ICS27.075

CCST47

CCGA

中國(guó)工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CCGA40009—2021

車載液氫系統(tǒng)安全技術(shù)規(guī)范

TechnicalRegulationforSafetyofliquidhydrogensystemsonvehicle

2021-12-30發(fā)布2022-03-01實(shí)施

中國(guó)工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布

T/CCGA40009—2021

車載液氫系統(tǒng)安全技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了車載液氫系統(tǒng)的安全技術(shù)要求、使用維護(hù)技術(shù)要求。

本文件適用于使用液氫作為燃料的燃料電池電動(dòng)汽車。

2規(guī)范性引用文件

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(duì)應(yīng)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）適用于本

文件。

GB/T3634.2氫氣第2部分：純氫、高純氫和超純氫

GB/T7144氣瓶顏色標(biāo)志

GB/T8979純氮、高純氮和超純氮

GB/T18442.6固定式真空絕熱深冷壓力容器第6部分：安全防護(hù)

GB/T24499氫氣、氫能與氫能系統(tǒng)術(shù)語

GB/T24549-2009燃料電池電動(dòng)汽車安全要求

GB/T26953焊縫無損檢測(cè)焊縫滲透檢測(cè)驗(yàn)收等級(jí)

GB/T29711焊縫無損檢測(cè)超聲檢測(cè)焊縫中的顯示特征

GBT32259焊縫無損檢測(cè)熔焊接頭目視檢測(cè)

GB50058爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范

GB50177-2005氫氣站設(shè)計(jì)規(guī)范

TSG23-2021氣瓶安全技術(shù)規(guī)程

JB4732-1995鋼制壓力容器-分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

QC/T413汽車電器設(shè)備基本技術(shù)條件

T/CCGA40007車載氫系統(tǒng)安全技術(shù)規(guī)范

3術(shù)語和定義

GB/T24499界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

車載液氫系統(tǒng)liquidhydrogensystemonvehicle

燃料電池汽車上安裝的儲(chǔ)氣部件、供氣部件、加注部件、安全部件等一整套液氫儲(chǔ)存和使用的系統(tǒng)。

3.2

車載液氫氣瓶liquidhydrogencylinderonvehicle

為燃料電池汽車儲(chǔ)存和供應(yīng)液氫燃料的壓力氣瓶。

3.3

附件accessories

液位傳感器、液位變送器、截止閥、單向閥、壓力表、安全閥（主、輔助安全閥）、泄壓管路等裝

置等。

3.4

主安全閥primereliefvalve

氣瓶的壓力保護(hù)控制裝置之一，用于氣瓶壓力高于最大允許工作壓力時(shí)自動(dòng)泄放氣體。

3.5

輔助安全閥auxiliaryreliefvalve

1

T/CCGA40009—2021

氣瓶的壓力保護(hù)裝置之一，用于主安全閥失效狀態(tài)下的緊急排放。

4車載液氫系統(tǒng)安全要求

4.1液氫氣瓶

4.1.1液氫氣瓶結(jié)構(gòu)應(yīng)符合TSG23及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

4.1.2液氫氣瓶應(yīng)設(shè)有絕熱效果良好的絕熱系統(tǒng)，其內(nèi)容器和真空夾層均應(yīng)設(shè)有安全泄放裝置。

4.1.3液氫氣瓶的支承和基礎(chǔ)應(yīng)為非燃燒體并確保牢固。

4.1.4液氫氣瓶的放空管應(yīng)設(shè)在頂部，并宜控制排放氫氣的速度，以防靜電引起爆炸。

4.1.5液氫氣瓶的選材、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與試驗(yàn)應(yīng)符合TSG23及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

4.2液氫管道

4.2.1液氫管道絕熱應(yīng)采用高真空多層絕熱等絕熱效果優(yōu)良的絕熱方式。

4.2.2使用波紋膨脹節(jié)時(shí)，應(yīng)將其放置于真空夾套內(nèi)，且管道系統(tǒng)應(yīng)有足夠的彈性以避免熱膨冷縮引起

管道失效或泄漏。

4.2.3液氫管道不應(yīng)采用螺紋連接。

4.2.4液氫管道可能有液體滯留的部位應(yīng)設(shè)有安全泄放裝置，液體排放管道應(yīng)設(shè)有坡度。

4.2.5液氫管道應(yīng)遠(yuǎn)離瀝青等易燃材料，且應(yīng)保護(hù)管道周圍易產(chǎn)生低溫脆化的材料。

4.3接頭和密封件

4.3.1液氫管道和密封件應(yīng)與液氫具有相容性。

4.3.2氫氣管道宜采用焊接接頭，以滿足零泄漏的要求。

4.3.3在接頭或密封件等需要定期開關(guān)使用的地方，泄漏會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生易燃混合物，應(yīng)具備氫氣或火焰檢

測(cè)裝置。

4.4流量控制系統(tǒng)

4.4.1流量控制系統(tǒng)，包括用于控制系統(tǒng)內(nèi)的氫氣流量的閥組，以及壓力表、流量計(jì)、液位指示器和其

他控制系統(tǒng)

4.4.2截止閥可選擇使用手動(dòng)操作或電動(dòng)、氣動(dòng)執(zhí)行器遠(yuǎn)程控制。執(zhí)行器需要專門的設(shè)計(jì)，避免成為氫

氣的點(diǎn)火源。

4.4.3止回閥用于防止不必要的回流。

4.4.4調(diào)壓閥控制系統(tǒng)內(nèi)流體的壓力。

4.5泄壓系統(tǒng)

4.5.1儲(chǔ)存液氫氣瓶和輸送管道應(yīng)通過泄壓系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，從而防止過壓。

4.5.2泄壓系統(tǒng)可使用泄壓閥或爆破片，將超壓的氫氣排放。

4.5.3爆破片的標(biāo)定爆破壓力應(yīng)大于系統(tǒng)的工作壓力.爆破片與安全閥的并聯(lián)裝置應(yīng)符合JB4732—

1995附錄E中E8的規(guī)定。

4.5.4液氫儲(chǔ)存容器的內(nèi)容器所裝配的爆破片裝置應(yīng)符合GB/T18442.6的規(guī)定。

4.5.5爆破片破裂時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生火花和金屬碎片。應(yīng)根據(jù)爆破片的使用壽命，進(jìn)行定期更換。

4.6檢測(cè)系統(tǒng)

4.6.1檢測(cè)系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)氫氣泄漏和火災(zāi)的發(fā)生。

4.6.2氫氣探測(cè)器通常放置于氫氣積聚的泄漏點(diǎn)上方以及通風(fēng)管道入口處。

4.6.3電子設(shè)備防爆要求應(yīng)符合GB50058的規(guī)定，且不應(yīng)低于氫氣爆炸混合物的級(jí)別和組別。

4.6.4電氣設(shè)備應(yīng)有防靜電接地裝置，并應(yīng)定期檢測(cè)接地電阻。

4.6.5電氣設(shè)備工作時(shí)的表面溫度應(yīng)低于氫在空氣中的著火溫度。

5車載液氫系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)要求

5.1安全設(shè)計(jì)原則

安全設(shè)計(jì)包括故障安全設(shè)計(jì)、自動(dòng)安全操作，警示裝置和警告裝置，氫系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下基本要

求∶

2

T/CCGA40009—2021

5.1.1失效安全設(shè)計(jì)

——設(shè)置安全泄放裝置、阻火器等安全附件；

——設(shè)置單容錯(cuò)或雙容錯(cuò)機(jī)制；

——不應(yīng)使氫系統(tǒng)的任何設(shè)備超壓；

——?dú)湎到y(tǒng)在與其他系統(tǒng)連接前應(yīng)先接地。

5.1.2自動(dòng)安全控制

——遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安全狀態(tài)；

——自動(dòng)控制壓力、流速等運(yùn)行參數(shù)；

——檢測(cè)到氫泄漏時(shí)，設(shè)備應(yīng)能自動(dòng)采取相應(yīng)的安全措施，包括關(guān)閉截止閥、開啟通風(fēng)裝置、關(guān)

停設(shè)備等。

5.1.3警示裝置和警告裝置

車載液氫系統(tǒng)出現(xiàn)異常、故障或失靈時(shí)，報(bào)警裝置應(yīng)能及時(shí)報(bào)警。

5.2材料選擇原則

5.2.1低溫設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮熱膨脹或收縮引起的應(yīng)力。

5.2.2外表面可以使用真空夾套或絕熱層進(jìn)行絕熱。

5.2.3當(dāng)使用條件可能會(huì)導(dǎo)致人體暴露在不受保護(hù)的環(huán)境下時(shí)，應(yīng)使用絕熱材料來防止凍傷。

5.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

5.3.1將所用材料的應(yīng)力水平限制在安全值內(nèi)；

5.3.2降低施加的壓力水平；

5.3.3最大限度地減少殘余應(yīng)力，例如，通過正火或完全退火，消除焊件的應(yīng)力；

5.3.4對(duì)冷加工材料進(jìn)行退火處理；

5.3.5避免或盡量減少因冷彎或成型等操作引起的冷塑性變形；

5.3.6避免可能導(dǎo)致承受頻繁負(fù)載循環(huán)處部件的局部疲勞。

5.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

5.4.1根據(jù)氣瓶標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試；

5.4.2用適當(dāng)?shù)母魺岵牧线M(jìn)行隔熱；

5.4.3在排放口配備一個(gè)截止閥；

5.4.4配備壓力控制系統(tǒng)；

5.4.5配備有泄壓裝置，以防止超壓；

5.4.6按照適當(dāng)?shù)木嚯x標(biāo)準(zhǔn)定位；

5.4.7清楚地標(biāo)有“液氫-易燃”標(biāo)識(shí)；

5.4.8排空并恢復(fù)到環(huán)境條件的液氫瓶應(yīng)檢查是否有氧和氮等雜質(zhì)的堆積。

5.5管道接頭設(shè)計(jì)原則

5.5.1根據(jù)批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試；

5.5.2可采用膨脹節(jié)；

5.5.3使用適當(dāng)?shù)闹巍?dǎo)向裝置和錨固件；

5.5.4使用適當(dāng)?shù)男箟貉b置；

5.5.5使用適當(dāng)?shù)母魺岵牧线M(jìn)行絕熱；

5.5.6標(biāo)明介質(zhì)和流動(dòng)方向；

5.5.7焊接或釬焊是制造管道接頭的首選方法。根據(jù)操作條件，可以使用法蘭、螺紋、承插、滑動(dòng)或壓

縮配件。需頻繁連接和斷開的位置，應(yīng)安裝氫氣濃度和火焰探測(cè)器。軟焊（低熔點(diǎn)）接頭不應(yīng)使用于氫

氣環(huán)境中。

5.5.8在對(duì)焊縫接頭進(jìn)行目視檢測(cè)時(shí)，應(yīng)符合GB/T32259的規(guī)定。按照GB/T29711的規(guī)定進(jìn)行焊縫無損

超聲檢測(cè)。焊縫滲透檢測(cè)驗(yàn)收等級(jí)需滿足GB/T26953的規(guī)定。

5.6組件使用原則

氫氣系統(tǒng)中的部件應(yīng)采用與工作條件（如溫度和壓力）相適應(yīng)的材料制造，包括閥座和密封件等軟

質(zhì)材料，如果使用一種以上的材料，則應(yīng)相互兼容。

3

T/CCGA40009—2021

5.7泄壓裝置

5.7.1泄壓裝置應(yīng)安裝在可能存在液氫或冷氣態(tài)氫的空間中，以防止液氫或冷氣態(tài)氫膨脹造成超壓.

5.7.2應(yīng)設(shè)置泄壓裝置以限制系統(tǒng)壓力，使其不超過保護(hù)系統(tǒng)的最大允許工作壓力.

5.7.3泄壓裝置的尺寸應(yīng)在極端條件下具有足夠的流量.

5.7.4從泄壓裝置的排放口（出口）釋放的氫氣不應(yīng)影響其他部件或人員.

5.7.5如果多個(gè)泄壓裝置被連接到一個(gè)公共排氣口，應(yīng)注意確保裝置的操作不會(huì)限制流量或影響其他泄

壓裝置的開啟.

5.7.6泄壓裝置（如安全閥和爆破片）的數(shù)量和類型可采用冗余設(shè)計(jì)。

5.8閥門

5.8.1氫氣節(jié)流閥應(yīng)采用自啟動(dòng)裝置，當(dāng)流速達(dá)到預(yù)先設(shè)定的最大值時(shí)，節(jié)流閥自動(dòng)關(guān)閉；

5.8.2氫氣管道的切斷閥宜采用球閥或截止閥。應(yīng)根據(jù)工作壓力、工作溫度及與氫的相容性等選用閥門

材料和密封填料；

5.8.3如選用球閥，并應(yīng)防止球閥關(guān)閉時(shí)閥芯內(nèi)仍殘留有液氫；

5.8.4截止閥應(yīng)安裝于液氫回流管線并盡可能靠近容器的位置；

5.8.5在截止閥與氣瓶之間的管道中不應(yīng)有其他附件。

5.9過濾器

5.9.1液氫系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置過濾器,應(yīng)定期或當(dāng)過濾器的壓力降超過規(guī)定值時(shí)，對(duì)過濾器進(jìn)行清洗或更換.

5.9.2過濾器應(yīng)易于拆卸和清洗，不應(yīng)通過系統(tǒng)反沖進(jìn)行清洗；

5.9.3應(yīng)根據(jù)需要確定過濾器的數(shù)量和位置，以最大限度地減少系統(tǒng)中的雜質(zhì)。

5.10氫濃度探測(cè)器

5.10.1應(yīng)在氫氣易于聚集的地方使用氫氣濃度檢測(cè)器。氫氣檢測(cè)器的建議位置包括：

a)可能發(fā)生氫氣泄漏或溢出的地方；

b)分離的氫氣連接處（例如加氫口）；

c)氫氣可能聚集的位置。

5.10.2在選擇氫氣濃度探測(cè)器時(shí)需要考慮以下因素：

a)準(zhǔn)確性；

b)可靠性；

c)可維護(hù)性；

d)校準(zhǔn)；

e)檢測(cè)極限（高低值）；

f)響應(yīng)時(shí)間；

g)覆蓋范圍；

h)與系統(tǒng)的兼容性。

5.10.3氫氣系統(tǒng)操作人員應(yīng)備有便攜式氫氣濃度檢測(cè)器，以便在氫氣系統(tǒng)內(nèi)和周圍使用；

5.10.4常用的報(bào)警濃度水平是空氣中1%的氫氣（體積分?jǐn)?shù)），這相當(dāng)于可燃性下限的25%；

5.10.5應(yīng)提供足夠的時(shí)間以做出反應(yīng)，如關(guān)閉系統(tǒng)，疏散人員，或采取其他必要的措施。

5.11氫火焰檢探測(cè)儀

5.11.1氫火焰檢測(cè)報(bào)警儀應(yīng)根據(jù)響應(yīng)時(shí)間、檢測(cè)距離、覆蓋范圍、靈敏度等因素選用，并符合GB50058

的規(guī)定。

5.11.2應(yīng)根據(jù)氫氣火焰的特點(diǎn)，在所有可能發(fā)生氫氣泄漏、溢出或聚集的地方設(shè)置檢測(cè)氫氣火焰的手

段。在選擇氫氣火焰檢測(cè)器時(shí)，應(yīng)考慮以下因素：

a)檢測(cè)距離和覆蓋面積；

b)對(duì)來自太陽、閃電、焊接、照明源和火焰堆等錯(cuò)誤警報(bào)的敏感性；

c)響應(yīng)時(shí)間；

d)對(duì)輻射光譜的敏感性。

5.11.3氫氣系統(tǒng)操作人員應(yīng)具有一個(gè)便攜式氫氣火焰探測(cè)器，以便在氫氣系統(tǒng)內(nèi)和周圍使用。

6安裝要求

4

T/CCGA40009—2021

6.1安裝前需用環(huán)保清洗溶劑對(duì)連接管路內(nèi)壁進(jìn)行清洗，潔凈度應(yīng)符合GB50177-2005中12.0.2條款相

關(guān)規(guī)定。

6.2各氣瓶宜采用緊固帶固定，緊固帶與氣瓶之間宜有緩沖保護(hù)墊，保護(hù)墊應(yīng)采用阻燃材料。

6.3檢查并清理車架與車載液氫系統(tǒng)的連接位置，連接位置的結(jié)構(gòu)應(yīng)無變形，連接表面應(yīng)無油脂、鐵屑

或其他附著物。

6.4車載液氫系統(tǒng)應(yīng)采用專用吊裝器具進(jìn)行安裝，液氫系統(tǒng)固定點(diǎn)與車輛固定支架間不應(yīng)有明顯的間隙。

6.5通風(fēng)要求、接地要求及通訊要求應(yīng)符合T/CCGA40007。

7使用和維護(hù)要求

7.1車載液氫系統(tǒng)使用和維護(hù)要求應(yīng)符合GB/T24549-2009中5條款的相關(guān)要求。

7.2車輛行駛要求應(yīng)符合GB/T24549-2009中4.5.2條款的相關(guān)要求。

7.3安裝完成后需使用高純氦或高純氮高純氦混合氣體（氦氣摩爾分?jǐn)?shù)不低于5%）對(duì)氣瓶及管路的空氣

進(jìn)行置換，高純氮應(yīng)符合GB/T8979要求，高純氦應(yīng)符合GB/T4844要求；氮?dú)庵脫Q后需使用符合GB/T

3634.2要求的高純氫對(duì)氣瓶及管路進(jìn)行置換。

7.4氫氣用卸荷閥至少需一年一檢。根據(jù)國(guó)家規(guī)定執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T12243進(jìn)行定檢。

7.5氫氣濃度傳感器、壓力傳感器等電氣測(cè)量元