GB/Z 21743-2008固定式質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電系統(tǒng)(獨(dú)立型)性能試驗(yàn)方法

犐犆犛２７．０７０

犓８２

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件

犌犅／犣２１７４３—２００８

固定式質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電系統(tǒng)

（獨(dú)立型）性能試驗(yàn)方法

犛狋犪狋犻狅狀犪狉狔狆狉狅狋狅狀犲狓犮犺犪狀犵犲犿犲犿犫狉犪狀犲犳狌犲犾犮犲犾犾狆狅狑犲狉狊狔狊狋犲犿（狊犲狆犪狉犪狋犲）—

犜犲狊狋狊犿犲狋犺狅犱狊犳狅狉狋犺犲狆犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲

２００８０５２０發(fā)布２００９０１０１實(shí)施

中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局

發(fā)布

中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

書

犌犅／犣２１７４３—２００８

目次

前言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅲ

引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅳ

１范圍!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

２規(guī)范性引用文件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２

３術(shù)語(yǔ)、定義和符號(hào)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３

３．１術(shù)語(yǔ)和定義!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３

３．２符號(hào)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３

４標(biāo)準(zhǔn)條件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

４．１標(biāo)準(zhǔn)溫度與壓力!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

４．２熱值計(jì)算基礎(chǔ)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

５性能檢驗(yàn)和檢驗(yàn)分類!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

５．１性能檢驗(yàn)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

５．２檢驗(yàn)分類!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

６檢驗(yàn)準(zhǔn)備!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!７

６．１概述!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!７

６．２不確定度分析!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!８

７試驗(yàn)儀器、設(shè)備和試驗(yàn)方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!８

７．１概述!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!８

７．２儀器與設(shè)備!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!８

７．３測(cè)量方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!８

８檢驗(yàn)方法和結(jié)果的計(jì)算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１３

８．１檢驗(yàn)計(jì)劃!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１３

８．２檢驗(yàn)持續(xù)時(shí)間和記錄頻次!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１５

８．３結(jié)果計(jì)算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１５

９試驗(yàn)報(bào)告!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５

９．１標(biāo)題頁(yè)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５

９．２內(nèi)容目錄!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６

９．３摘要式報(bào)告!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６

９．４詳細(xì)式報(bào)告!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６

９．５完整式報(bào)告!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６

附錄Ａ（規(guī)范性附錄）不確定度分析指南!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２７

附錄Ｂ（資料性附錄）燃料熱值的計(jì)算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３５

附錄Ｃ（資料性附錄）標(biāo)準(zhǔn)氣體!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３８

圖１質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電系統(tǒng)框圖!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

圖２符號(hào)圖例!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５

圖３燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)行過程圖!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１９

圖４系統(tǒng)功率響應(yīng)曲線斜率!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２０

Ⅰ

書

犌犅／犣２１７４３—２００８

圖５９０％輸出功率響應(yīng)曲線斜率!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２１

表１符號(hào)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３

表２檢驗(yàn)項(xiàng)目及檢驗(yàn)分類!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!７

表３試驗(yàn)項(xiàng)目的運(yùn)行條件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１３

表４在試驗(yàn)操作條件下可允許最大變動(dòng)量!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１４

表５振動(dòng)修正系數(shù)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５

表Ａ．１測(cè)量參數(shù)匯總及其標(biāo)稱值!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３０

表Ａ．２計(jì)算結(jié)果的名義值!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３０

表Ａ．３不同參數(shù)的基本誤差源!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３１

表Ａ．４絕對(duì)系統(tǒng)誤差（犅犻）和絕對(duì)隨機(jī)誤差（２犛狓犻）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３１

表Ａ．５參數(shù)狆犻敏感系數(shù)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３２

表Ａ．６傳遞的系統(tǒng)誤差（犅Ｒ）和隨機(jī)誤差（２犛Ｒ）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３３

表Ａ．７計(jì)算結(jié)果!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３４

表Ｂ．１在不同的參考條件下燃燒天然氣組分的理想氣體的熱值!!!!!!!!!!!!!!３５

表Ｂ．２空氣能量的計(jì)算工作表!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３６

表Ｂ．３燃料氣體能量計(jì)算工作表!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３７

表Ｃ．１天然氣的標(biāo)準(zhǔn)氣體!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３８

表Ｃ．２丙烷的標(biāo)準(zhǔn)氣體!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３９

Ⅱ

犌犅／犣２１７４３—２００８

前言

本指導(dǎo)性技術(shù)文件是根據(jù)我國(guó)質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀，參考了國(guó)外同類燃料電池技術(shù)和國(guó)

際電工委員會(huì)起草的ＩＥＣＴＣ１０５／５８／ＣＤＶ和ＩＥＣ１０５／７９／ＲＶＣ草案起草的。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件的附錄Ａ是規(guī)范性附錄，附錄Ｂ和附錄Ｃ是資料性附錄。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件由中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)提出。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件由全國(guó)燃料電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（ＳＡＣ／ＴＣ３４２）歸口。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件由大連新源動(dòng)力股份有限公司負(fù)責(zé)起草。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件參加起草單位：中國(guó)科學(xué)院大連化物所、機(jī)械工業(yè)北京電工所和北京世紀(jì)富原燃

料電池有限公司等。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件主要起草人：陽(yáng)貽華、王宇晨、方曉燕、胡軍、楊慶蘇、邱立東等。

Ⅲ

犌犅／犣２１７４３—２００８

引言

《固定式質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電系統(tǒng)（獨(dú)立型）性能試驗(yàn)方法》是國(guó)家“十五”重大科技專項(xiàng)的重要

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究項(xiàng)目《新能源和可再生能源關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究———質(zhì)子交換膜燃料電池、太陽(yáng)熱水系統(tǒng)、

并網(wǎng)型光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組》研究制定的、結(jié)合我國(guó)“８６３”計(jì)劃燃料電池電動(dòng)汽車重大項(xiàng)目質(zhì)子交

換膜燃料電池技術(shù)的系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之一。本部分規(guī)定了固定式質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電系統(tǒng)（獨(dú)立型）

（以下簡(jiǎn)稱發(fā)電系統(tǒng)）的運(yùn)行性能方面和它對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的影響方面的試驗(yàn)方法。

燃料電池不僅適合建設(shè)為固定式電站來提供社區(qū)和家庭用電力源，更重要的在于車載燃料電池可

以為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力源以及微型燃料電池使用于各種通訊設(shè)備、筆記本電腦和掌上電腦等。而燃料

電池技術(shù)正在從這些方面的研究和開發(fā)向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)變，燃料電池在固定電站、運(yùn)輸電源和便攜式電源等

方面的商業(yè)化即將來臨。與燃料電池相關(guān)的一些技術(shù)也將在未來５～１０年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，一些新技術(shù)、

新材料和新組件也將會(huì)在市場(chǎng)國(guó)際化的基礎(chǔ)上快速發(fā)展，可以預(yù)見燃料電池技術(shù)將會(huì)持續(xù)而高速地

發(fā)展。

我國(guó)“九五”、“十五”期間都把質(zhì)子交換膜燃料電池（ＰＥＭＦＣ）及其相關(guān)技術(shù)作為重大項(xiàng)目列入國(guó)家

科技攻關(guān)包括“８６３”燃料電池汽車重大項(xiàng)目計(jì)劃，并已取得階段性成果。目前我國(guó)在ＰＥＭＦＣ技術(shù)方面

以高校和科研院所為技術(shù)支撐，以幾家主要的高新技術(shù)企業(yè)為龍頭，已形成了大連、上海、北京和武漢等

主要的研發(fā)基地。他們當(dāng)中有的已取得擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利技術(shù)，正在積極推進(jìn)我國(guó)燃料電池技術(shù)

的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。

早期制定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于推動(dòng)這項(xiàng)具有無限發(fā)展?jié)摿Φ男录夹g(shù)———燃料電池的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化是非常重

要的。國(guó)際電工委員會(huì)（ＩＥＣ）成立了ＩＥＣ／ＴＣ１０５來負(fù)責(zé)燃料電池專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)工作，近年來活動(dòng)非常頻

繁，目前已發(fā)布了多項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)在開展燃料電池技術(shù)科技攻關(guān)和跟蹤國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，根據(jù)我國(guó)

實(shí)際安排了相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究制定，旨在體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)早期介入科技成果產(chǎn)業(yè)化，與國(guó)際接軌的理

念。目前已完成的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目有：

１）質(zhì)子交換膜燃料電池術(shù)語(yǔ)（ＧＢ／Ｔ２００４２．１—２０