DB31車用氫燃料電池系統(tǒng)運行安全技術(shù)規(guī)范Operationalsafetytechnicalspecificatio2024-11-29發(fā)布I 1 13術(shù)語和定義 1 14.1物理環(huán)境 1 14.3燃料成分和供應方式 1 24.5運行條件 2 25.1電氣安全 25.2機械安全 25.3外殼防護等級 35.4氫安全 3 36.1通則 46.2試驗氣體 46.3測量準確度 6.4工作模式和工作點 4 56.6機械安全測試 5 56.8氫安全測試 5本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由上海市經(jīng)濟和信息化委員會提出并組織實施。本文件由上海市新能源汽車及應用標準化技術(shù)委員會歸口。本文件起草單位：上海重塑能源科技有限公司、上海機動車檢測認證技術(shù)研究中心有限公司、同濟大學、上海市汽車零部件行業(yè)協(xié)會、上海智能新能源汽車科創(chuàng)功能平臺有限公司、上海國際汽車城數(shù)據(jù)中心、上海氫晨新能源科技有限公司、國家汽車零部件再制造產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測中心、上海韻量新能源科技有限公司、小氫汽車(上海)有限公司、上海捷氫科技股份有限公司。本文件主要起草人：高雷、王佳元、裴馮來、張曉丹、繆文泉、董夢成、侯永平、樊澤芳、魏青龍、鐘鳴薈、朱榮杰、麥建明、李昕、邸志崗、陳瑋山、吳樂林、劉赟、陳久坤、翟雙、胡哲、林琦、陳沛、李濤、云曉明、王美燕。1本文件規(guī)定了車用氫燃料電池系統(tǒng)(下文簡稱“燃料電池系統(tǒng)”)的運行環(huán)境與條件、運行安全下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適GB/T2423.4—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Db:交變濕熱(12h+12h循環(huán))GB/T4208外殼防護等級(IP代碼)GB/T24554—2022燃料電池發(fā)動機性能試驗方法GB/T37244質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣GB38031—2020電動汽車用動力蓄電池安全要求燃料電池系統(tǒng)應能在所匹配的在用車輛要求的電氣條件下正常運行且滿足5.1的要求。燃料電池系統(tǒng)應在法規(guī)所規(guī)定的燃料成分極限和所匹配的在用車輛給定供應方式下(例如高壓氫氣)正常運行。a)燃料質(zhì)量應符合GB/T37244的要求。24.4冷卻條件燃料電池系統(tǒng)應在所匹配的在用車輛給定的冷卻介質(zhì)與供應方式下，保證安全運行，并正常發(fā)揮燃料電池系統(tǒng)應判斷所有防護裝置均已正常工作時，才能接受外部啟動指燃料電池系統(tǒng)啟動后，應始終監(jiān)測系統(tǒng)及零件狀態(tài)，使其始終滿足安全運行條件。在此過程中，a)緊急關(guān)機：當系統(tǒng)通過持續(xù)監(jiān)控確認發(fā)生了會引起直接人身傷害的故障(內(nèi)部故障或外部請求)時，并且普通的保護措施和正常關(guān)機已經(jīng)不滿足降低安全風險操作時，應執(zhí)行同時切斷b)正常關(guān)機：當外部控制或者內(nèi)部故障觸發(fā)關(guān)機請求，系統(tǒng)可以由內(nèi)部控制回路進行的可控關(guān)燃料電池系統(tǒng)應按照6.5.1的要求進行測試，正負極的對地絕緣電阻應不低于100Q/V。車輛每燃料電池系統(tǒng)的高壓電氣連接應包含安全互鎖接口并能提供相應的診斷信息，發(fā)生高壓安全互鎖3燃料電池系統(tǒng)按6.7的方法進行試驗，應滿足GB38031—2020中8.2.1的要求，且滿足燃料電池系統(tǒng)應具備必要的外部緊急故障(如碰撞)信號接口，應在收到外部緊急故障信號后，燃料電池系統(tǒng)按6.8的方法進行浸水試驗，其等級應滿足GB/T4208的IPX7要求。a)在燃料電池系統(tǒng)內(nèi)部可能產(chǎn)生氫氣積聚的區(qū)域，不應使用任何可能產(chǎn)生電火花的電氣設備，b)通過搭接、接地或選擇合適的材料等方式，消除潛在的氫氣泄漏或者積聚區(qū)域可能存在的非按照6.9.1進行氣密性測試，結(jié)果應不低于初始壓力的85%。燃料電池系統(tǒng)應具備防止氫氣積聚的裝置或者結(jié)構(gòu)。車輛每運行5000km后，應對該若燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)上電并啟動運行，且通風稀釋裝置已經(jīng)開啟，則應全程監(jiān)控框體內(nèi)部氫氣濃度，并保證框體內(nèi)部的氫氣濃度始終低于2.0%±1.0%。燃料電池系統(tǒng)應按6.9.2的方法進行氫氣排放測試。當燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)上電并啟動運行，則燃料電池系統(tǒng)的尾排氫濃度在任意連續(xù)3s內(nèi)的平均氫氣濃度應不超過4%,且瞬時氫氣濃度不超過8%。應按照6.9.3的方法進行測試，燃料電池系統(tǒng)可能產(chǎn)生氫氣積聚的區(qū)域應安裝氫氣濃度傳感器，a)當氫氣濃度超過2.0%±1.0%時，系統(tǒng)應發(fā)出提示報警信號；b)當氫氣濃度超過3.0%±1.0%時，系統(tǒng)應執(zhí)行自動關(guān)機并切斷供氫的操作。燃料電池系統(tǒng)也可自定義并使用其它報警閾值，但是自定義的報警信號和切斷供氫請求閾值不應系統(tǒng)應具備對氫氣濃度傳感器進行線路質(zhì)量診斷的功能，在發(fā)生線路中斷事件時，可以上報故障，46.1通則燃料電池系統(tǒng)應先通過GB/T24554測試后方可開展下述試驗驗證；在6.5～6.9試驗前，燃料測量參數(shù)、單位和準確度應符合表1要求。電壓V±0.3%FSD或±1%rdg電流A±0.3%FSD或±1%rdg±2%rdg或±2dgtK時間S一燃料電池系統(tǒng)在各項試驗中的工作模式應符合表2要求。系統(tǒng)連接到線束及管路，低壓供電使能并喚醒系統(tǒng)控系統(tǒng)連接到線束及管路，低壓供電使能并喚醒系統(tǒng)控制器，高壓使能，供氣管路就緒且壓力處于工作范圍內(nèi)系統(tǒng)按照試驗規(guī)定的要求及工況流程進行啟動、運行、關(guān)機等正常操作燃料電池系統(tǒng)在各項試驗中的低壓供電工作點應符合表3要求。低壓供電工作點系統(tǒng)的標準低壓供電點；對于12V產(chǎn)品，該電壓為12V;對于24V產(chǎn)品系統(tǒng)的正常低壓供電范圍下限；對于12V產(chǎn)品，該電壓為9V;對于24V產(chǎn)品系統(tǒng)的正常低壓供電范圍上限；對于12V產(chǎn)品，該電壓為16V;對于24V產(chǎn)品，該電壓燃料電池系統(tǒng)在各項試驗中的供氫壓力點應符合表4的要求。5供氫壓力點系統(tǒng)的標準供氫壓力點按照GB/T24554—2022中8.9進行測試。工作模式2.1,工作點為(Unom-LV,Pnom-H)。通過斷開系統(tǒng)上的高壓互鎖接口，系統(tǒng)應進入相應的安全狀態(tài)，且滿足5.1.2中的要求。按照工作模式2.2、工作點為(Unom-LV,Pnom-H)、GB38031-2020中8.2.1的規(guī)定進行振動試驗，燃料電池系統(tǒng)在試驗過程中平均功率應大于等于50%PE。試驗過程中允許被測燃料電池系統(tǒng)通過保護或關(guān)機等操作進入相應的安全狀態(tài)。試驗后應將樣品在實驗室標準環(huán)境下靜置2h。按照工作模式為2.2,工作點為(Unom-LV,Pnom-H)。通過外部給系統(tǒng)發(fā)送緊急故障停機請求。若外部緊急故障信號需要通過通信接口發(fā)給系統(tǒng)，則應測試驗證通信故障下的安全響應機制。按照工作模式2.2,工作點為(Unom-LV,Pnom-H)。通過斷開系統(tǒng)和外部的總線通信，或通過外部設備系統(tǒng)上若存在多個外部緊急故障停機請求接口，則應逐個進行測試，并記錄每個信號接口對應的按照GB/T4208要求進行試驗。按照GB/T24554-2022中8.8進行測試。在工作模式2.1和2.2下，應全程監(jiān)控燃料電池系統(tǒng)尾排氫排放濃度，氫氣濃度應滿足5.5.4中的要求。測量點應考慮整車排氣布置，且應距離排氣口外100mm,并在排氣口幾何中心延長線上，采樣頻率不低于5Hz。6工作模式為2.1,工作點為(Unom-LV,Pnom-H)。按照氫氣濃度報警及安全響應閾值，使用預先配比濃度的氫氣/氮氣混合氣體，在系統(tǒng)各個氫氣濃度傳感器正下方小于10mm處釋放氣體。系統(tǒng)應進