《氫燃料電池叉車用電堆安全及性能要求》

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ZHFCA

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/ZHFCAXXXX—20XX

氫燃料電池叉車用電堆安全及性能要求

Safetyandperformancerequirementsofstacksusedforhydrogenfuelcellforklifts

（征求意見稿）

在提交反饋意見時(shí)，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中關(guān)村氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布

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氫燃料電池叉車用電堆安全及性能要求

1范圍

本文件規(guī)定了氫燃料電池叉車用燃料電池堆的安全要求、技術(shù)要求、試驗(yàn)環(huán)境及儀器設(shè)備要求、試

驗(yàn)方法、標(biāo)志、服務(wù)手冊。

本文件適用于氫燃料電池叉車用氫燃料電池水冷電堆（質(zhì)子交換膜燃料電池堆），其它工業(yè)車輛用

氫燃料電池堆可參考使用。

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/T20042.2-2023質(zhì)子交換膜燃料電池第2部分：電池堆通用技術(shù)條件

GB/T24548燃料電池電動汽車術(shù)語

GB/T28816燃料電池術(shù)語

GB/T31035-2014質(zhì)子交換膜燃料電池電堆低溫特性試驗(yàn)方法

GB/T36288-2018燃料電池電動汽車燃料電池堆安全要求

3術(shù)語和定義

GB/T24548、GB/T28816界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

氫燃料電池叉車hydrogenfuelcellforklift

以氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)為動力的叉車。

氫燃料電池堆Hydrogenfuelcellstacks

使用氫氣為反應(yīng)物的燃料電池堆。

4總則

氫燃料電池堆的使用環(huán)境包括振動、沖擊、溫濕度變化以及腐蝕環(huán)境，氫燃料電池堆使用的材料

應(yīng)對使用環(huán)境有耐受性；在氫燃料電池堆易受腐蝕、碰撞的部位應(yīng)采取必要的保護(hù)措施。

氫燃料電池堆在出廠前應(yīng)進(jìn)行安全和性能測試（各項(xiàng)性能合格標(biāo)準(zhǔn)由制造商出具）同時(shí)應(yīng)對氫燃

料電池堆外觀進(jìn)行檢查，以確保其外觀無明顯缺損。

氫燃料電池堆機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)具有較強(qiáng)的抗振動，抗沖擊的能力。

5安全要求

機(jī)械沖擊

在氫燃料電池堆進(jìn)行機(jī)械沖擊測試后，其機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)不發(fā)生損壞，且氣密性應(yīng)符合5.3、絕緣性應(yīng)

符合5.4的規(guī)定。

振動

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氫燃料電池堆應(yīng)能夠承受叉車長時(shí)間在復(fù)雜路況（如搓板路、顛簸路、起伏路等）下行駛，并符合

以下要求：

——?dú)淙剂想姵囟堰B接可靠、結(jié)構(gòu)完好，氫燃料電池堆內(nèi)部無錯位，無明顯位移、扭轉(zhuǎn)和彎曲；

——最小監(jiān)控單元電壓無銳變、最大電壓差不大于0.15V；

——不發(fā)生短路、氣體泄漏、外殼破裂、爆炸或著火等現(xiàn)象；；

——?dú)饷苄孕阅芎徒^緣性能無明顯下降，氣密性應(yīng)符合5.3、絕緣性應(yīng)符合5.4的規(guī)定。

氣密性

氫燃料電池堆陽極腔和陰極腔在耐壓壓力下的總外漏、陽極腔和陰極腔的泄漏、冷卻腔的泄漏達(dá)到

制造商規(guī)定的要求。

電氣安全

氫燃料電池堆在加注冷卻液而且冷卻液處于冷態(tài)循環(huán)狀態(tài)下，正負(fù)極的對地絕緣性要求分別不應(yīng)

低于100Ω/V。

電氣過載

按照制造商提供的文件步驟進(jìn)行加載,將電流加載至最大電流，同時(shí)維持允許的最大過載時(shí)間，在

該時(shí)間內(nèi)電壓波動不超過3%；且試驗(yàn)后氫燃料電池堆不應(yīng)出現(xiàn)開裂、永久變形或其它物理損傷。

耐壓

5.6.1在制造商指定的壓力下運(yùn)行，氫燃料電堆不應(yīng)出現(xiàn)開裂、破碎、永久變形或其它物理損傷。

5.6.2若制造商提供了壓力等級，則按照制造商提供的等級高的條件執(zhí)行，若未提供,則可在下列條件

下進(jìn)行試驗(yàn)：

a)如果在正常運(yùn)行時(shí)氫燃料電池堆的陽極腔和陰極腔的內(nèi)部壓力相同或壓差≤30kPa，試驗(yàn)時(shí)可

將陽極腔和陰極腔相互連通；

b)如果氫燃料電池堆有冷卻通道且工作壓力與陽極腔和陰極腔相同或壓差≤30kPa，則該通道也

可同時(shí)按將陽極腔、陰極腔和冷卻通道相互連通的方法進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。

6性能要求

低溫特性

在供應(yīng)商給定的低溫條件下可以成功啟動，且低溫存儲試驗(yàn)和低溫啟動試驗(yàn)后，燃料電池堆性能參

數(shù)的變化符合供應(yīng)商給定的文件要求。

輸出性能要求

燃料電池堆按制造商給定的技術(shù)條件運(yùn)行時(shí),其正常運(yùn)行試驗(yàn)和額定功率試驗(yàn)的輸出指標(biāo)應(yīng)不低于

制造商在技術(shù)文件中的規(guī)定值。

7試驗(yàn)環(huán)境及試驗(yàn)條件

試驗(yàn)環(huán)境

除非另有規(guī)定，試驗(yàn)在下列條件下進(jìn)行：

c)溫度：20℃±5℃；

d)相對濕度：≤100%；

e)氣壓：86kPa～106kPa。

測試儀器設(shè)備及精度

相對于規(guī)定值或?qū)嶋H值，所有控制值或測量值的精度應(yīng)符合表1的要求。

表1測試儀器及精度

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測量儀器計(jì)量單位精度

氣壓計(jì)kPa不低于±2

濕度計(jì)%不低于±5%

溫度測量儀℃不低于±1

壓力測量儀kPa不低于±2

露點(diǎn)溫度計(jì)℃不低于±2

氣體流量計(jì)L/min不低于±1.0%FS

液體流量計(jì)L/min不低于±2.0%FS

電壓測量儀V不低于±0.5%FS

電流測量儀A不低于±0.5%FS

8試驗(yàn)方法

機(jī)械沖擊試驗(yàn)

按GB/T20042.2-2023中5.14.4規(guī)定的沖擊試驗(yàn)要求，按如下方法進(jìn)行試驗(yàn)：

氫燃料電池堆安裝固定在試驗(yàn)臺上后，在3個(gè)軸向：X向、Y向、Z向上以5.0g的沖擊加速度進(jìn)行沖

擊試驗(yàn)。機(jī)械沖擊脈沖采用半正弦波形、持續(xù)時(shí)間15ms,每個(gè)方向各進(jìn)行一次。

注：X向是車輛前進(jìn)方向，Y向是側(cè)向，Z向是垂直方向。

振動試驗(yàn)

按GB/T20042.2-2023中5.14.4規(guī)定的振動試驗(yàn)要求進(jìn)行試驗(yàn)，對氫燃料電池堆進(jìn)行X、Y、Z三個(gè)方

向的振動測試，每個(gè)方向試驗(yàn)時(shí)間為21h。

氣密性及耐壓試驗(yàn)

8.3.1氫燃料電池堆陽極腔和陰極腔在耐壓壓力下總外漏試驗(yàn)、陽極腔和陰極腔的壓力試驗(yàn)

氫燃料電池堆陽極腔和陰極腔的入口并聯(lián)，接入流量計(jì)，陽極腔和陰極腔的出口關(guān)閉，其它口打開。

按照制造商要求的耐壓壓力輸入氮?dú)?，持續(xù)1h，每隔5min讀取流量計(jì)數(shù)據(jù)一次，取平均值就是氫燃

料電池堆陽極腔和陰極腔在耐壓壓力下總外漏。

8.3.2陽極腔和陰極腔的泄漏

氫燃料電池堆陽極腔入口接入流量計(jì)，出口關(guān)閉，其它口打開，按照制造商要求的允許陽極和陰極

壓差壓力輸入氮?dú)猓瑝毫Ψ€(wěn)定后持續(xù)10min，每1min讀取流量計(jì)數(shù)據(jù)一次，各次流量數(shù)據(jù)的平均值即為

氫燃料電池堆陽極腔的泄漏。

氫燃料電池堆陰極腔入口接入流量計(jì)，出口關(guān)閉，其它口打開，按照制造商要求的允許陽極和陰極

壓差壓力輸入氮?dú)?，壓力穩(wěn)定后持續(xù)10min，每1min讀取流量計(jì)數(shù)據(jù)一次，各次流量數(shù)據(jù)的平均值即為

氫燃料電池堆陰極腔的泄漏。

8.3.3冷卻腔的泄漏試驗(yàn)及壓力試驗(yàn)

氫燃料電池堆冷卻腔入口接入流量計(jì)，出口關(guān)閉，其它口打開，按照制造商要求的耐壓壓力輸入氮

氣，持續(xù)1h，每隔5min讀取流量計(jì)數(shù)據(jù)一次，取平均值就是氫燃料電池堆在耐壓壓力下冷卻腔的泄漏。

電氣安全試驗(yàn)

絕緣性能測試方法應(yīng)按照GB/T20042.2-2023中5.9的規(guī)定進(jìn)行，其結(jié)果應(yīng)符合5.4的要求。

電氣過載試驗(yàn)

電氣過載試驗(yàn)應(yīng)按照GB/T20042.2-2023中5.12的規(guī)定進(jìn)行，其結(jié)果應(yīng)符合5.5的要求。

低溫特性測試方法

低溫特性測試方法應(yīng)按照GB/T31035-2014中8.4的規(guī)定進(jìn)行，其結(jié)果應(yīng)符合6.1的要求。

輸出性能試驗(yàn)

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輸出性能試驗(yàn)應(yīng)按照GB/T20042.2-2023中5.10，5.11的規(guī)定進(jìn)行，其結(jié)果應(yīng)符合6.2的要求。

9標(biāo)識

氫燃料電池堆的警示標(biāo)識應(yīng)滿足以下規(guī)定：