9.1 《燃料電池電動汽車車載供氫系統(tǒng)氣體置換技術(shù)規(guī)范》報批稿

Q/LB.□XXXXX-XXXXDB44/TXXXX—202X目次TOC\o"1-1"\h\t"標準文件_一級條標題,2,標準文件_附錄一級條標題,2,"8279前言 II243701范圍 1223322規(guī)范性引用文件 186403術(shù)語和定義 1309684基本要求 289474.1安全要求 2231124.2氣密性檢測條件 220234.3氣體置換條件 2271075氣密性檢測 246995.1技術(shù)要求 2166095.2檢測儀器 3173935.3檢測方法 3152406氣體置換 331706.1技術(shù)要求 313196.2置換設(shè)備 4251656.3置換方法 461887報告 416701附錄A（資料性）裝車前/后車載供氫系統(tǒng)氣密性檢測報告 59861附錄B（資料性）車載供氫系統(tǒng)氣體置換報告 65540參考文獻 7前言本文件按照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。本文件由廣東省市場監(jiān)督管理局（省人民政府特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門）提出、歸口，并組織實施。本文件起草單位：廣州能源檢測研究院、廣東省特種設(shè)備檢測研究院、廣州汽車集團股份有限公司、佛山環(huán)境與能源研究院、佛山市綠色發(fā)展創(chuàng)新研究院、廣東省技術(shù)經(jīng)濟研究發(fā)展中心。本文件主要起草人：黃闊、張圓明、夏莉、江姍姍、黃允生、張璐、鮑虎、黃嘉瑜、盧其倫、王子緣、陳思遠、艾斌、陳思源、蔡仕荊、鄧偉麒。燃料電池電動汽車車載供氫系統(tǒng)氣體置換技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了燃料電池電動汽車車載供氫系統(tǒng)氣體置換的術(shù)語和定義、基本要求、氣密性檢測、氣體置換過程和報告。本文件適用于貯存介質(zhì)為壓縮氫氣、公稱工作壓力不超過70MPa、工作溫度不低于-40℃且不高于85℃的儲氫氣瓶及其附件組成的燃料電池電動汽車車載供氫系統(tǒng)。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/T13979質(zhì)譜檢漏儀GB/T26990燃料電池電動汽車車載氫系統(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GB/T36176真空技術(shù)氦質(zhì)譜真空檢漏方法GB/T37244質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣術(shù)語和定義GB/T26990、GB/T34872和GB/T37244界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。車載供氫系統(tǒng)onboardhydrogensupplysystem安裝在燃料電池電動汽車上，從加氫口至減壓閥，與氫氣的加注、儲存、輸送、供給和控制有關(guān)的裝置。氣密性檢測gastightnessdetection為用于檢驗車載供氫系統(tǒng)（3.1）是否有泄漏現(xiàn)象的試驗。氣體置換gassubstitution用置換氣體給系統(tǒng)增壓，保留一段時間后再排出氣體，以此將原氣體含量降低到技術(shù)標準要求以內(nèi)。涂液法soapbubbletest在系統(tǒng)及各零部件連接部位上涂以檢驗液，以檢查氣密性的試驗方法。保壓時間holduptime封閉系統(tǒng)上下游，在某一溫度范圍內(nèi)、特定壓力下保持的時間。基本要求安全要求4.1.1置換前應(yīng)對供氫系統(tǒng)做氣密性檢測；未做氣密性檢測的供氫系統(tǒng)，不應(yīng)進行置換。4.1.2系統(tǒng)內(nèi)漏檢測應(yīng)包括放空口、快插出口、泄荷閥出口，減壓閥呼吸口等部位。4.1.3不應(yīng)在系統(tǒng)管路內(nèi)有工作壓力時拆卸任何管件、接頭。4.1.4置換過程充氣后，上電打開瓶閥，確認每個瓶閥均有動作后，等待10s左右再緩慢打開手動放空閥放空。4.1.5放空完成后，出現(xiàn)個別氣瓶與其它氣瓶的溫度明顯不同時，應(yīng)排查原因及排除故障。4.1.6排放管路應(yīng)為波紋金屬軟管，長度應(yīng)距離車身5m以外，出口遠離火源或高溫的器件（如在車頂，則需高于車頂1m以上）。氣密性檢測條件4.2.1檢測過程中大氣壓力應(yīng)不低于91kPa，溫度在5℃~35℃之間，相對濕度應(yīng)小于95%，場地應(yīng)保持干燥。4.2.2檢測人員應(yīng)經(jīng)過相關(guān)專業(yè)培訓。4.2.3檢測應(yīng)在禁煙禁火的通風場所進行。4.2.4裝車前檢測應(yīng)在專用檢測區(qū)域內(nèi)進行，區(qū)域與檢測人員隔離。4.2.5裝車后檢測應(yīng)確認已進行過出廠氣密性檢測。氣體置換條件4.3.1氣體置換應(yīng)在空曠、通風和光線良好、無任何火源及其他安全隱患、整潔干燥的場所進行。不得在雷雨等惡劣天氣下進行置換；盡量減少夜間進行置換操作。4.3.2置換前應(yīng)確定系統(tǒng)內(nèi)氣體種類及壓力，不得對不明氣體進行置換；置換過程應(yīng)可靠接地。4.3.3操作人員應(yīng)經(jīng)過相關(guān)專業(yè)培訓并持有氣瓶充裝作業(yè)人員證書。置換過程應(yīng)穿戴絕緣防護裝備如絕緣鞋、絕緣手套等，不得佩戴可能造成短路的物品并于操作前消除靜電。氣密性檢測技術(shù)要求裝車前先按5.3中的涂液法檢測。涂液法檢測合格后再采用氦質(zhì)譜檢漏儀進行檢測。檢測應(yīng)同時符合和的要求均合格方可判定為合格。涂液法檢測，3min內(nèi)檢測區(qū)域不應(yīng)產(chǎn)生可見氣泡或者泡沫；氦質(zhì)譜檢漏儀檢測，最小可檢漏率應(yīng)不大于1×10-5Pa?m3/s。系統(tǒng)壓力保持穩(wěn)定(排除溫度因素影響)，系統(tǒng)壓力6min內(nèi)下降不超過0.2%。排除溫度因素影響可按式（1）將現(xiàn)有壓力轉(zhuǎn)換為15℃下標準壓力： p=288.15p,273.15+t 式中：p——系統(tǒng)15℃下標準壓力，MPa；t——系統(tǒng)當前溫度，℃；p'裝車后按5.3中采用氦質(zhì)譜檢漏儀進行檢測。檢測過程中，最小可檢漏率應(yīng)不大于1×10-5Pa?m3/s，系統(tǒng)壓力保持穩(wěn)定（排除溫度因素影響），系統(tǒng)壓力6min內(nèi)下降不超過0.2%，方可判定為合格。檢測儀器氦質(zhì)譜檢漏儀，其最小可檢漏率或儀器靈敏度優(yōu)于1×10-9Pa·m3/s。檢測方法5.3.1涂液法檢測是在1.05倍~1.1倍額定工作壓力下，采用中性發(fā)泡液對儲氫容器、焊接處、法蘭、墊片、閥門及連接處檢測，3min內(nèi)所有檢測點不能產(chǎn)生可見氣泡或者泡沫。5.3.2氦質(zhì)譜檢漏儀檢測是按照GB/T34872中要求，對儲氫容器、焊接處、法蘭、墊片、閥門及連接處使用氦質(zhì)譜檢漏儀檢測，其試驗介質(zhì)使用氦氣體積濃度10%或以上的氦氮混合氣。氦質(zhì)譜檢漏儀操作按照GB/T13979、GB/T36176要求。35MPa車載供氫系統(tǒng)和70MPa車載供氫系統(tǒng)檢測分別如下：a)35MPa車載供氫系統(tǒng)，通過增壓設(shè)備，首先將系統(tǒng)壓力加至2MPa，保壓5min；然后加壓至5MPa，保壓3min；隨后階梯式增壓，每增加5MPa后保壓3min，直至加壓至35MPa后保壓3min；最后繼續(xù)增壓至43.8MPa，保壓5min。在整個增壓過程中，每達到一個壓力點都需使用氦質(zhì)譜檢漏儀檢測待檢查部位，每個檢查部位檢測持續(xù)時間不少于10s。b)70MPa車載供氫系統(tǒng)，通過增壓設(shè)備，首先將系統(tǒng)壓力加至2MPa，保壓5min；其次加壓至5MPa，保壓3min；再次加至10MPa，保壓3min；隨后階梯式增壓，每增加10MPa后保壓3min，直至加壓至70MPa后保壓3min；最后繼續(xù)增壓至87.5MPa，保壓5min。在整個增壓過程中，每達到一個壓力點都需使用氦質(zhì)譜檢漏儀檢測待檢查部位，每個檢查部位檢測持續(xù)時間不少于10s。氣體置換技術(shù)要求根據(jù)6.3中要求的操作方法進行車載供氫系統(tǒng)氣體置換，氣體置換可進行一次或多次，置換后系統(tǒng)內(nèi)氫氣純度和雜質(zhì)濃度應(yīng)滿足GB/T37244要求。氣體置換次數(shù)和置換后氣體濃度計算方法如式（2）-（4）所示。第一次置換后容器內(nèi)原氣體體積分數(shù)按式（2）計算： x1=p0假設(shè)每次置換充放氣終止壓力相同，置換n次后容器內(nèi)原氣體體積分數(shù)按式（3）計算： xn=p0置換n次后容器內(nèi)置換用氣體濃度按式（4）計算： c=（1?x式中：x0x1y0p0p1p2xn——容器置換nc——置換n次后容器內(nèi)置換用氣體濃度。置換設(shè)備置換設(shè)備包括車載供氫系統(tǒng)輸入氣體增壓設(shè)備及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，增壓設(shè)備壓力儀表最大允許誤差應(yīng)不大于±0.05MPa。置換方法在置換操作前，將車載供氫系統(tǒng)與燃料電池系統(tǒng)之間的連接切斷。將車載供氫系統(tǒng)壓力泄放至0.1MPa~0.2MPa，使用置換用氣體將系統(tǒng)升壓至要求壓力。重復上述步驟數(shù)次直到符合6.1的要求，具體次數(shù)按照6.1中計算方法確定。報告燃料電池電動汽車車載供氫系統(tǒng)的氣密性檢測和氣體置換報告至少應(yīng)包含以下信息：a)車載供氫系統(tǒng)型號參數(shù)及制造商名稱；b)檢測/置換過程參數(shù)；c)檢測/置換結(jié)論及其他需注明的信息；d)檢測/置換單位和人員。報告格式可參照附錄A和附錄B。附錄A（資料性）裝車前/后車載供氫系統(tǒng)氣密性檢測報告裝車前/后車載供氫系統(tǒng)氣密性檢測報告如表A.1所示。表A.1裝車前/后車載供氫系統(tǒng)氣密性檢測報告制造商名稱：車載供氫系統(tǒng)編號：制造時間：年月檢測時間：年月日依據(jù)標準：檢測參數(shù)公稱工作壓力（MPa）試驗介質(zhì)檢測設(shè)備量程單次增壓壓力（MPa）試驗環(huán)境溫度（℃）檢測設(shè)備精度保壓壓力（MPa）保壓時間（min）檢測設(shè)備有效日期檢測結(jié)果供氫系統(tǒng)漏率（Pa?m3/s）最大壓降（MPa）涂液法(合格/不合格)實際壓力試驗曲線檢測結(jié)論檢測單位檢測人員附錄B（資料性）車載供氫系統(tǒng)氣體置換報告車載供氫系統(tǒng)氣體置換報告如表B.1所示。表B.1車載供氫系統(tǒng)氣體置換報告制造商名稱：車載供氫系統(tǒng)編號：制造時間：年月置換時間：年月日依據(jù)標準：公稱工作壓力（MPa）原介質(zhì)更換介質(zhì)置換設(shè)備量程、精度等級置換設(shè)備有效日期置換參數(shù)起始壓力（MPa）充裝后壓力（MPa）放氣后壓力（MPa）置換次數(shù)置換結(jié)果置換單位操作人員參考文獻GB/T3634.1氫氣第1部分：工業(yè)氫GB/T3634.2氫氣第2部分：純氫、高純氫和超純氫GB/T4844純氦、高純氦和超純氦GB4962氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程GB/T6285氣體中微量氧的測定電化學法GB/T12604.7無損檢測術(shù)語泄漏檢測GB/T20042.1質(zhì)子交換膜燃料電池第1部分：術(shù)語GB/T24499氫氣、氫能與氫能系統(tǒng)術(shù)語GB/T24548燃料電池電動汽車術(shù)語GB/T24549燃料電池電動汽車安全要求GB/T28816燃料電池術(shù)語GB/Z34541?氫能車輛加氫設(shè)施安全運行管理規(guī)程GB/T35544車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶GB/T40045氫能汽車用燃料液氫GB/T42612?車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶GB50516加氫站技術(shù)規(guī)范ISO14687(allparts)Hydrogenfuel-ProductspecificationASTMD7652氣相色譜硫化學發(fā)光檢測器測定氫氣中痕量的硫化氫、羰基硫、甲硫醇、二氧化碳及總硫的方法[StandardTestMethodforDeterminationofTraceHydrogenSulfide,CarbonylSulfide,MethylMercaptan,CarbonDisulfideandTotalSulfurinHydrogenFuelbyGasChromatographyandSulfurChemiluminescenceDetection]ASTMD7653傅里葉變換紅外光譜法（FTIR）測定氫燃料中痕量氣態(tài)污染物的方法[StandardTestMethodforDeterminationofTraceGaseousContaminantsinHydrogenFuelbyFourierTransformInfrared（FTIR）Spectroscopy]COMMISSIONREGULATION(EU)No406/2010歐洲議會和理事會關(guān)于氫能源動力汽車型式認證的第79/2009號法規(guī)的執(zhí)行條例(ImplementingRegulation(EC)No79/2009