujúcim plameňom) až kým sa systém neodvetrá cez TPRD a tlak neklesne na menej než 1 MPa. Vetranie musí byť plynulé (bez prerušenia) a systém uskladnenia sa nesmie roztrhnúť. Nesmie dôjsť k dodatočnému uvoľneniu prostredníctvom úniku (nezahŕňa uvoľnenie cez TPRD), ktoré by vyústilo do rozšírenia plameňa väčšieho než 0,5 m za obvod pôsobenia ohňa. Tabuľka 2 Sumár protokolu skúšky ohňovzdornosti Pásmo pôsobenia lokálneho ohňa Časový úsek Pásmo obklopujúceho plameňa (mimo pásma pôsobenia lokálneho ohňa) Činnosť Zapálenie horákov 0-1 minúta Horák nie je v činnosti Minimálna teplota Nešpecifikovaná Nešpecifikovaná Maximálna teplota Nižšia než 900 C Nešpecifikovaná Činnosť Teplota sa zvýši a oheň sa 1-3 minúty Horák nie je v činnosti stabilizuje na začiatok pôsobenia lokálneho ohňa Minimálna teplota Vyššia než 300 C Nešpecifikovaná Maximálna teplota Nižšia než 900 C Nešpecifikovaná Činnosť Pokračuje pôsobenie 3-10 minút Horák nie je v činnosti lokálneho ohňa Minimálna teplota 1-minútový kĺzavý priemer Nešpecifikovaná väčší než 600 C Maximálna teplota 1-minútový kĺzavý priemer Nešpecifikovaná menší než 900 C Činnosť Zvýšenie teploty minút Hlavný horák sa zapáli pri 10 minútach Minimálna teplota 1-minútový kĺzavý priemer Nešpecifikovaná väčší než 600 C Maximálna teplota 1-minútový kĺzavý priemer Nižšia než 1100 C menší než 1100 C Činnosť Teplota sa zvýši a oheň sa minút Teplota sa zvýši a oheň sa stabilizuje na začiatok stabilizuje na začiatok pôsobenia obklopujúceho pôsobenia obklopujúceho plameňa plameňa Minimálna teplota 1-minútový kĺzavý priemer Vyššia než 300 C väčší než 600 C Maximálna teplota 1-minútový kĺzavý priemer menší než 1100 C Nižšia než 1100 C Činnosť Pokračuje pôsobenie 12 minút - Pokračuje pôsobenie obklopujúceho plameňa koniec skúšky obklopujúceho plameňa Minimálna teplota 1-minútový kĺzavý priemer väčší než 800 C 1-minútový kĺzavý priemer väčší než 800 C Maximálna teplota 1-minútový kĺzavý priemer menší než 1100 C 1-minútový kĺzavý priemer menší než 1100 C 86

88 Zdokumentovanie výsledkov skúšky ohňovzdornosti Dostatočne podrobne sa zaznamená usporiadanie zdroja ohňa aby bola zabezpečená reprodukovateľnosť rýchlosti zahrievania skúšobného predmetu. Výsledky zahŕňajú čas, ktorý uplynie od zapálenia plameňa do začiatku vetrania cez TPRD, maximálny tlak a čas vyprázdňovania až kým sa nedosiahne tlak nižší než 1 MPa. Teplota termočlánkov a tlak zásobníka sa počas skúšky zaznamenávajú v 10 s alebo kratších intervaloch. Akékoľvek nedodržanie stanovených požiadaviek na minimálnu teplotu založených na 1 minútových kĺzavých priemeroch má za následok neplatnosť výsledkov skúšky. Akékoľvek nedodržanie stanovených požiadaviek na maximálnu teplotu založených na 1 minútových kĺzavých priemeroch má za následok neplatnosť výsledkov skúšky len vtedy, keď sa počas skúšky skúšobný predmet poškodil Skúška ohňovzdornosti s obklopujúcim plameňom: Skúšobnou jednotkou je systém uskladnenia stlačeného vodíka. Systém uskladnenia sa naplní stlačeným plynným vodíkom pri tlaku 100 % NWP. Zásobník je umiestnený horizontálne s dnom približne 100 mm nad zdrojom ohňa. Kovové ochranné štíty sa použijú na zabránenie dopadu plameňa na ventily zásobníka, armatúry a/alebo bezpečnostné tlakové zariadenia. Kovové ochranné štíty nie sú v priamom kontakte so stanoveným protipožiarnym systémom (bezpečnostné tlakové zariadenia alebo ventil zásobníka). Zdroj rovnomerného ohňa v dĺžke 1,65 m zabezpečuje priamy dopad plameňa na povrch zásobníka po celom jeho priemere. Skúška pokračuje až kým nie je zásobník úplne odvetraný (až kým tlak zásobníka neklesne pod 0,7 MPa (100 psi)). Akákoľvek porucha alebo porušenie parametrov zdroja ohňa počas skúšky má za následok neplatnosť výsledkov. Teploty plameňa sa monitorujú pri aspoň troch termočlánkoch umiestnených v plameni približne 25 mm pod dnom zásobníka. Termočlánky môžu byť pripojené k oceľovým kvádrom so stranou 25 mm. Teplota termočlánkov a tlak zásobníka sa počas skúšky zaznamenávajú v 30 s intervaloch. Do piatich minút po zapálení ohňa sa musí dosiahnuť priemerná teplota plameňa minimálne 590 C (stanovené priemerom záznamov najvyšších teplôt dvoch termočlánkov počas 60 s intervalu) a musí sa udržiavať v počas trvania skúšky. Ak je dĺžka zásobníka menšia než 1,65 m, stred zásobníka sa umiestni nad stredom zdroja ohňa. Ak je dĺžka zásobníka väčšia než 1,65 m potom, ak je zásobník vybavený bezpečnostným tlakovým zariadením na jednom konci, činnosť zdroja ohňa začne na opačnom konci. Ak je dĺžka zásobníka väčšia než 1,65 m potom, ak je zásobník vybavený bezpečnostným tlakovým zariadením na oboch koncoch, alebo na viac než jednom mieste po dĺžke zásobníka, stred zdroja ohňa musí byť centrovaný v polovici vzdialenosti medzi bezpečnostnými tlakovými zariadeniami, pričom ich vzájomná horizontálna vzdialenosť je najväčšia. Zásobník sa odvetrá cez bezpečnostné tlakové zariadenie bez toho aby sa roztrhol. 87

89 Postupy skúšky na overenie trvanlivosti účinnosti primárnych uzáverov (požiadavka bodu ) Kvalifikačné skúšky účinnosti TPRD na uskladnenie stlačeného vodíka Skúška sa vykoná s plynným vodíkom s kvalitou plynu zhodnou s normou ISO /SAE J2719. Všetky skúšky sa vykonajú pri teplote okolia 20 (±5) C pokiaľ nie je stanovené inak. Kvalifikačné skúšky účinnosti TPRD sú špecifikované takto: Cyklická tlaková skúška cyklom zmien vnútorného tlaku s plynným vodíkom kvality zhodnej s normou ISO /SAE J2719 sa podrobí päť jednotiek TPRD. Prvých päť tlakových cyklov sa vykoná v rozmedzí od 2 (±1) MPa do 150 % NWP (±1 MPa); ostávajúce cykly sa vykonajú v rozmedzí od 2 (±1) MPa do 125 % NWP (±1 MPa). Prvých 1500 tlakových cyklov sa vykoná pri teplote TPRD 85 C alebo vyššej. Ostávajúce cykly sa vykonajú pri teplote TPRD 55 (±5) C. Maximálna rýchlosť cyklov zmien tlaku je desať cyklov za minútu. Po tejto skúške musí bezpečnostné tlakové zariadenie spĺňať požiadavky skúšky nepriepustnosti (bod ), prietokovej skúšky (bod ) a skúšky maximálnej aktivácie na skúšobnom zariadení (bod ) Zrýchlená skúška životnosti Skúške sa podrobí osem jednotiek TPRD; tri pri aktivačnej teplote stanovenej výrobcom, Tact, a päť pri teplote zrýchlenej životnosti, Tlife = 9,1 x Tact 0,503. TPRD sa umiestni v peci alebo vani s kvapalinou s udržiavanou konštantnou teplotou (±1 C). Tlak plynného vodíka na vstupe TPRD je 125 % NWP (±1 MPa). Zdroj dodávky tlaku môže byť umiestnený mimo pece alebo vane s regulovanou teplotou. Každé zariadenie sa natlakuje jednotlivo cez potrubný systém. Ak sa použije potrubný systém, každá tlaková prípojka musí zahŕňať kontrolný ventil, aby sa zabránilo zníženiu tlaku v systéme keď zlyhá jedna vzorka. Tri TPRD skúšané pri Tact sa musia aktivovať v čase kratšom než desať hodín. Päť TPRD skúšaných pri Tlife sa nesmie aktivovať v čase kratšom než 500 hodín Cyklická tepelná skúška (a) Nenatlakovaný TPRD sa umiestni aspoň na dve hodiny do vane s kvapalinou s teplotou udržiavanou na -40 C alebo nižšou. TPRD sa do piatich minút prenesie do vane s kvapalinou s teplotou udržiavanou na 85 C alebo vyššou. TPRD sa do piatich minút prenesie do vane s kvapalinou s teplotou udržiavanou na -40 C alebo nižšou; (b) Krok (a) sa opakuje až kým neprebehlo 15 tepelných cyklov; (c) S TPRD kondicionovaným minimálne dve hodiny vo vani s kvapalinou s teplotou udržiavanou na -40 C alebo nižšou, vnútorný tlak TPRD sa mení cyklicky (s plynným vodíkom) od 2 MPa (+1/-0MPa) do 80 % NWP (+2/- 0 MPa) v priebehu 100 cyklov, pričom sa kvapalina vo vani udržiava pri teplote 40 C alebo nižšej; (d) Po cyklických zmenách teploty a tlaku musí bezpečnostné tlakové zariadenie spĺňať požiadavky skúšky nepriepustnosti (bod ) s tou 88

90 výnimkou, že sa skúška nepriepustnosti vykoná pri -40 C (+5/-0 C). Po skúške nepriepustnosti musí TPRD spĺňať požiadavky skúšky maximálnej aktivácie na skúšobnom zariadení (bod ) a potom prietokovej skúšky (bod ) Skúška odolnosti voči soľnej korózii Skúšajú sa dve jednotky TPRD. Akékoľvek výstupné uzávery, ktoré nie sú namontované natrvalo, sa odstránia. Každá jednotka TPRD sa inštaluje v skúšobnom zariadení v súlade s postupom odporúčaným výrobcom tak, aby boli imitované skutočné podmienky pôsobenie vonkajších faktorov. Každá jednotka sa na 500 hodín vystaví pôsobeniu rozprášeného soľného roztoku (hmly) podľa normy ASTM B117 (Štandardná prax vykonávania skúšky metódou rozprašovania soľného roztoku (hmly)) s tou výnimkou, že pri skúške jednej jednotky sa ph soľného roztoku nastaví na hodnotu 4,0 ± 0,2 pridaním kyseliny sírovej alebo kyseliny dusičnej v pomere 2:1 a pri skúške s dvoma jednotkami sa ph soľného roztoku nastaví na hodnotu 10,0 ± 0,2 pridaním hydroxidu sodného. Teplota vo vnútri hmlovej komory sa udržiava na C). Po týchto skúškach musí každé bezpečnostné tlakové zariadenie spĺňať požiadavky skúšky nepriepustnosti (bod ), prietokovej skúšky (bod ) a skúšky maximálnej aktivácie na skúšobnom zariadení (bod ) Environmentálna skúška vozidla Odolnosť voči pôsobeniu kvapalín používaných vo vozidle sa určí touto skúškou: (a) Vstupné a výstupné prípojky TPRD sa pripoja alebo zakryjú v súlade s montážnymi pokynmi výrobcu. Vonkajšie plochy TPRD sa na 24 hodín pri teplote 20 (± 5) C vystavia pôsobeniu nasledujúcich kvapalín: (i) kyselina sírová - 19 % (objem) roztok vo vode; (ii) hydroxid sodný - 25 % (hmotnosť) roztok vo vode; (iii) dusičnan amónny - 28 % (hmotnosť) roztok vo vode; a (iv) kvapalina na ostrekovanie čelného skla (50 % objemu metylalkoholu a vody). Kvapaliny sa doplnia podľa potreby aby sa zabezpečilo úplné pôsobenie počas trvania skúšky. S každou kvapalinou sa vykoná samostatná skúška. Postupnému pôsobeniu všetkých kvapalín sa môže vystaviť jeden komponent. (b) Po vystavení pôsobeniu každej kvapaliny sa komponent utrie a opláchne vodou; (c) Komponent nesmie vykazovať žiadne znaky fyzického opotrebenia, ktoré by mohli poškodiť funkciu komponentu najmä: popraskanie, mäknutie, vydutie. Kozmetické zmeny ako sú stopy erózie alebo škvŕn nie sú chybami. Po všetkých pôsobeniach musí(ia) jednotka(y) spĺňať požiadavky skúšky nepriepustnosti (bod ), prietokovej skúšky (bod ) a skúšky maximálnej aktivácie na skúšobnom zariadení (bod ). 89

91 Skúška korozívneho popraskania V prípade TPRD obsahujúcich komponenty vyrobené zo zliatiny na základe medi (napr. mosadz), sa skúška jedna jednotka TPRD. Všetky komponenty zo zliatiny medi vystavené pôsobeniu atmosférických podmienok sa odmastia a potom sa nepretržite na desať dní vystavia pôsobeniu vlhkej zmesi amoniaku a vzduchu v sklenenej komore so skleneným uzáverom. Vodný roztok amoniaku so špecifickou hmotnosťou 0,94 sa udržiava na dne sklenenej komory pod vzorkou s koncentráciou aspoň 20 ml na liter objemu komory. Vzorka sa umiestni 35 (±5) mm nad vodným roztokom amoniaku do žľabu z inertného materiálu. Vlhká zmes amoniaku a vzduchu sa udržiava pri atmosférickom tlaku pri teplote 35 (±5) C. Pri tejto skúške nesmú komponenty zo zliatiny medi vykazovať praskliny alebo sa nesmú oddeľovať vrstvy Pádová a vibračné skúška (a) Šesť jednotiek TPRD padá z výšky 2 m pri teplote okolia (20 ± 5 C) na hladký betónový povrch. Každá vzorka môže po počiatočnom náraze odskočiť od betónového povrchu. Jedna jednotka padá v šiestich orientáciách (opačné smery 3 pravouhlých osí: vertikálna, priečna a pozdĺžna). Ak žiadna zo šiestich padajúcich vzoriek nevykazuje viditeľné vonkajšie poškodenie, ktoré znamená, že je nevhodná na používanie, pokračuje sa krokom (b); (b) Každá zo šiestich jednotiek TPRD podrobených pádu v kroku (a) a jedna ďalšia jednotka, ktorá nebola podrobená pádu, sa namontujú na skúšobné zariadenie v súlade s montážnymi pokynmi výrobcu a vystavia sa na 30 minút vibráciám pozdĺž každej z troch pravouhlých osí (vertikálna, priečna a pozdĺžna) pri najsilnejšej rezonančnej frekvencii pre každú os. Najsilnejšie rezonančné frekvencie sa určia pomocou zrýchlenia 1,5 g a pohybujú sa v sínusoidnom frekvenčnom pásme od 10 do 500 Hz počas 10 minút. Rezonančná frekvencia je vymedzená prudkým zvýšením amplitúdy vibrácií. Ak sa rezonančná frekvencia nezistí v tomto pásme, skúška sa vykoná pri frekvencii 40 Hz. Po tejto skúške nesmie žiadna zo vzoriek vykazovať viditeľné vonkajšie poškodenie, ktoré znamená, že je nevhodná na používanie. Následne musí spĺňať požiadavky skúšky nepriepustnosti (bod ), prietokovej skúšky (bod ) a skúšky maximálnej aktivácie na skúšobnom zariadení (bod ) Skúška nepriepustnosti TPRD, ktorý sa nepodrobil predchádzajúcim skúškam sa skúša pri teplote okolia, pri vysokej a nízkej teplote bez toho, aby sa podrobil ostatným kvalifikačným skúškam konštrukcie. Jednotka sa pred skúškou udržiava jednu hodinu pri každej teplote a skúšobnom tlaku. Tri tepelné skúšobné podmienky sú tieto: (a) teplota okolia: stav jednotky pri teplote 20 (±5) C; skúška pri 5 % NWP (+0/-2 MPa) a 150 % NWP (+2/-0 MPa); (b) vysoká teplota: stav jednotky pri teplote 85 C alebo vyššej; skúška pri tlaku 5 % NWP (+0/-2 MPa) a 150 % NWP (+2/-0 MPa); 90

92 (c) nízka teplota: stav jednotky pri teplote -40 C alebo nižšej; skúška pri tlaku 5 % NWP (+0/-2 MPa) a 100 % NWP (+2/-0 MPa). Skúške nepriepustnosti sa podrobia dodatočné jednotky ako je špecifikované v iných skúškach v bode , s neprerušovaným vystavením pôsobeniu pri teplotách stanovených pre tieto skúšky. Pri všetkých stanovených skúšobných teplotách sa jednotka kondicionuje jednu minútu ponorením do tepelne regulovanej kvapaliny (alebo ekvivalentnou metódou). Ak nie sú počas stanoveného časového úseku pozorované žiadne bubliny, vzorka úspešne prešla skúškou. Ak sa zistia bubliny, vhodnou metódou sa odmeria rýchlosť unikania. Celková rýchlosť unikania vodíka musí byť menšia než 10 Nml/hod Skúška maximálnej aktivácie na skúšobnom zariadení Skúšajú sa dve nové jednotky TPRD bez toho, aby sa podrobili iným kvalifikačným skúškam konštrukcie za účelom stanovenia základného času na aktiváciu. Dodatočné vopred skúšané jednotky (už skúšané podľa bodov , , , alebo ) sa podrobia skúške maximálnej aktivácie na skúšobnom zariadení ako je špecifikované v iných skúškach v bode (a) Skúšobná zostava sa skladá buď z pece alebo komína, ktoré sú schopné regulovať teplotu vzduchu a pretok, aby sa dosiahla teplota 600 (±10) C vzduchu obklopujúceho TPRD. Jednotka TPRD nie je priamo vystavená pôsobeniu plameňa. Jednotka TPRD sa namontuje na zariadenie podľa montážnych pokynov výrobcu; konfigurácia skúšky sa má zdokumentovať; (b) Termočlánok sa na monitorovanie teploty umiestni do pece alebo komína. Teplota musí pred spustením skúšky ostať v prijateľnom rozmedzí počas dvoch minút; (c) Natlakovaná jednotka TPRD sa vloží do pece alebo komína a zaznamená sa čas aktivácie zariadenia. Pred vložením do pece alebo komína jedna nová jednotka TPRD (ktorá nebola vopred skúšaná) sa natlakuje na maximálne 25 % NWP (vopred skúšaná); jednotky TPRD sa natlakujú na maximálne 25 % NWP; a jedna nová jednotka TPRD (ktorá nebola vopred skúšaná) sa natlakuje na 100 % NWP; (d) Jednotky TPRD, ktoré sa predtým podrobili iným skúškam uvedeným v bode , sa aktivujú v časovom úseku, ktorý je maximálne o dve minúty dlhší než základný aktivačný čas novej jednotky, ktorá bola natlakovaná až do hodnoty 25 % NWP; (e) Rozdiel v aktivačnom čase dvoch jednotiek TPRD, ktoré neboli podrobené predchádzajúcim skúškam nesmie byť väčší než 2 minúty Prietoková skúška (a) Na kapacitu prietoku sa skúša osem jednotiek TPRD. Osem jednotiek TPRD pozostáva z troch nových jednotiek TPRD a po jednej jednotke TRPD z každej z nasledujúcich predchádzajúcich skúšok: body , , , a ; 91

93 (b) Každá jednotka TPRD sa aktivuje podľa bodu Po aktivácii a bez čistenia, odstránenia častí alebo opätovného kondicionovania sa každá jednotka TPRD podrobí prietokovej skúške s použitím vodíka, vzduchu alebo inertného plynu; (c) Prietoková skúška sa vykonáva so vstupným tlakom plynu 2 (±0,5) MPa. Výstup je pri tlaku okolia. Zaznamená sa vstupná teplota a tlak; (d) Prietok sa meria s presnosťou ± 2 %. Najnižšia nameraná hodnota ôsmich bezpečnostných tlakových zariadení nesmie byť nižšia než 90 % najvyššej hodnoty prietoku Kvalifikačné skúšky účinnosti kontrolného a uzatváracieho ventilu systému uskladnenia stlačeného vodíka Skúška sa vykoná s plynným vodíkom s kvalitou plynu zhodnou s normou ISO /SAE J2719. Všetky skúšky sa vykonajú pri teplote okolia 20 (±5) C pokiaľ nie je stanovené inak. Kvalifikačné skúšky účinnosti kontrolného a uzatváracieho ventilu sú špecifikované takto: Hydrostatická skúška pevnosti Výstupný otvor komponentov sa zazátkuje a sedlá ventilov alebo vnútorné bloky sa nastavia do otvorenej polohy. Jedna jednotka sa skúša bez toho, aby sa podrobila iným kvalifikačným skúškam za účelom stanovenia základného tlaku pri roztrhnutí, ostatné jednotky sa skúšajú v nasledujúcich skúškach bodu (a) Hydrostatický tlak 250 % NWP (+2/-0 MPa) pôsobí tri minúty na vstup komponentu. Komponent sa skontroluje aby bolo zabezpečené, že nedošlo k prasknutiu; (b) Hydrostatický tlak sa potom zvýši rýchlosťou menšou alebo rovnou 1,4 MPa/s až kým nedôjde k deštrukcii komponentu. Zaznamená sa hydrostatický tlak pri deštrukcii. Deštruktívny tlak predtým skúšaných jednotiek nesmie byť menší než 80 % základného deštruktívneho tlaku, pokiaľ hydrostatický tlak nepresiahne 400 % NWP Skúška nepriepustnosti Skúša sa jedna jednotka, ktorá sa nepodrobila predchádzajúcim skúškam, pri teplote okolia, vysokej a nízkej teplote bez toho, aby sa podrobila ostatným kvalifikačným skúškam konštrukcie. Tri tepelné skúšobné podmienky sú tieto: (a) teplota okolia: stav jednotky pri teplote 20 (±5) C; skúška pri 5 % NWP (+0/-2 MPa) a 150 % NWP (+2/-0 MPa); (b) vysoká teplota: stav jednotky pri teplote 85 C alebo vyššej; skúška pri tlaku 5 % NWP (+0/-2 MPa) a 150 % NWP (+2/-0 MPa); (c) nízka teplota: stav jednotky pri teplote -40 C alebo nižšej; skúška pri tlaku 5 % NWP (+0/-2 MPa) a 100 % NWP (+2/-0 MPa). Skúške nepriepustnosti sa podrobia dodatočné jednotky ako je špecifikované v iných skúškach v bode , s neprerušovaným vystavením pôsobeniu pri teplotách stanovených pre tieto skúšky Výstupný otvor komponentov sa zazátkuje vhodným zlícovaným spojom a na vstup pôsobí vodík pod tlakom. Pri všetkých špecifikovaných teplotách sa 92

94 jednotka kondicionuje jednu minútu ponorením do tepelne regulovanej kvapaliny (alebo ekvivalentnou metódou). Ak nie sú počas stanoveného časového úseku pozorované žiadne bubliny, vzorka úspešne prešla skúškou. Ak sa zistia bubliny, vhodnou metódou sa odmeria rýchlosť unikania. Celková rýchlosť unikania plynného vodíka musí byť menšia než 10 Nml/hod Skúška s cyklickými zmenami tlaku pri extrémnych teplotách (a) Celkový počet prevádzkových cyklov pre kontrolný ventil je a pre uzatvárací ventil Ventilová jednotka sa inštaluje na skúšobné zariadenie zodpovedajúce montážnym špecifikáciám výrobcu. Prevádzka jednotky sa nepretržite opakuje s použitím plynného vodíka pri všetkých stanovených tlakoch. Prevádzkový cyklus je definovaný takto: (i) Kontrolný ventil sa pripojí k skúšobnému zariadeniu a tlakom rovným 100 % NWP (+2/-0 MPa) sa v šiestich postupných impulzoch pôsobí na vstup kontrolného ventilu s uzavretým výstupom. Tlak sa potom cez vstup kontrolného ventilu vyrovná s atmosférickým tlakom. Tlak sa pred nasledujúcim cyklom zníži na strane výstupu kontrolného ventilu na menej než 60 % NWP; (ii) Uzatvárací ventil sa pripojí k skúšobnému zariadeniu a tlak pôsobí nepretržite na strane vstupu ako aj výstupu. Prevádzkový cyklus pozostáva z jedného úplného uvedenia do činnosti a návratu do východiskovej polohy. (b) Skúška sa vykoná na jednej jednotke stabilizovanej pri týchto teplotách: (i) Cyklické zmeny tlaku pri teplote okolia. Jednotka sa podrobí prevádzkovým cyklom (otvorenie/zatvorenie) pri 125 % NWP (+2/-0 MPa) počas 90 % celkového počtu cyklov pričom sa stabilizuje pri teplote 20 (±5) C. Po dokončení prevádzkových cyklov pri teplote okolia musí jednotka spĺňať požiadavky skúšky nepriepustnosti na teplotu okolia špecifikované v bode ; (ii) Cyklické zmeny tlaku pri vysokej teplote. Jednotka sa potom podrobí prevádzkovým cyklom pri 125 % NWP (+2/-0 MPa) počas 5 % celkového počtu prevádzkových cyklov, pričom sa stabilizuje pri teplote 85 (±5) C alebo vyššej. Po dokončení cyklov pri teplote 85 C, musí jednotka spĺňať požiadavky skúšky nepriepustnosti pri vysokej teplote špecifikované v bode ; (iii) Cyklické zmeny tlaku pri nízkej teplote. Jednotka sa potom podrobí prevádzkovým cyklom pri 100 % NWP (+2/-0 MPa) počas 5 % celkového počtu cyklov, pričom sa stabilizuje pri teplote -40 C alebo nižšej. Po dokončení prevádzkových cyklov pri teplote -40 C, musí jednotka spĺňať požiadavky skúšky nepriepustnosti pri nízkej teplote špecifikované v bode (c) Prietoková skúška vibrácie kontrolného ventilu: po prevádzkových cykloch a skúškach nepriepustnosti uvedených v bode (b), sa kontrolný ventil podrobí počas 24 hodín vibráciám pri prietoku, ktorý spôsobuje najväčšie vibrácie (klepanie ventilu). Po dokončení skúšky musí kontrolný ventil spĺňať požiadavky skúšky nepriepustnosti pri teplote okolia (bod ) a skúšky pevnosti (bod ). 93

95 Skúška odolnosti voči soľnej korózii Komponent sa upevní vo svojej normálnej montážnej polohe a na 500 hodín sa vystaví pôsobeniu rozprášeného soľného roztoku (hmly) podľa normy ASTM B117 (Štandardná prax vykonávania skúšky metódou rozprašovania soľného roztoku (hmly)). Teplota vo vnútri hmlovej komory sa udržiava na C). Soľný roztok sa skladá hmotnostne z 5 % chloridu sodného a 95 % destilovanej vody. Ihneď po koróznej skúške sa vzorka opláchne a jemne očistí od soľného nánosu, prekontroluje sa či nie je deformovaná a potom musí spĺňať tieto požiadavky: (a) Komponent nesmie vykazovať žiadne znaky fyzického opotrebenia, ktoré by mohli poškodiť funkciu komponentu najmä: popraskanie, mäknutie, vydutie. Kozmetické zmeny ako sú stopy erózie alebo škvŕn nie sú chybami; (b) Požiadavky skúšky nepriepustnosti pri teplote okolia (bod ); (c) Požiadavky hydrostatickej skúšky pevnosti (bod ) Environmentálna skúška vozidla Odolnosť voči pôsobeniu kvapalín používaných vo vozidle sa určí touto skúškou: (a) Vstupné a výstupné prípojky ventilovej jednotky sa pripoja alebo zakryjú v súlade s montážnymi pokynmi výrobcu. Vonkajšie plochy ventilovej jednotky sa na 24 hodín pri teplote 20 (± 5) C vystavia pôsobeniu nasledujúcich kvapalín: (i) kyselina sírová - 19 % objemový roztok vo vode; (ii) hydroxid sodný - 25 % hmotnostný roztok vo vode; (iii) dusičnan amónny - 28 % hmotnostný roztok vo vode; a (iv) kvapalina na ostrekovanie čelného skla (50 % objemu metylalkoholu a vody). Kvapaliny sa doplnia podľa potreby aby sa zabezpečilo úplné pôsobenie počas trvania skúšky. S každou kvapalinou sa vykoná samostatná skúška. Postupnému pôsobeniu všetkých kvapalín sa môže vystaviť jeden komponent. (b) Po vystavení pôsobeniu každej chemikálii sa komponent utrie a opláchne vodou; (c) Komponent nesmie vykazovať žiadne znaky fyzického opotrebenia, ktoré by mohli poškodiť funkciu komponentu najmä: popraskanie, mäknutie, vydutie. Kozmetické zmeny ako sú stopy erózie alebo škvŕn nie sú chybami. Po všetkých pôsobeniach musí(ia) jednotka(y) spĺňať požiadavky skúšky nepriepustnosti (bod ) a hydrostatickej skúške pevnosti (bod ). 94

96 Skúška pôsobenia atmosférických vplyvov Skúška pôsobenia atmosférických vplyvov sa vykoná za účelom overenia súladu kontrolného ventilu a automatických uzatváracích ventilov s kvalifikačnými požiadavkami, ak komponent obsahuje nekovové materiály vystavené pôsobeniu atmosféry v normálnych prevádzkových podmienkach. (a) Všetky nekovové materiály zabezpečujúce izoláciu paliva, ktoré sú vystavené pôsobeniu atmosféry a pre ktoré žiadateľ nepredložil uspokojivé vyhlásenie o vlastnostiach, nesmú popraskať alebo vykazovať viditeľné znaky deformácie potom, čo boli vystavené pôsobeniu kyslíka počas 96 hodín pri teplote 70 C a tlaku 2 MPa v súlade s normou ASTM D572 (štandardná skúšobná metóda na zhoršenie vlastností gumy pod vplyvom tepla a kyslíka); (b) Všetky elastoméry musia preukazovať odolnosť voči ozónu prostredníctvom: Elektrické skúšky (i) stanovenia odolnosti zložiek elastoméra voči ozónu; (ii) skúšky komponentu v súlade s normou ISO 1431/1, ASTM D1149, alebo ekvivalentných skúšobných metód. Elektrické skúšky sa vykonajú za účelom overenia súladu automatického uzatváracieho ventilu s kvalifikačnými požiadavkami; nevzťahujú sa na overenia súladu kontrolného ventilu s kvalifikačnými požiadavkami. (a) Skúška pri abnormálnom napätí. Solenoidný ventil sa pripojí k zdroju napätia jednosmerného prúdu. Solenoidný ventil pracuje takto: (i) jednu hodinu sa udržiava rovnováha (teplota v ustálenom režime) pri 1,5 násobku menovitého napätia; (ii) napätie sa zvýši na dvojnásobok menovitého napätia alebo na 60 V podľa toho, ktorá hodnota je menšia a udržiava sa počas jednej minúty; (iii) žiadna chyba, nesmie mať za následok vonkajšie unikanie, otvorenie ventilu alebo nebezpečné podmienky ako je dym, oheň alebo tavenie. Minimálne napätie otvorenia ventilu pri NWP a izbovej teplote musí byť rovné alebo nižšie než 9 V pre 12 V systém a rovné alebo nižšie než 18 V pre 24 V systém. (b) Skúška odolnosti izolácie. Jednosmerný prúd s napätím 1000 V sa aspoň 2 s vedie medzi elektrickým vodičom a plášťom komponentu. Minimálny povolený odpor pre tento komponent je 240 kω Vibračná skúška Ventilová jednotka sa natlakuje na 100 % NWP (+2/-0 MPa) s použitím vodíka, zapečatí sa na oboch koncoch a vystaví sa na 30 minút vibráciám pozdĺž každej z troch pravouhlých osí (vertikálna, priečna a pozdĺžna) pri najsilnejšej rezonančnej frekvencii pre každú os. Najsilnejšie rezonančné frekvencie sa určia pomocou zrýchlenia 1,5 g a pohybujú sa v sínusoidnom frekvenčnom pásme od 10 do 40 Hz počas 10 minút. Ak sa rezonančná 95

97 frekvencia nezistí v tomto pásme, skúška sa vykoná pri frekvencii 40 Hz. Po tejto skúške nesmie žiadna zo vzoriek vykazovať viditeľné vonkajšie poškodenie, ktoré znamená, že jej účinnosť je ohrozená. Po dokončení skúšky musí jednotka spĺňať požiadavky skúšky nepriepustnosti pri teplote okolia uvedené v bode Skúška korozívneho popraskania V prípade ventilových jednotiek obsahujúcich komponenty vyrobené zo zliatiny na základe medi (napr. mosadz), sa skúška jedna ventilová jednotka. Ventilová jednotka sa rozmontuje, všetky komponenty zo zliatiny medi vystavené pôsobeniu atmosférických podmienok sa odmastia a potom sa ventilová jednotka znovu zmontuje predtým, než sa nepretržite na desať dní vystavia pôsobeniu vlhkej zmesi amoniaku a vzduchu udržiavanej v sklenenej komore so skleneným uzáverom. Vodný roztok amoniaku so špecifickou hmotnosťou 0,94 sa udržiava na dne sklenenej komory pod vzorkou s koncentráciou aspoň 20 ml na liter objemu komory. Vzorka sa umiestni 35 (±5) mm nad vodným roztokom amoniaku do žľabu z inertného materiálu. Vlhká zmes amoniaku a vzduchu sa udržiava pri atmosférickom tlaku pri teplote 35 (±5) C. Pri tejto skúške nesmú komponenty zo zliatiny medi vykazovať praskliny alebo sa nesmú oddeľovať vrstvy Skúška pôsobenia predchladeného vodíka Ventilová jednotka sa na minimálne tri minúty vystaví pôsobeniu predchladeného plynného vodíka pri teplote -40 ºC alebo nižšej s prietokom 30 g/s pri vonkajšej teplote 20 (±5) ºC.V jednotke sa zníži tlak a po dvoch minútach sa jednotka novu natlakuje. Táto skúška sa opakuje desať krát. Tento skúšobný postup sa potom opakuje ďalších desať cyklov s tou výnimkou, že doba bez tlaku (odstavenia) sa predĺži na 15 minút. Jednotka musí potom spĺňať požiadavky skúšky nepriepustnosti pri teplote okolia uvedené v bode Postupy skúšky na overenie elektrickej bezpečnosti (bod 5.3.) Metóda merania izolačného odporu Všeobecne Izolačný odpor každej vysokonapäťovej zbernice vozidla sa meria alebo sa stanoví výpočtom nameraných hodnôt každej časti alebo jednotky komponentu vysokonapäťovej zbernice (ďalej ako "rozdelené meranie") Metóda merania Meranie izolačného odporu sa vykonáva vhodnou meracou metódou vybranou z tých, ktoré sú uvedené v bodoch až v závislosti od elektrického náboja živých častí alebo od izolačného odporu. Rozsah meraného elektrického obvodu sa stanoví vopred pomocou schém elektrických obvodov. Okrem toho sa môžu využiť modifikácie nevyhnutné na meranie izolačného odporu ako je napr. odstránenie krytu aby sa dosiahol prístup k živým častiam, pripojenie meracieho vedenia a zmena softvéru. 96

98 V prípadoch keď nie sú namerané hodnoty stabilné z dôvodu prevádzky systému monitorovania izolačného odporu vo vozidle, modifikácie nevyhnutné na vykonávanie merania sa môžu realizovať zastavením prevádzky príslušného zariadenia alebo jeho odstránením. Okrem toho, keď sa zariadenie odstráni použije sa súbor výkresov aby sa preukázalo, že izolačný odpor medzi živými časťami a elektrickou kostrou ostáva nezmenený. Maximálna pozornosť sa musí venovať tomu, aby sa zabránilo skratu a úderu elektrickým prúdom, pretože na potvrdenie toho by mohlo byť potrebné priame zapnutie vysokonapäťového obvodu Metóda merania s použitím zdrojov napätia jednosmerného prúdu, ktoré sú mimo vozidla Merací prístroj Použije sa prístroj na skúšku izolačného odporu schopný používať napätie jednosmerného prúdu vyššie než je pracovné napätie vysokonapäťovej zbernice Metóda merania Prístroj na skúšku izolačného odporu sa pripojí medzi dve živé časti a elektrickú kostru. Izolačný odpor sa následne meria pomocou napätia jednosmerného prúdu rovnajúceho sa aspoň polovici pracovného napätia vysokonapäťovej zbernice. Ak má systém niekoľko rozsahov napätia (napr. z dôvodu konvertora zvyšujúceho napätie na výstupe) vo vodivo prepojenom obvode a niektorý z komponentov nemôže zniesť pracovné napätie celého obvodu, izolačný odpor medzi týmito komponentmi a elektrickou kostrou sa môže merať oddelene pomocou ich vlastného pracovného napätia, pričom sú tieto komponenty odpojené Metóda merania pomocou vlastného REESS vozidla ako zdroja napätia Podmienky skúšobného vozidla Vysokonapäťová zbernica sa napája z vlastného REESS vozidla a/alebo systému konverzie energie a úroveň napätia REESS a/alebo systému konverzie energie počas skúšky sa musí rovnať aspoň menovitému prevádzkovému napätiu stanovenému výrobcom vozidla Merací prístroj Voltmeter použitý v tejto skúške meria hodnoty jednosmerného prúdu a jeho vnútorný odpor musí byť aspoň 10 MΩ Metóda merania Prvý krok Napätie sa meria tak, ako je znázornené na obrázku 9 a zaznamená sa napätie vysokonapäťovej zbernice (Vb). Vb musí byť rovné alebo väčšie než je menovité prevádzkové napätie REESS a/alebo systému konverzie energie stanovené výrobcom vozidla. 97

99 Obrázok 8 Meranie Vb, V1, V Druhý krok Tretí krok Štvrtý krok Meria a zaznamená sa napätie (V1) medzi zápornou stranou vysokonapäťovej zbernice a elektrickou kostrou (pozri obrázok 8). Meria a zaznamená sa napätie (V2) medzi kladnou stranou vysokonapäťovej zbernice a elektrickou kostrou (pozri obrázok 8). Ak je V1 väčšie rovné alebo väčšie než V2, medzi zápornú stranu vysokonapäťovej zbernice a elektrickú kostru sa vloží štandardný známy odpor (Ro). S inštalovaným Ro sa odmeria napätie (V1 ) medzi zápornou stranou vysokonapäťovej zbernice a elektrickou kostrou (pozri obrázok 9). Elektrická izolácia (Ri) sa vypočíta podľa tohto vzorca: Ri = Ro *(Vb/V1' - Vb/V1) alebo Ri = Ro *Vb *(1/V1' -1/V1) Výsledný Ri, ktorý predstavuje hodnotu odporu elektrickej izolácie (v Ω), sa vydelí pracovným napätím vysokonapäťovej zbernice (vo voltoch): Ri / V = Ri / Pracovné napätie(v) 98

100 Obrázok 9 Meranie V1 Ak je V2 väčšie rovné alebo väčšie než V1, medzi kladnú stranu vysokonapäťovej zbernice a elektrickú kostru sa vloží štandardný známy odpor (Ro). S inštalovaným Ro sa odmeria napätie (V2 ) medzi kladnou stranou vysokonapäťovej zbernice a elektrickou kostrou (pozri obrázok 10). Elektrická izolácia (Ri) sa vypočíta podľa vzorca uvedeného nižšie. Táto elektrická izolácia (v ohmoch) sa vydelí menovitým prevádzkovým napätím vysokonapäťovej zbernice (vo voltoch). Elektrická izolácia (Ri) sa vypočíta podľa tohto vzorca: Ri = Ro *(Vb/V2' - Vb/V2) alebo Ri = Ro *Vb *(1/V2' -1/V2) Výsledný Ri, ktorý predstavuje hodnotu odporu elektrickej izolácie (v Ω), sa vydelí pracovným napätím vysokonapäťovej zbernice (vo voltoch): Ri / V = Ri / Pracovné napätie(v) 99

101 Obrázok 10 Meranie V Piaty krok Výsledkom hodnoty elektrickej izolácie Ri (v ohmoch) vydelenej pracovným napätím vysokonapäťovej zbernice (vo voltoch) je izolačný odpor (v ohmoch/volty). (Poznámka 1: Štandardný známy odpor Ro (v ohmoch) je hodnota minimálneho požadovaného izolačného odporu (v Ω/V) vynásobená pracovným napätím vozidla +/- 20 % (vo V). Nevyžaduje sa aby bol Ro presne touto hodnotu, pretože rovnice platia pre ktorýkoľvek Ro; avšak hodnota Ro v tomto rozmedzí zabezpečuje dostatočne presné meranie napätia Metóda potvrdenia funkcie systému monitorovania izolačného odporu vo vozidle Funkcia systému monitorovania izolačného odporu vo vozidle sa potvrdí nasledujúcou metódou alebo ekvivalentnou metódou. Vloží sa odpor, ktorý nespôsobí aby izolačný odpor medzi svorkou, ktorá je monitorovaná a elektrickou kostrou, poklesol pod minimálnu požadovanú hodnotu izolačného odporu. Musí sa aktivovať výstražný signál Ochrana pred priamym kontaktom častí pod napätím Prístupové sondy Prístupové sondy overenie ochrany osôb pred prístupom k živým častiam sú uvedené v tabuľke

102 Skúšobné podmienky Prístupová sonda je do každého otvoru v kryte vtláčaná silou špecifikovanou v tabuľke 3. Ak sa sonde podarí čiastočne alebo úplne vniknúť dovnútra, umiestni sa v každej možnej polohe no zarážková plocha sondy však pritom v žiadnom prípade nesmie cez daný otvor preniknúť. Vnútorné elektrické bariéry sa považujú za súčasť krytu. Zdroj nízkeho napätia (minimálne 40 V a maximálne 50 V) v sérii s vhodným svietidlom by sa mal, ak je to potrebné, zapojiť medzi sondu a živé časti vnútri elektrickej ochrannej bariéry alebo krytu. Metóda využívajúca signalizačný obvod by sa mala použiť aj na pohyblivé živé časti zariadenia, ktoré je pod vysokým napätím. Ak je to možné, vnútorné pohyblivé časti sa môžu prevádzkovať pomaly Podmienky prijateľnosti Prístupová sonda sa nesmie dotknúť živých častí. Ak sa táto požiadavka overuje signalizačným obvodom medzi sondou a živými časťami, svietidlo sa nesmie rozsvietiť. V prípade skúšky pre IPXXB, kĺbový skúšobný prst môže vniknúť až do 80 mm svojej dĺžky, no zarážková plocha (priemer 50 mm 20 mm) nesmie prejsť cez otvor. Skúška sa začína z priamej polohy skúšobného prsta, postupne sa oba jeho kĺby ohýbajú, každý až uhla do 90 vzhľadom na os priľahlej časti prsta, a prst sa umiestni do každej možnej polohy. V prípade skúšok pre IPXXD, môže prístupová sonda do krytu preniknúť v celej svojej dĺžke, avšak jej zarážková plocha cez otvor prejsť nesmie. 101

103 Prvá číslica Tabuľka 3 Prístupové sondy používané pri skúškach na ochranu osôb pred prístupom k nebezpečným častiam Doplnkové písmeno Prístupová sonda (rozmery v mm) Skúšobná sila 2 B 10 N ± 10 % 4,5,6 D 1 N ± 10 % 102

104 Obrázok 11 - Kĺbový skúšobný prst Materiál: kov, pokiaľ nie je uvedené inak. Dĺžkové rozmery v milimetroch. Tolerancie rozmerov bez špecifickej tolerancie: v prípade uhlov: 0/10 */ v prípade dĺžkových rozmerov do 25 mm: 0/ 0,05 nad 25 mm: ± 0,2 Oba kĺby musia umožniť pohyb v tej istej rovine a v rovnakom smere v uhloch až do 90 s toleranciou od 0 až */ Poznámka prekladateľa: v anglickom texte sú chybne uvedené namiesto stupňov minúty. V ruskej a francúzskej verzii ako aj v predpise č. 100 sú uvedené stupne. 103

105 Skúšobná metóda na meranie elektrického odporu Skúšobná metóda používajúca skúšobný prístroj na meranie odporu. Prístroj na meranie odporu sa pripojí k meracím bodom (spravidla elektrická kostra a elektricky vodivý kryt/elektrická ochranná bariéra) a odpor sa meria prístrojom na meranie odporu, ktorý spĺňa tieto špecifikácie: Prístroj na meranie odporu: meranie prúdu aspoň 0,2 A Rozlíšenie 0,01 Ω alebo menej Odpor R musí byť menší než 0,1 Ω. Skúšobná metóda používajúca zdroj jednosmerného prúdu, voltmeter a ampérmeter. Príklad skúšobnej metódy používajúcej zdroj jednosmerného prúdu je uvedený nižšie. Obrázok 12 Pripojenie k bariére/krytu Postup skúšky Zdroj jednosmerného prúdu, voltmeter a ampérmeter sa pripoja k meracím bodom (spravidla elektrická kostra a elektricky vodivý kryt/elektrická ochranná bariéra). Napätie zdroja jednosmerného prúdu sa nastaví tak, že prúd má hodnotu väčšie než 0,2 A. Meria sa "I" a napätie "V". Odpor "R" sa vypočíta podľa tohto vzorca: R = V / I Odpor R musí byť menší než 0,1 Ω. Poznámka: Ak sa na meranie napätia a prúdu použijú prívodné vodiče, každý z nich musí byť samostatne pripojený k elektrickej ochrannej bariére/krytu/elektrickej kostre. Svorka musí byť spoločná na meranie napätie a prúdu. Prívodné vodiče na meranie napätie a prúdu musia byť nezávislé. Svorka môže byť spoločná. 104