甲醇制氢发电系统技术要求

1甲醇制氢发电系统技术要求本标准规定了甲醇制氢发电系统的术语和定义、技术要求、试验方法、标志、包装、运输和贮存。本标准适用于车用甲醇制氢发电系统。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，仅所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/T191包装储运图示标志GB338-2011工业用甲醇GB/T3767声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级反射面上方近似自由场的工程法GB/T3785.1-2010电声学声级计第1部分：规范（IEC61672-1:2002,IDT）GB/T3785.2-2010电声学声级计第2部分：型式评价试验（IEC61672-2:2003,IDT）GB4208-2008外壳防护等级(IP代码)（IEC60529:2001,IDT）GB4962-2008氢气使用安全技术规程GB5226.1-2008机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件（IEC60204-1:2005，IDT）GB/T6682-2008分析实验室用水规格和试验方法（ISO3696:1987,MOD）GB/T13306-2011标牌GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T17045-2008电击防护装置和设备的通用部分（IEC61140:2001,IDT）GB/T17618-2015信息技术设备抗扰度限制和测量方法（CISPR24:2010,IDT）GB/T18384.1-2015电动汽车安全要求第1部分：车载可充电储能系统（REESSISO6469-1:2009,MOD）GB18655-2002用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法（IEC/CISPR60025:1995,IDT）GB/T20042.1-2005质子交换膜燃料电池术语GB/T21437.2-2008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（ISO7637-2:2004,IDT）GB/TGB/TGB/TGB/T24499-200924549-200924554-200925319-2010氢气、氢能与氢能系统术语燃料电池电动汽车安全要求燃料电池发动机性能试验方法汽车用燃料电池发电系统技术条件GB/T28046.4-2011道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷（ISO16750-4:2006,MOD）GB/T29123-2012示范运行氢燃料电池电动汽车技术规范GB/T29729-2013氢系统安全的基本要求（ISO/TR15916:2004,NEQ）2GB/T30038-2013道路车辆电气电子设备防护等级（IP代码ISO20653:2006,MOD）3术语和定义GB/T24499-2009、GB/T20042.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1水氢原料aqueoushydrogenmixture甲醇和水按一定比例混合的液体原料。3.2甲醇制氢发电系统methanolreforminghydrogengeneratorpowersystem利用水氢原料通过制氢装置制得高纯氢，氢气直接通过燃料电池并化学能转变为可供外界使用的直流电能和热能的能量转换装置的集成。4技术要求4.1环境条件4.1.1汽车用的甲醇制氢发电系统应能够在工作环境下持续正常运行。4.1.2一般环境条件——环境空气温度-10℃~45℃;——环境相对湿度不大于95%；——海拔高度不高于1000m。4.1.3特殊环境条件若应用甲醇制氢发电系统的电动汽车在4.1.2以外的特殊环境运行时，应拟定合理的系统保障方案，以保证系统的正常运行。4.2结构要求4.2.1甲醇制氢发电系统的主要设备单元有制氢单元、氢燃料电池单元和控制单元。4.2.2制氢单元的选材应符合GB/T29729-2013中7.2.2的要求。4.2.3所有构件及材料均应适应系统预期的运行温度和压力范围，还应能承受运行条件下的化学的、机械的和其他条件的作用。4.2.4直接接触液体原料、潮气、冷凝物等物质的任何构件和连接这些构件的紧固零件，都应满足使用要求并能耐腐蚀，在维修时还应便于调整或更换。4.2.5系统的线束、管路设计应满足电动汽车对结构、性能及可靠性等的要求。4.3原料要求甲醇制氢发电系统所使用的原料应满足：a)水与甲醇的摩尔比值为11～1.7）3b)甲醇成分应符合GB338-2011中一等品的规定。c)水应符合GB/T6682-2008中二级标准的规定,且比电阻大于8MΩ·cm（25℃)。4.4安全要求4.4.1总则车用甲醇制氢发电系统应具有故障防护装置，在故障发生时，能及时保证车内人员、周围人员及车辆的安全。4.4.2电安全4.4.2.1电路电压等级依据电路的最大工作电压U，划分不同的电压级，如表1。表1电路的电压级电压级别直流系统/VAB4.4.2.2接地甲醇制氢发电系统应有防雷防静电的接地装置。4.4.2.3电击防护甲醇制氢发电系统应具备保护人员在直接接触或间接接触免受电击的能力，防止人员与B级电压电路带电部分直接接触。甲醇制氢发电系统应具有残余电压防护的功能，符合GB5226.1-2008中6.2.4的要求。4.4.2.4电气设备的保护甲醇制氢发电系统应对（包括但不限于）以下情况作出相应的保护措施：——由于短路而引起的过电流；——过载和或系统冷却功能损失；——异常温度；——失压或欠电压；——机械或机械部件超速；——接地故障/残余电流；——相序错误；——闪电和开关浪涌引起的过电压。4.4.3热安全系统的温度变化不影响乘员舒适性，对整车其它部件无影响，人员可触碰区域有防护，有安全警示。系统自身有热管理和热保护。4.4.4氢安全44.4.4.1氢气压力甲醇制氢发电系统中不能出现氢气压力大于0.2MPa的情况。4.4.4.2气密性氢气管道应严防泄漏，所用部件应具有良好的密封性能。无论何种情况下，系统外积聚泄漏导致的氢气的浓度不应超过75%LFL。4.4.4.3氢保护在可能发生氢气泄漏的部位，都应合理地安装氢气泄漏探测器。氢气积聚浓度达到50%LFL之前，就能够通过报警装置提示使用者；氢气积聚浓度达到75%LFL时，应能自动切断氢气源、电源等。4.4.5碰撞安全甲醇制氢发电系统在设计上应设有防碰撞的要求，满足乘用车碰撞安全要求。若汽车碰撞导致甲醇制氢发电系统无法正常运行，安全防护系统应能够自动切断电源和燃料的供应。4.5电磁兼容性4.5.1无线电骚扰极限值应符合GB18655－2002中规定的骚扰限值要求。4.5.2电磁抗干扰度应符合GB/T21437.2-2008中抗干扰度II级的要求。4.6绝缘电阻系统的带电部件应具有良好的绝缘保护，并只能够通过破坏才能移开。在动力电力导线和保护联结电路间施加500Vdc，绝缘电阻不低于1MΩ。4.7抗电强度甲醇制氢发电系统的动力电路导线和保护联结电路之间应能承受50Hz、有效值为1000V的正弦交流电压或等效其峰值的1414V电压，时间至少1s，过程中不应出现击穿放电。4.8功能要求4.8.1启动甲醇制氢发电系统应能一键启动，不能有人工干预。在正常情况下，甲醇制氢发电系统的冷启动时间不大于30min，热启动时间不大于3min。4.8.2运行在水氢原料充足的情况下，甲醇制氢发电系统应能连续运行不低于24h。4.8.3保护甲醇制氢发电系统针对4.4出现的状况，应具有调节及保护功能。4.8.4人机交互性4.8.4.1甲醇制氢发电系统应按设计要求，发送所需信息到车辆控制系统中。54.8.4.2汽车驾驶员可在驾驶舱控制甲醇制氢发电系统的启动、停止、输出功率等。4.9噪音系统在额定工作状态下，噪音应不大于74dB（A）。4.10安全标识4.10.1高压在接近B级电压源，如燃料电池电堆、电池、超级电容等设备的附近应标示图1所示的标识。如果移动覆盖物或外壳，使B级电路的带电部件和/或基本绝缘暴露时，则应在覆盖物或外壳上标有该标识。B级电压线缆线皮应统一由橙色和/或橙色套管构成。图1B级电压设备的标志4.10.2高温在系统运行时，处于高温状态的部件附近应标示图2所示的标识。如果移动覆盖物或外壳，将使高温部件暴露于人可能接触到的位置，则应在覆盖物或外壳上标有该标识。图2高温设备的标志4.11防护等级甲醇制氢发电系统的防护等级应达到IP55。5试验方法5.1环境试验一般情况下，环境试验的指标应符合4.1.2的要求。若有特殊要求，可根据需求方的要求增加或加严环境试验条件。环境试验应参照GB/T28046.4中的试验方法，对系统进行高温、低温、温度变化、恒定湿热和交变湿热的试验。5.2工况试验6甲醇制氢发电系统的功能应进行试验，确保系统在本标准4.1.2的环境条件下能够正常执行应有的功能。在系统出现异常时，确保电气设备保护功能的有效执行。甲醇制氢发电系统在规定的环境条件下，可进行一键冷启动和热启动试验，启动过程无人工干预。当系统在额定功率运行的状态时，应实现以下的功能：——系统的启动时间应符合本标准4.8.1的要求，运行应符合标准4.8.2的要求；——发生本标准4.4.2.4中涉及的系统异常时，应有相应的保护措施；——系统正常运行时的温度，不影响车舱内人员的舒适度；——压力、温度、氢气浓度等传感设备均与控制系统正常连接，数据准确无误；——控制系统的各项控制功能均可正常使用。5.3接地连续性试验接地连续性的试验可按照GB5226.1-2008的18.2.2中，试验1保护联结电路连续性的检验进行。5.4电击防护试验电击防护的试验可按照GB5226.1-2008的18.5中，对残余电压保护的要求执行。5.5电磁兼容试验5.5.1无线电骚扰极限值按GB18655－2002规定的方法进行试验。5.5.2电磁抗干扰度按GB/T17618-2015规定的方法进行试验。5.6抗电强度试验抗电强度试验应参照本标准4.7的方法进行试验。5.7绝缘电阻试验绝缘电阻试验按照GB5226.1-2008中18.3的测试方法。5.8气密性试验甲醇制氢发电系统的气密性试验应按照GB/T24554-2009中7.9的测试方法执行。5.9噪音试验噪音试验使用的声级计应符合GB/T3785.1和GB/T3785.2的要求。确定以下测试条件，并依据GB/T3767的试验方法测算：a)测试环境；b)测量界面（距系统外表面的距离，离地面距离）；c)测量点的数量。5.10抗振可靠性试验将甲醇制氢发电系统紧固在振动试验台上，按下列条件进行试验：a)系统状态：运行中；d)振动方向：上下单振动；e)振动频率：30～35Hz；f)最大加速度：30m/s2；7g)振动时间：2h。试验结束后，系统应能正常启动。5.11防护等级试验甲醇制氢发电系统的防护等级试验应符合GB/T30038-2013中的要求。6标志、包装、运输和贮存6.1标志6.1.1每台甲醇制氢发电系统均应在其明显部位固定耐久性产品铭牌，其尺寸和技术要求应符合GB/T13306的规定。6.1.2甲醇制氢发电系统铭牌上至少应标出下列内容：a)产品名称；b)产品型号；c)额定功率，kW；d)机器质量，kg；e)出厂编号；f)出厂日期；g)联系方式；h)制造单位名称及其所在地（出口产品加标“中华人民共和国”）。6.1.3包装箱储运图示标志应符合GB/T191的规定。6.1.4甲醇制氢发电系统各种开关、仪表、信号灯等应有相应的文字符号作为标志，并与接线图上的文字符号一致，要求字迹清晰易辨、不褪色、不脱落、布置均匀、便于观察。6.2包装6.2.1包装箱设计应符合运输的有关规定。6.2.2甲醇制氢发电系统包装应符合GB/T13384的有关规定，并按照装箱清单记载的内容进行装箱。6.2.3对所有管口应进行封闭或包扎；