标准搜索结果: 'GB/T 33978-2017英文版'
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| GB/T 33978-2017 |
英文版
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道路车辆用质子交换膜燃料电池模块
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GBT 33978-2017
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标准编号: GB/T 33978-2017 (GB/T33978-2017)
中文名称: 道路车辆用质子交换膜燃料电池模块
英文名称: Proton exchange membrane fuel cell modules for road vehicles
行业: 国家标准 (推荐)
中标分类: K82
国际标准分类: 27.070
字数估计: 18,125
发布日期: 2017-07-12
实施日期: 2018-02-01
起草单位: 新源动力股份有限公司、上海汽车集团股份有限公司、同济大学、清华大学、武汉众宇动力系统科技有限公司、武汉理工大学、中国科学院大连化学物理研究所、北京亿华通科技有限公司、深圳市标准技术研究院、上海神力科技有限公司、宁波拜特测控技术有限公司、航天新长征电动汽车技术有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、南京大学昆山创新研究院、苏州弗尔赛能源科技股份有限公司
归口单位: 全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会(SAC/TC 342)
提出机构: 中国电器工业协会
发布机构: 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会
GB/T 33978-2017: 道路车辆用质子交换膜燃料电池模块
GB/T 33978-2017 英文名称: Proton exchange membrane fuel cell modules for road vehicles
ICS 27.070
K82
中华人民共和国国家标准
2017-07-12发布
2018-02-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准由中国电器工业协会提出。
本标准由全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会(SAC/TC342)归口。
本标准负责起草单位:新源动力股份有限公司、上海汽车集团股份有限公司、同济大学、清华大学、
武汉众宇动力系统科技有限公司、武汉理工大学、中国科学院大连化学物理研究所、北京亿华通科技有
限公司、深圳市标准技术研究院、上海神力科技有限公司、宁波拜特测控技术有限公司、航天新长征电动
汽车技术有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、南京大学昆山创新研究院、苏州弗尔赛能源科
技股份有限公司。
本标准主要起草人:侯中军、李晓楠、吴兵、侯永平、裴普成、齐志刚、燕希强、李赏、衣宝廉、方亮、
张若谷、侯明、张禾、王益群、卢琛钰、潘牧、俞红梅、黄平、靳殷实、陈晨、刘建国、黄萍、顾荣鑫。
道路车辆用质子交换膜燃料电池模块
1 范围
本标准规定了道路车辆用质子交换膜燃料电池模块的要求、试验设备、试验方法、检验规则及标识、
包装、运输和贮存等。
本标准适用于道路车辆用质子交换膜燃料电池模块(以下简称模块)。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 4208-2008 外壳防护等级(IP代码)
GB/T 17619-1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法
GB/T 18384.3 电动汽车 安全要求 第3部分:人员触电防护
GB/T 18655-2010 车辆、船和内燃机 无线电骚扰特性 用于保护车载接收机的限值和测量方法
GB/T 19951-2005 道路车辆 静电放电产生的电骚扰试验方法
GB/T 20042.2-2008 质子交换膜燃料电池 电池堆通用技术条件
GB/T 21437.2-2008 道路车辆 由传导和耦合引起的电骚扰 第2部分:沿电源线的电瞬态传导
GB/T 24549-2009 燃料电池电动汽车 安全要求
GB/T 28816 燃料电池 术语
GB/T 29838-2013 燃料电池 模块
SAEJ2578-2009 对于一般的燃料电池汽车的安全建议的做法
3 术语和定义
GB/T 28816界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
道路车辆
在道路上行驶的,有至少四个车轮的各类机动车及其挂车,主要指商务车和乘用车,包括农用运输
车和其他道路运输机械及挂车。不包括利用轨道行驶的车辆,以及农业、林业、工程等非道路用各种机
动机械和拖拉机。
4 要求
4.1 通用要求
模块应符合GB/T 29838-2013中4.1和4.2的规定。
4.2 常规要求
包括外观、极性、尺寸及质量要求。按6.1进行检查,外观不得有变形及裂纹,无外伤、无污物,且标
识清晰、正确;极性应与标识的极性一致;尺寸及质量数字应满足技术文件要求。
4.3 气体泄漏要求
根据设计的不同,有可能会产生易燃气体或液体泄漏,按6.2测试,气体泄漏率不应超过制造商规定。
4.4 氢泄漏量要求
按6.3测试,模块氢气泄漏浓度值不超过25%LFL。氢气泄漏率应符合SAEJ2578-2009中规定
燃料电池电动汽车零部件氢气泄漏要求。
4.5 许可工作压力要求
按6.4测试,模块不应有破裂、裂缝、永久变形或物理损伤。
4.6 冷却系统耐压要求
按6.5测试,模块冷却系统不得有破裂、裂缝、永久变形或其他物理损坏;如果系统含液体冷却剂,
试验中冷却剂不得泄漏。
4.7 过压要求
若整车对模块有要求,则按照整车的要求。若无特殊要求,按6.6测试,模块应满足GB/T 29838-
2013中5.8中规定的过压要求。
4.8 压差要求
若整车对模块有要求,则按照整车的要求。若无特殊要求,按6.7测试,模块不得有破裂、裂缝、永
久变形或其他物理损坏。
4.9 电磁兼容性要求
按6.8测试,模块应具备一定电磁兼容性,应满足 GB/T 18655-2010、GB/T 17619-1998和
GB/T 21437.2-2008相关要求。
4.10 防水、防尘要求
若整车对模块有要求,则按照整车的要求。若无特殊要求,按6.9测试,模块防水应满足
GB/T 4208-2008中IPX5等级要求,防尘应满足GB/T 4208-2008中IP5X等级要求。
4.11 性能要求
制造商与需求方协商具体的试验项目和条件,按6.10测试,功率和极化曲线满足需求方要求。
4.12 绝缘要求
按6.11测试,绝缘应满足GB/T 24549-2009中的相关要求。
4.13 振动要求
模块可耐受车辆振动。参照6.12进行振动测试,振动试验完成后应满足4.4、4.10、4.12的要求。
按6.13测试,模块储存温度范围为-40℃~60℃。
4.15 接地保护要求
当模块输出最高电压高于60V,模块外壳需有接地点,接地点与外壳金属间电阻小于0.1Ω。
4.16 高压电缆要求
高压总线电缆应满足GB/T 18384.3的要求。
5 试验准备
5.1 试验设备
模块试验所需的试验设备至少包括燃料电池测试平台、高低温环境试验箱、振动测试台、防水防尘
试验设备、电磁兼容检测设备,设备至少能满足以下要求:
燃料电池测试平台具有对模块的电压,电流,功率,可靠性,寿命,及单体电压随时间的衰减进行检测的功能。
反应气体流量的调节---可以对模块运行过程中的燃料和氧化剂气体的流量进行测量和控制。
反应气体湿度的控制---模块运行过程中,对输送给模块前反应气体的湿度进行控制和测量。
反应气体压力的控制---模块运行过程中,对模块内反应气体的压强进行控制和测量。
负载控制---根据需要对负载的电流、电压和功率进行控制。负载可以按照恒电流模式,恒压模式
及恒功率模式运行。
模块温度的监测和控制---根据需要可以检测和控制模块的冷却循环液温度、反应气体进出模块的温度。
模块电流、电压、功率监控和数据采集仪器---在试验过程中测量和记录模块的电流、电压、功率。
安全控制系统---安全控制系统应该能够在监测模块报警情况下自动停止试验。建议对阳极和阴
联动触发装置,同时应具备合适的通风设备。
单体电压检测---可以检测模块的单体电压,监测其一致性及衰减。
循环冷却液的电导率检测---对模块的循环冷却液电导率进行检测。
5.1.2 高低温环境实验箱
高低温环境实验箱应能满足试验要求的高低温环境条件,箱内的温度均匀性及温度控制精度满足
设定温度±20℃的要求。高低温试验箱配有模块运行用供气、冷却剂以及电路的接口,箱内设置氢气
报警器、排风口,以保证试验过程的安全性。
5.1.3 振动测试台
振动测试台能够满足模块振动试验要求,能够进行纵向、横向、垂直等方向震动。
模块试验所需的测量仪器至少应包括:
a) 测量环境条件的仪器:气压计、湿度计、温度测量仪;
b) 测量燃料的仪器:燃料流量计、压力测量仪、温度测量仪、湿度测量仪;
c) 测量氧化剂的仪器:氧化剂流量计、压力测量仪、温度测量仪、湿度测量仪;
d) 测试循环水(液)的仪器:液体流量计、压力测量仪、温度测量仪;
e) 测量电能输出的仪器:电压测量仪、电流测量仪、其他附件。
测量仪器要求的精度见表1。
6 试验方法
建议按下述顺序执行试验:
包括标签、外观、尺寸、极性、重量检查,具体为:
---标签、外观检查。出厂前用目测法检查标签是否按要求粘贴(或固定)在设计位置,标签内容是
否完整。产品外观是否完好,无损坏、划伤等缺陷。在模块上表面是否有高压电警示标识;
---极性检查。在进行6.12测试时用电压表检查模块接线端子极性;
---尺寸、重量检查。用量具和衡器测量模块的外形尺寸和质量。
6.2 气密性试验
在室温下把模块用阳极气体或氦气通入模块中的阳极腔、阴极腔及冷却液腔并逐渐加压到最高操
作压力即标称压力1.5倍条件下进行气密性试验,气体泄漏量低于需求方要求值。维持模块入口压力
稳定,使用安装在模块入口处的流量计测量气体10min的泄漏量。
6.3.1 氢外漏试验
在模块正常工作的电堆温度和进气压力条件下,测试运行过程中模块氢气外泄漏情况。测试在室
内无风条件下进行,测试点和泄漏浓度上限要求可由需求方和制造商协商确定,如果没有明确要求将按
以下要求进行测量。
带封装的模块,要求有进风口(1个)和出风口(1个或多个),一定量空气或惰性气体(具体通气量由
需求方和制造商决定)通过模块进风口通入模块内部,再由出气口排除;模块运行中利用氢浓度泄漏检
测仪检测模块出风口管道内氢气浓度,取测试过程中最高浓度值,浓度应小于< 25%LFL;
同时测试模块上表面所有螺钉正上方20mm处及4个边角正上方20mm处氢气浓度。确保封装
达到密封要求。每个测试点的测试时间应 >10s,取测试过程中最高浓度值,浓度应小于< 25%LFL。
最高浓度值,浓度应小于< 25%LFL。
测试设备选用氢浓度泄漏检测仪。
6.3.2 氢气泄漏量试验
氢腔总泄漏是指从氢路到大气、空气或冷却液路的总泄漏。氢气泄漏总量测试采用氦气为检测气
体,在保持模块空气腔和水腔和大气相通状态下,将检测气体通过稳压器和流量计通过氢气入口进入模
块氢气腔,关闭模块氢气出口,向模块氢腔内充气,慢慢地增加模块氢腔内压力至50kPa,并保持压力
恒定在50kPa,直至流量计显示的流量保持稳定,读取流量计上显示的流量,使用测试气体和压力的校
准曲线,将流量计的流量读数转换为SCCM单位(标准mL/min)即为氢腔总泄漏量。
6.4 许可工作压力试验
6.5 冷却系统耐压试验
按GB/T 29838-2013中5.6的规定进行。
6.6 过压试验
按GB/T 29838-2013中5.8的规定进行。
6.7 压差试验
按GB/T 29838-2013中5.11的规定进行。
6.8 电磁兼容试验
6.8.1 电磁发射试验
按GB/T 18655-2010中6.2规定的试验方法进行模块控制器传导发射-电压法试验。
按GB/T 18655-2010中6.4规定的试验方法进行模块控制器辐射发射试验。
6.8.2 电磁辐射抗扰度试验
按GB/T 17619-1998第4章的规定进行。
6.8.3 电磁传导抗扰度试验
按GB/T 21437.2-1998第4章和第5章的规定进行。
6.8.4 静电抗扰度试验
按GB/T 19951-2005第5章规定的测试方法进行模块控制器通电情况下的静电放电试验。
按GB/T 19951-2005第7章规定的试验方法进行模块控制器不通电情况下的静电放电试验。
6.9 防水防尘试验
6.10 运行试验
6.10.1 模块运行试验
制造商与需求方协商具体的试验项目和条件,试验方法按GB/T 29838-2013中5.4的规定进行。
6.10.2 持续和短时电功率
按GB/T 29838-2013中5.7的规定进行。
6.11 绝缘试验
6.11.1 绝缘强度试验
绝缘强度试验应在所有完成装配的产品上进行,试验方法按 GB/T 29838-2013中5.9的规定进行。
6.11.2 绝缘(静态)试验
a) 电池堆集流体和包装/外壳的表面裸露的金属部分;
b) 电池堆集流体和电池堆安装外框上裸露的金属面、考虑安装变形。
测定条件:模块内充满冷却液(不循环),使用模块开放电压(使用系统为已知的情况下的最大工作
电压)以上的电压。将电压增加到稳定的指定值,至少维持5s,读出稳定的绝缘电阻值。绝缘电阻的数
值应在100Ω/V以上。如果不能满足这个值,则必须向系统集成商提供试验数据。由系统集成商采取
减少危险性的措施。
6.12 振动试验
模块水腔、空气、氢气腔分别加满水、空气、氦气,压力为额定工作压力。可参照SAEJ2380-2009,
具体参见附录A中的振动强度要求对模块进行振动试验。模块在振动台上的夹具按照道路车辆的总
上的固定点进行固定。振动后分别按照GB/T 29838-2013中规定进行模块气密性、绝缘性、防护性是
否满足要求的测试。
振动后观察封装壳体和封装安装固定部件是否出现裂缝、扭曲变形等缺陷,模块可以正常运行。
6.13 储存试验
6.13.1 低温储存试验
按照制造商规定的要求处理后,进行低温储存试验。
a) 模块置于低温存储试验环境温度中,静置12h以上,至模块内温度达到预定的储存温度
(-10℃,-20℃,-30℃,-40℃);
b) 试验环境温度升至室温,静置12h以上;
试验后观察模块封装壳体和封装安装固定部件是否出现裂缝、扭曲变形等缺陷;模块按照
GB/T 29838-2013中5.3、5.4的规定进行模块气密性和运行试验;模块按照GB/T 20042.2-2008中
5.6的规定进行模块的燃料腔、氧化剂腔、冷却剂腔的窜气试验。
6.13.2 高温储存试验
按照制造商规定的要求处理后,进行高温储存试验。
a) 模块置于高温存储试验环境温度中,静置12h以上,至模块内温度达到预定的储存温度(60℃);
b) 模块试验环境温度降至室温,静置12h以上;
c) 重复以上过程,共3次。
试验后观察模块封装壳体和封装安装固定部件是否出现裂缝、扭曲变形等缺陷;模块按照
5.6的规定进行模块的燃料腔、氧化剂腔、冷却剂腔的窜气试验。
6.14 接地试验
当模块输出最高电压高于60V,模块外壳需有接地点,进行接地点与外壳金属之间电阻测试,两者
之间电阻小于0.1Ω。
6.15 高压电缆检测试验
按照GB/T 18384.3规定对高压总线电缆进行检测。
GB/T 33978-2017
GB
NATIONAL STANDARD OF THE
PEOPLE’S REPUBLIC OF CHINA
ICS 27.070
K 82
Proton exchange membrane
fuel cell modules for road vehicles
ISSUED ON. JULY 12, 2017
IMPLEMENTED ON. FEBRUARY 1, 2018
Issued by. General Administration of Quality Supervision, Inspection and
Quarantine of the People's Republic of China;
Standardization Administration of the People's Republic of
China.
Table of Contents
Foreword . 3
1 Scope .. 4
2 Normative References . 4
3 Terms and definitions . 5
4 Requirements . 5
5 Test preparation . 7
6 Test methods .. 9
7 Inspection rules .. 14
8 Marking, packaging, transportation and storage . 14
9 Documents . 16
Annex A (Informative) Vibration test . 18
Bibliography . 22
Proton exchange membrane
fuel cell modules for road vehicles
1 Scope
This Standard specifies the requirements, test equipment, test methods, inspection
rules and marking, packaging, transportation and storage, etc. for proton exchange
membrane fuel cell modules for road vehicles.
This Standard applies to proton exchange membrane fuel cell modules for road
vehicles (hereinafter referred to as modules).
2 Normative References
The following referenced documents are indispensable for the application of this
document. For dated references, only the edition dated applies to this document. For
undated references, the latest edition of the referenced documents (including all
amendments) applies to This Standard.
GB/T 4208-2008, Degrees of protection provided by enclosure (IP code)
GB/T 17619-1998, Limits and methods of testing for immunity of electrical/electronic
sub-assemblies in vehicles to electromagnetic radiation
GB/T 18384.3, Electrically propelled road vehicles - Safety specifications - Part 3.
Protection of persons against electric shock
GB/T 18655-2010, Vehicles boats and internal combustion engines - Radio
disturbance characteristics - Limits and methods of measurement for the protection
of on-board receivers
GB/T 19951-2005, Road vehicles - Test methods for electrical disturbances from
electrostatic discharge
GB/T 20042.2-2008, Proton exchange membrane fuel cell - General technical
specification of fuel cell stacks
GB/T 21437.2-2008, Road vehicles - Electrical disturbances from conduction and
coupling - Part 2. Electrical transient conduction along supply lines only
GB/T 24549-2009, Fuel cell electric vehicles - Safety requirements
4.5 Allowable working pressure requirements
Conduct test as specified in 6.4. Modules shall be free from fractures, cracks,
permanent deformations or other physical damages.
4.6 Pressure resistance requirements for cooling system
Conduct test as specified in 6.5. The cooling system of modules shall be free from
fractures, cracks, permanent deformations or other physical damages; and if the
system contains liquid as a cooling agent, the cooling agent shall not leak during test.
4.7 Overpressure requirements
If a complete vehicle has requirements on modules, then the requirements of the
complete vehicle shall be met. If there are no special requirements, conduct test as
specified in 6.6. Modules shall meet the overpressure requirements specified in 5.8 of
GB/T 29838-2013.
4.8 Differential pressure requirements
If a complete vehicle has requirements on modules, then the requirements of the
complete vehicle shall be met. If there are no special requirements, conduct test as
or other physical damages.
4.9 Electromagnetic compatibility requirements
Conduct test as specified in 6.8. Modules shall possess certain electromagnetic
compatibility, and shall meet relevant requirements of GB/T 18655-2010, GB/T 17619-
1998 and GB/T 21437.2-2008.
4.10 Waterproofing and dustproofing requirements
If a complete vehicle has requirements on modules, then the requirements of the
complete vehicle shall be met. If there are no special requirements, conduct test as
specified in 6.9. The waterproofing of modules shall meet the requirements of degree
IP5X of GB/T 4208-2008.
4.11 Performance requirements
The manufacturer and the purchaser shall agree on specific test items and conditions.
Conduct test as specified in 6.10. The power and polarization curve shall meet the
requirements of the purchaser.
4.12 Insulation requirements
Conduct test as specified in 6.11. The insulation shall meet relevant requirements of
GB/T 24549-2009.
Monitoring and control of module temperature - being capable of testing and controlling
out of modules, as needed.
Instruments for monitoring current, voltage and power of modules and data acquisition
- during test, measuring and recording the current, voltage and power of modules.
Safety control system - safety control system shall be capable of stopping test
automatically in case of any alarm of monitoring modules. It is recommended that the
anode and cathode pipelines have the capability of purging inert gas. For the out of
limit alarming of high/low cell voltage, pressure and temperature as well as gas leakage,
it is also recommended that a linked trigger device be provided; and meanwhile, an
appropriate ventilation equipment shall be provided.
monitor their consistency and attenuation.
Circulation cooling liquid conductivity test - testing the conductivity of circulation
cooling liquid of modules.
5.1.2 High-low temperature environment test chambers
High-low temperature environment test chambers shall be capable of meeting the
high-low environmental conditions required by test; and the temperature uniformity and
temperature control accuracy inside chambers shall meet the requirement of setting
temperature ± 20°C. High-low temperature environment test chambers are provided
with module operation gas supply, cooling agent and circuit interfaces; and they are
safety during test.
5.1.3 Vibration test platform
Vibration test platform shall be capable of meeting the requirements for module
vibration test and vibrating in the longitudinal direction, lateral direction, vertical
direction, etc.
5.2 Measuring instruments and accuracies
The measuring instruments for module test shall, at least, include.
a) the instruments measuring environmental conditions. barometers, hygrometers
and temperature measuring instruments;
instruments, temperature measuring instruments and humidity measuring
instruments;
c) the instruments measuring oxidizing agent. oxidizing agent flow meters, pressure
measuring instruments, temperature measuring instruments and humidity
whether there is any high-voltage electricity warning sign on the surface of
modules;
-- polarity inspection. When conducting test of 6.12, use a voltmeter to check the
polarity of terminals of modules;
-- inspection of dimensions and weight. Use a measuring tool and a weighing
6.2 Leakage test
At room temperature, use anode gas or helium to inject into the anode cavity, cathode
cavity and cooling liquid cavity of modules; and inflate gradually to the maximum
operating pressure, i.e. 1.5 times of nominal pressure, to conduct leakage test. The
gas leakage is lower than the value required by the purchaser. Maintain the pressure
at the inlet of modules stable; and use a flow meter installed at the inlet of modules to
measure the gas leakage for 10 min.
6.3 Hydrogen leakage rate test
6.3.1 Hydrogen out-leakage test
operation of modules, test the hydrogen out-leakage of modules during the operating
process. Conduct test indoors where there is no wind; the requirements for test points
and leakage concentration upper limits can be agreed on by the purchaser and the
manufacturer; and if there are no clear requirements, conduct measurement in
accordance with the following requirements.
For encapsulated modules, provide air intake (1) and air outtake(s) (1 or more); let a
certain amount of air or inert gas (the specific gas intake amount as decided by the
purchaser and the manufacturer) pass through the gas intake of modules to get inside
modules; and then discharge through the gas outtake. During the operation of modules,
pipe of modules; take the maximum concentration value during test, which shall be <
25%LFL.
Meanwhile, test the hydrogen concentration 20 mm right above all screws on the
surface of modules and 20 mm right above 4 corners. Ensure that encapsulation meet
the sealing requirements. The test time for each test point shall be > 10 s; and take the
maximum concentration value during test, which shall be < 25%LFL.
For non-encapsulated modules, use a hydrogen concentration leakage detector to test
the hydrogen concentration 200 mm around modules; and take the maximum
concentration during test, which shall be < 25%LFL.
6.3.2 Hydrogen leakage rate test
operating test for modules as specified in 5.3 and 5.4 of GB/T 29838-2013; and
conduct blow-by test for the fuel cavity, oxidizing agent cavity and cooling agent cavity
of modules as specified in 5.6 of GB/T 20042.2-2008.
6.14 Earthing test
When the maximum output voltage of modu...
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