車載氫系統(tǒng)氣密性檢測(cè)和置換技術(shù)要求

車載氫系統(tǒng)氣密性檢測(cè)和置換技術(shù)要求范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了車載氫系統(tǒng)氣密性檢測(cè)和置換的檢測(cè)平臺(tái)及儀器儀表要求、技術(shù)要求、檢測(cè)方法和檢測(cè)報(bào)告。本標(biāo)準(zhǔn)適用于公稱工作壓力不超過(guò)70?MPa、貯存介質(zhì)為壓縮氫氣、工作溫度不低于－40?℃且不高于85?℃的儲(chǔ)氫氣瓶及其附件組成的車載氫系統(tǒng)。規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T26990燃料電池電動(dòng)汽車車載氫系統(tǒng)技術(shù)條件GB/T34872質(zhì)子交換膜燃料電池供氫系統(tǒng)技術(shù)要求術(shù)語(yǔ)和定義GB/T26990界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。氣密性檢測(cè)gastightnessdection用于檢驗(yàn)容器及各零部件連接部位是否有泄漏現(xiàn)象的試驗(yàn)。置換subsititution用置換氣體給容器增壓，然后保留一段時(shí)間，再排出氣體，以此將雜質(zhì)氣體含量降低到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求內(nèi)。涂液法soapbubbletest在充有規(guī)定壓力氣體的受試系統(tǒng)的待查部位上涂以氣體檢漏液，以檢查該處氣密性的試驗(yàn)方法。保壓時(shí)間holduptime系統(tǒng)在某一溫度范圍內(nèi)、特定壓力下保持的時(shí)間。檢測(cè)平臺(tái)及儀器儀表要求檢測(cè)平臺(tái)主要檢測(cè)設(shè)備包括以下單元：增壓?jiǎn)卧簩?duì)待檢車載氫系統(tǒng)輸入氣體進(jìn)行壓力增幅；檢漏單元：對(duì)車載氫系統(tǒng)進(jìn)行泄漏檢測(cè)；數(shù)據(jù)采集單元：采集并記錄試驗(yàn)參數(shù)及測(cè)量數(shù)據(jù)。檢測(cè)儀表準(zhǔn)確度要求檢測(cè)儀表準(zhǔn)確度要求見表1。檢測(cè)儀表準(zhǔn)確度要求檢測(cè)項(xiàng)目單位準(zhǔn)確度要求備注壓力MPa±1氦氣漏率Pa·m3/s5×10-13最低檢測(cè)漏率技術(shù)要求安全要求一般要求進(jìn)行車載氫系統(tǒng)氣密性檢測(cè)和置換時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵循國(guó)家消防法律法規(guī)相關(guān)要求。檢測(cè)人員進(jìn)行必要的安全防護(hù)，保證人身安全。氣密性檢測(cè)車載氫系統(tǒng)氣密性檢測(cè)應(yīng)具備以下條件：檢測(cè)應(yīng)在通風(fēng)場(chǎng)所進(jìn)行；系統(tǒng)裝車前檢測(cè)應(yīng)在專用檢測(cè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，并與檢測(cè)人員隔離；系統(tǒng)裝車后檢測(cè)應(yīng)確認(rèn)出廠氣密性檢測(cè)報(bào)告； 檢測(cè)人員應(yīng)經(jīng)過(guò)相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)。置換車載氫系統(tǒng)置換應(yīng)具備以下條件： 置換應(yīng)在空曠、通風(fēng)良好的場(chǎng)所進(jìn)行，禁止有任何火源及其他安全隱患； 置換前明確系統(tǒng)內(nèi)氣體種類及壓力，禁止不明氣體的置換； 禁止在雷雨等惡劣天氣進(jìn)行置換； 置換場(chǎng)地應(yīng)有安全照明，同時(shí)保證地面的整潔干燥； 盡量減少夜間進(jìn)行置換操作； 置換過(guò)程中要求可靠接地； 操作人員應(yīng)經(jīng)過(guò)相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)。合格要求氣密性檢測(cè)裝車前氫系統(tǒng)根據(jù)6.1中要求的檢測(cè)方法，采用氦質(zhì)譜檢漏儀或涂液法來(lái)進(jìn)行異常檢查。根據(jù)GB/T34872的要求，對(duì)儲(chǔ)氫容器、焊接處、法蘭、墊片、閥門及連接處使用氦質(zhì)譜檢漏儀或中性發(fā)泡液檢漏。數(shù)據(jù)采集單元記錄系統(tǒng)壓力。最終壓力應(yīng)不低于公稱工作壓力的1.1倍。氣密性檢測(cè)過(guò)程中同時(shí)符合以下要求的，可判定為氣密性檢測(cè)合格：若使用氦質(zhì)譜檢漏儀檢測(cè)，氦氣漏率應(yīng)小于1×10-5?Pa·m3/s。若使用涂液法檢測(cè)，檢測(cè)區(qū)域不能產(chǎn)生可見氣泡或者泡沫；系統(tǒng)壓力保持不變（排除溫度因素影響）。排除溫度因素影響可參照式（1）將現(xiàn)有壓力轉(zhuǎn)換為15?℃下標(biāo)準(zhǔn)壓力： （SEQ標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)公式\*ARABIC1）式中：P——系統(tǒng)當(dāng)前壓力，MPa；T——系統(tǒng)當(dāng)前溫度，℃；P'——系統(tǒng)15?℃下標(biāo)準(zhǔn)壓力，MPa。裝車后氫系統(tǒng)根據(jù)6.1中要求的檢測(cè)方法，過(guò)程使用涂液法及觀察壓力讀數(shù)來(lái)進(jìn)行異常檢查。根據(jù)GB/T34872的要求，對(duì)儲(chǔ)氫容器、焊接處、法蘭、墊片、閥門及連接處使用中性發(fā)泡液檢漏，并對(duì)系統(tǒng)保壓前后壓力值進(jìn)行記錄。最終壓力應(yīng)不低于公稱工作壓力的1.1倍。氣密性檢測(cè)過(guò)程中同時(shí)符合以下要求的，可判定為氣密性檢測(cè)合格：檢測(cè)區(qū)域不能產(chǎn)生可見氣泡或者泡沫；系統(tǒng)壓力保持不變（排除溫度因素影響）。排除溫度因素影響可參照5.2.1.1中式（1）。置換根據(jù)6.2中要求的操作方法，置換后系統(tǒng)內(nèi)氣體濃度按照下列公式進(jìn)行計(jì)算并達(dá)到所需要求。質(zhì)子交換膜燃料電池氫氣純度應(yīng)符合GB/T34872要求。置換后氣體濃度計(jì)算方法：第一次置換后容器內(nèi)氣體雜質(zhì)體積分?jǐn)?shù)按式（2）計(jì)算： （SEQ標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)公式\*ARABIC2）設(shè)每次置換充放氣終止壓力相同，置換n次后容器內(nèi)氣體雜質(zhì)體積分?jǐn)?shù)按式（3）計(jì)算： （SEQ標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)公式\*ARABIC3）置換n次后容器內(nèi)氣體濃度按式（4）計(jì)算： （SEQ標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)公式\*ARABIC4）式中：x0——容器內(nèi)初始?xì)怏w雜質(zhì)體積分?jǐn)?shù)，默認(rèn)為1；xn——容器置換n次后氣體雜質(zhì)體積分?jǐn)?shù)；p0——容器內(nèi)初始?xì)怏w壓力（絕對(duì)壓力），MPa；p1——置換充氣終止時(shí)，容器內(nèi)氣體壓力（絕對(duì)壓力），MPa；p2——置換放氣終止時(shí)，容器內(nèi)氣體壓力（絕對(duì)壓力），MPa；y0——置換用氣體中氣體雜質(zhì)體積分?jǐn)?shù)；c——置換n次后容器內(nèi)的氣體濃度。檢測(cè)方法氣密性檢測(cè)氣密性檢測(cè)由增壓階段、保壓階段構(gòu)成，如圖1所示。氣密性測(cè)試示意圖根據(jù)GB/T34872的要求，使用90?%氮?dú)?10?%氦氣的氦氮混合氣作為試驗(yàn)介質(zhì)。通過(guò)增壓?jiǎn)卧紫葘⑾到y(tǒng)壓力加至5?MPa，檢查無(wú)異常后將系統(tǒng)壓力階梯式增加，每增加5?MPa后暫停，檢查無(wú)異常后繼續(xù)增壓。最后將待測(cè)車載氫系統(tǒng)壓力加至要求壓力。增壓完成后，保壓時(shí)間不低于30?min。置換置換操作由系統(tǒng)壓力的充放構(gòu)成，須有以下步驟：在置換操作前，將車載氫系統(tǒng)與燃料電池之間的連接切斷；將系統(tǒng)壓力泄放，最低應(yīng)保證有可感受微弱氣流。若至此狀態(tài)，壓力默認(rèn)為0.2?MPa；使用待置換氣體將系統(tǒng)升壓，后進(jìn)行泄放，泄放最低應(yīng)保證有可感受微弱氣流。若至此狀態(tài)，壓力默認(rèn)為0.2?MPa；重復(fù)上述操作數(shù)次，最低不得低于3次。具體次數(shù)按照5.2.2中計(jì)算方法進(jìn)行確定。檢測(cè)報(bào)告車載氫系統(tǒng)的氣密性檢測(cè)和置換檢測(cè)報(bào)告應(yīng)包含以下信息：車載氫系統(tǒng)型號(hào)參數(shù)及制造商名稱；詳細(xì)的檢測(cè)過(guò)程參數(shù)；檢測(cè)結(jié)論及檢測(cè)方需注明的其他備注信息；檢測(cè)人員簽字。裝車前氫系統(tǒng)氣密性檢測(cè)檢測(cè)報(bào)告還應(yīng)包含測(cè)試過(guò)程壓力變化曲線。編寫格式可參照附錄A。裝車后氫系統(tǒng)氣密性檢測(cè)報(bào)告編寫格式可參照附錄B。氫系統(tǒng)置換報(bào)告還應(yīng)包含：置換用介質(zhì)，置換過(guò)程壓力充放值。編寫格式可參照附錄C。

（資料性附錄）

出廠前車載氫系統(tǒng)氣密性檢測(cè)報(bào)告出廠前車載氫系統(tǒng)氣密性檢測(cè)報(bào)告可參考表A.1進(jìn)行編寫。出廠前車載氫系統(tǒng)氣密性檢測(cè)報(bào)告制造商名稱：車載氫系統(tǒng)編號(hào)：制造時(shí)間：年月檢測(cè)時(shí)間：年月日引用標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：檢測(cè)參數(shù)公稱工作壓力（MPa）試驗(yàn)介質(zhì)儀表量程單次增壓壓力（MPa）試驗(yàn)環(huán)境溫度（℃）儀表精度保壓壓力（MPa）保壓時(shí)間（min）儀表有效日期檢測(cè)結(jié)果氦氣漏率（Pa·m3/s）最大壓降（MPa）實(shí)際壓力試驗(yàn)曲線檢測(cè)結(jié)論本產(chǎn)品經(jīng)__MPa氣密性試驗(yàn)，氣密性（是/否）符合XX標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求，試驗(yàn)結(jié)論（不）合格試驗(yàn)人員

（資料性附錄）

裝車后車載氫系統(tǒng)氣密性檢測(cè)報(bào)告裝車后車載氫系統(tǒng)檢測(cè)報(bào)告可參考表B.1進(jìn)行編寫。裝車后車載氫系統(tǒng)氣密性檢測(cè)報(bào)告制造商名稱：車載氫系統(tǒng)編號(hào)：制造時(shí)間：年月檢測(cè)時(shí)間：年月日引用標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：檢測(cè)參數(shù)公稱工作壓力（MPa）試驗(yàn)介質(zhì)儀表量程單次增壓壓力（MPa）試驗(yàn)環(huán)境溫度（℃）儀表精度保壓壓力（MPa）保壓時(shí)間（min）儀表有效日期檢測(cè)結(jié)論本產(chǎn)品經(jīng)__MPa氣密性試驗(yàn)，氣密性（是/否）符合XX標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求，試驗(yàn)結(jié)論（不）合格試驗(yàn)人員

（資料性附錄）

置換報(bào)告置換報(bào)告可參考表C.1進(jìn)行編寫。置換報(bào)告制造商名稱：車載氫系統(tǒng)編號(hào)：制造時(shí)間：年月檢測(cè)時(shí)間：年月日引用標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：公稱工作壓力（MPa）原本介質(zhì)更換介質(zhì)儀表量程精度等級(jí)儀表有效日期增壓置換參數(shù)起始?jí)毫Γ∕Pa）充裝后壓力（MPa）放氣后壓力（MPa）置換次數(shù)置換結(jié)果容器內(nèi)氣體純度經(jīng)XX標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求計(jì)算，達(dá)到__%。試驗(yàn)人員參?考?文?獻(xiàn)[1]GB/T29126燃料電池電動(dòng)汽車車載氫系統(tǒng)試驗(yàn)方法[2]GB/T35544車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶[3]COMMISSIONREGULATION（EU）No406/2010歐洲議會(huì)和理事會(huì)關(guān)于氫能源動(dòng)力汽車型式認(rèn)證的第79/2009號(hào)法規(guī)的執(zhí)行辦法（ImplementingRegulation（EC）No79/2009oftheEuropeanParliamentandoftheCouncilont