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文檔簡介

《燃料電池電動摩托車和燃料電池電動輕便摩托車

整車氫安全要求(征求意見稿)》編制說明

一、工作簡況

1.1任務來源

《燃料電池電動摩托車和燃料電池電動輕便摩托車整車氫安全要求》團體標準

是由中國汽車工程學會批準立項。文件號中汽學函【2021】258號,任務號為2021-71。

本標準由中國汽車工程學會摩托車分會提出,天津內(nèi)燃機研究所(天津摩托車技術

中心)、中汽研汽車檢驗中心(天津)有限公司、天津大學、重慶宗申氫能源動力

科技有限公司、九號科技有限公司、青島陽氫集團有限公司、創(chuàng)明(韶關)綠色能

源材料技術研究院有限公司、上海捷氫科技股份有限公司、國家電投集團氫能公司、

佛山市攀業(yè)氫能源科技有限公司等單位起草。

1.2編制背景與目標

燃料電池電動摩托車和燃料電池電動輕便摩托車(以下簡稱“燃料電池電動摩

托車”)具有加氫時間短,續(xù)駛里程長,零碳排放的優(yōu)勢,在國家提出實現(xiàn)雙碳目

標、大力支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景下,隨著制氫、運氫、儲氫和燃料電池等核心技

術發(fā)展,以及加氫站等基礎設施的不斷完善,氫燃料電池電動摩托車已成為摩托車

行業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展的重要方向。

燃料電池電動摩托車采用氫氣作為燃料進行電化學反應產(chǎn)生電能,隨車需要配

備儲氫系統(tǒng),由于氫氣具有易燃易爆的特點,因此燃料電池電動摩托車與傳統(tǒng)摩托

車相比,需要重點保證以氫安全為主體的車輛安全要求。消費者對燃料電池電動摩

托車的氫安全性尤其關注,但是目前國內(nèi)沒有燃料電池電動摩托車氫安全要求方面

的標準。本標準的制定將填補燃料電池電動摩托車產(chǎn)品氫安全要求標準的空白,為

產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、檢測提供技術支撐,促進產(chǎn)品安全要求得到有效實施,提高我

國燃料電池電動摩托車產(chǎn)品的整體安全性水平。同時為今后燃料電池電動摩托車國

家標準的制定提供研究基礎,為未來協(xié)調(diào)發(fā)展摩托車強制性產(chǎn)品認證中氫安全相關

標準和要求提供有效的支撐。

1.3主要工作過程

1.3.1預研階段

1

2021年4月開始,了解燃料電池電動摩托車行業(yè)現(xiàn)狀、企業(yè)產(chǎn)品現(xiàn)狀,走訪了

燃料電池電動摩托車整車及關鍵零部件企業(yè),對燃料電池電動摩托車產(chǎn)品性能、儲

氫方式、安全控制措施等關鍵技術進行深入調(diào)研。

2021年6月~7月搜集整理國內(nèi)外燃料電池車輛安全要求相關標準法規(guī),并進

行分析研究。

1.3.2立項階段

2021年8月~9月在預研的基礎上,聯(lián)合相關整車及關鍵零部件企業(yè)完成標準初

稿。

2021年11月23日本標準通過中國汽車工程學會立項審查,于2021年12月21

日獲得立項批準。

1.3.3征求意見階段

2022年2月25日通過線上會議召開了標準啟動會,會議由天津內(nèi)燃機研究所

(天津摩托車技術中心)對本標準的立項背景、任務來源、技術內(nèi)容、研究計劃等

進行了簡要介紹,確認了各單位主要參加人員及工作分工。

2022年3月~11月工作組全面深入研究燃料電池電動摩托車安全要求相關的

GTR全球技術法規(guī)、ISO標準、歐洲法規(guī)及國內(nèi)燃料電池電動汽車安全要求標準,明

確標準研究技術路線、對整車和關鍵系統(tǒng)安全要求進行梳理分析,調(diào)整標準內(nèi)容框

架。對標準初稿內(nèi)容進行討論和修改,形成標準草案稿。

2022年12月在行業(yè)內(nèi)廣泛征求意見,各單位積極反饋,共計10條修改意見。

工作組經(jīng)討論采納5條修改意見,對標準草案內(nèi)容進行了修改。

2023年5月工作組分別選取具有典型特征的燃料電池電動兩輪摩托車和帶封閉

貨箱的燃料電池電動正三輪摩托車進行驗證試驗。

2023年5月30日召開標準工作組討論會,工作組對標準文稿內(nèi)容逐條進行討論確

認。會議期間,對團標名稱調(diào)整進行了反復討論,團標立項批準名稱為《燃料電池

摩托車和燃料電池輕便摩托車車載氫系統(tǒng)整車安全要求》,申請調(diào)整原因如下:

(1)GB/T5359.1-2019《摩托車和輕便摩托車術語第1部分:車輛類型》的術

語中2.1.1電動摩托車的定義為“由電力驅(qū)動的摩托車”,2.2.1電動輕便摩托車的

定義為“由電力驅(qū)動的輕便摩托車”,因此將標準名稱中的“燃料電池摩托車和燃

料電池輕便摩托車”增加“電動”作為定語,更改為“燃料電池電動摩托車和燃料

電池電動輕便摩托車”更為準確。

2

(2)新發(fā)布的GB/T26990-2023《燃料電池電動汽車車載氫系統(tǒng)技術條件》中,

對車載氫系統(tǒng)的定義明確不包括燃料電池。立項標準名稱中“車載氫系統(tǒng)整車安全

要求”是為了明確標準規(guī)定的安全要求范圍只涉及氫相關的所有系統(tǒng)和部件在整車

層面的安全要求,其中也包括燃料電池系統(tǒng)帶來的整車氫氣排放的要求。

綜合考慮標準名稱與標準內(nèi)容的對應性及與其他國家標準的協(xié)調(diào)性,申請將團

標名稱修改為《燃料電池電動摩托車和燃料電池電動輕便摩托車整車氫安全要求》

2023年6月~9月,工作組對討論會遺留技術問題進行研究確認及文稿修改,經(jīng)

工作組成員單位確認,形成征求意見稿。

1.4編制工作組

序號姓名單位工作組分工

執(zhí)筆人

1蘇梅天津內(nèi)燃機研究所(天津摩托車技術中心)

總體負責

標準研究

2胡瑞天津內(nèi)燃機研究所(天津摩托車技術中心)參與調(diào)研

試驗驗證

標準研究

3胡春明天津內(nèi)燃機研究所(天津摩托車技術中心)

技術支持

標準研究

4郭婷中汽研汽車檢驗中心(天津)有限公司

技術支持

5秦彥周天津大學技術支持

標準研究

6袁洪根重慶宗申氫能源動力科技有限公司

試驗驗證

7劉建軍天津內(nèi)燃機研究所(天津摩托車技術中心)試驗驗證

8梅曉磊九號科技有限公司標準研究

創(chuàng)明(韶關)綠色能源材料技術研究院有標準研究

9閻有花

限公司技術支持

10吳金條青島陽氫集團有限公司標準研究

11柴茂榮國家電投集團氫能公司標準研究

12楊曦上海捷氫科技股份有限公司標準研究

13董輝佛山市攀業(yè)氫能源科技有限公司標準研究

二、標準編制原則和主要內(nèi)容

2.1標準制定原則

本標準結合我國燃料電池電動摩托車行業(yè)情況,立足燃料電池摩托車產(chǎn)品特點,

參照國內(nèi)燃料電池電動汽車及國外燃料電池電動車輛相關標準法規(guī),開展車輛安全

3

性研究,聚焦氫安全,制定適用于我國燃料電池電動摩托車的整車氫安全要求及試

驗方法。

2.1.1通用性原則

本標準規(guī)定了燃料電池電動摩托車氫安全相關的一般要求、系統(tǒng)安全要求、整

車安全要求以及試驗方法,適用于L1-L5類全部車輛類型的燃料電池電動摩托車,

通用性高。

2.1.2指導性原則

本標準對燃料電池電動摩托車產(chǎn)品的整車氫安全性提出明確要求并規(guī)定了測量

方法,為企業(yè)在產(chǎn)品設計階段確定安全性技術指標提供設計依據(jù),為檢測機構進行

產(chǎn)品安全性質(zhì)量檢驗提供檢測標準,對于產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、檢測、產(chǎn)業(yè)化,起到

重要的指導作用。

2.1.3協(xié)調(diào)性原則

本標準是對摩托車標準體系的完善,填補了燃料電池電動摩托車產(chǎn)品氫相關標

準的空白。本標準提出的燃料電池電動摩托車氫安全要求和試驗方法與目前使用的

燃料電池電動汽車國家標準中的方法協(xié)調(diào)統(tǒng)一、互不交叉。

2.1.4兼容性原則

本標準規(guī)定的安全要求和試驗方法,充分考慮了燃料電池電動摩托車不同的儲

氫方式,既適用于采用壓縮氣態(tài)儲氫瓶的燃料電池電動摩托車,也適用于采用固態(tài)

儲氫裝置的燃料電池電動摩托車,具有普遍適用性。

2.1.5規(guī)范性原則

本標準按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結構

和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。

2.2標準主要技術內(nèi)容

本標準共分為6章,內(nèi)容包括范圍、規(guī)范性引用文件、術語和定義、安全要求、

試驗方法、說明書和維修手冊要求。

標準規(guī)定了燃料電池電動摩托車氫安全相關的要求和試驗方法。安全要求包括

一般要求、系統(tǒng)安全要求和整車安全要求三部分內(nèi)容,其中一般要求對燃料電池電

動摩托車設計制造、車輛操作、電氣安全、警示標識、儲氫裝置等方面提出了基本

要求;系統(tǒng)安全要求包括過壓保護、泄壓系統(tǒng)要求、加氫/換氫要求、供氫管路氫氣

泄漏要求;整車安全要求包括整車氫氣排放、整車氫氣泄漏控制、氫氣低剩余量提

4

醒、燃料排出要求。標準規(guī)定了整車氫氣排放試驗、氫氣泄漏報警裝置功能驗證以

及供氫管路氫氣泄漏測試等關鍵檢驗項目的具體試驗方法。

2.3關鍵技術問題說明

本標準立足燃料電池摩托車產(chǎn)品特點,對燃料電池電動摩托車從整車層面提出

了較為完善的氫相關安全要求。

燃料電池電動摩托車在氫燃料存儲方式上具有多樣性,除了燃料電池電動汽車

采用的高壓氣態(tài)儲氫方式以外,還存在固態(tài)儲氫方式;在車輛穩(wěn)定性方面,兩輪摩

托車車輛易于傾倒,需要增加車輛傾倒時氫系統(tǒng)的安全保護措施;在車輛結構方面

受空間限制,系統(tǒng)結構緊湊。

本標準從一般要求、系統(tǒng)安全要求、整車安全要求三個方面,對儲氫系統(tǒng)、供

氫管路、泄壓系統(tǒng)等方面規(guī)定了結構安全要求;對整車氫氣排放、整車氫氣泄漏報

警、供氫管路氫氣泄漏等方面提出明確的氫安全控制技術要求;對加氫/換氫、過壓

保護、燃料排出功能、氫氣低剩余量提醒等方面提出了保障氫安全的功能要求。本

標準針對燃料電池電動摩托車特有的固態(tài)儲氫方式,規(guī)定了固態(tài)儲氫裝置產(chǎn)品要求、

更換儲氫裝置的操作和泄漏控制等相關要求,確保車輛采用固態(tài)儲氫方式的安全性。

標準除一般檢查項目外,整車氫氣排放試驗、整車氫氣泄漏控制功能驗證以及

供氫管路氫氣泄漏測試項目,應按照標準規(guī)定的試驗方法進行測試,并根據(jù)本標準

規(guī)定的限值進行符合性判定。

2.4標準主要內(nèi)容的論據(jù)

本標準的制定參考了GB/T24549-2020《燃料電池電動汽車安全要求》、GB/T

37154-2017《燃料電池電動汽車整車氫氣排放測試方法》、GTR13《氫和燃料電池

車輛全球技術法規(guī)》、UNRegulationNo.146《關于L類氫燃料車輛及部件認證的

安全性能統(tǒng)一規(guī)定》等多個國家和國際標準。工作組匯集了業(yè)界相關企業(yè)、高校、

檢測機構、研究機構等多家單位,經(jīng)深入研究及反復討論、驗證,聚焦燃料電池電

動摩托車整車氫安全要求,結合燃料電池摩托車產(chǎn)品的特殊性,提出燃料電池電動

摩托車整車氫安全要求及測試方法。

(1)條款4.3.1整車氫氣排放:燃料電池電動摩托車正常運行期間(包括啟動

和停機),任意連續(xù)3s內(nèi)氫氣排放的平均氫氣體積濃度應不超過4%,且瞬時氫氣體積

濃度不超過8%。

說明:車輛運行時,燃料電池系統(tǒng)在工作過程中會排出氫氣,會導致特定環(huán)境

5

中氫氣濃度隨氫氣排放不斷增加。當氫氣體積濃度達到燃燒極限的下限,氫氣存在

燃燒及爆炸的風險。因此,標準要求燃料電池電動摩托車正常運行期間對氫氣排放

進行控制。由于氫氣燃燒極限的下限為4%,并且本標準與汽車GB/T24549-2020《燃

料電池電動汽車安全要求》以及國際法規(guī)協(xié)調(diào)一致,將限值設置為平均氫氣體積濃

度應不超過4%,且瞬時氫氣體積濃度不超過8%。

(2)條款4.3.2整車氫氣泄漏控制:當車輛封閉空間或半封閉空間中氫氣體積

濃度達到或超過2.0%±1.0%時,應發(fā)出警告;當車輛封閉空間或半封閉空間中氫氣體

積濃度達到或超過3.0%±1.0%時,應立即自動關斷氫氣供應。

說明:氫氣密度小于空氣,當整車中的儲氫裝置、供氫管路等系統(tǒng)存在氫氣泄

漏時,氫氣會聚集在車輛封閉空間或半封閉空間內(nèi),導致這些空間內(nèi)的氫氣濃度不

斷增加。當車輛封閉空間或半封閉空間中氫氣體積濃度達到燃燒極限的下限,氫氣

存在燃燒及爆炸的風險。因此,標準要求對氫氣泄漏進行監(jiān)測和控制。

氫氣燃燒極限的下限為4%,本標準對氫氣泄漏按照不同的氫氣體積濃度分別提

出了報警和關斷氫氣供應兩級控制要求。標準規(guī)定的警告濃度設置范圍為2.0%±1.0%

時;關斷氫氣供應濃度設置范圍為3.0%±1.0%。企業(yè)可根據(jù)實際情況在本標準規(guī)定

的范圍內(nèi)設置控制濃度。本標準與汽車GB/T24549-2020《燃料電池電動汽車安全

要求》相關控制要求協(xié)調(diào)一致。

2.5標準工作基礎

標準制定牽頭單位為摩托車行業(yè)技術支撐單位,具有豐富的標準制修訂工作經(jīng)

驗。標準工作組由機動車檢測機構、科研院校、燃料電池電動摩托車整車企業(yè)、關

鍵零部件企業(yè)等組成,產(chǎn)學研及機動車檢驗檢測機構相結合,充分發(fā)揮各自優(yōu)勢,

能夠全面、準確地把握燃料電池摩托車研發(fā)、制造、檢測和應用階段的安全需求和

關鍵技術,制定完善、科學、合理的標準技術要求和試驗方法,具有扎實的標準制

定工作基礎。

標準工作組在充分調(diào)研燃料電池摩托車及關鍵零部件產(chǎn)品現(xiàn)狀的基礎上,對燃

料電池電動車輛GTR全球技術法規(guī)、歐洲法規(guī)、國內(nèi)燃料電池電動汽車標準相關氫

安全要求及試驗方法進行了深入研究,并進行了關鍵技術內(nèi)容試驗驗證工作。本標

準是在充分研究和驗證基礎上完成,具有一定的先進性、通用性、科學性和可操作

性。

6

三、主要試驗(或驗證)情況分析

為了驗證標準規(guī)定的試驗方法及要求,工作組選取了具有代表性結構特征的燃

料電池摩托車進行了驗證試驗。

1、整車氫氣排放試驗

(1)試驗方法及判定

打開試驗車輛啟動開關,啟動燃料電池電動摩托車并使其保持在怠速狀態(tài),完

成1次排氣吹掃過程后,保持1分鐘,然后關閉車輛啟動開關,車輛按照制造商規(guī)

定的程序停機。

測量點位于燃料電池系統(tǒng)排氣口氣流中心線上,距離排氣口中點100mm。從啟

動試驗車輛開始,進行氫氣排放相對體積濃度測量,直至燃料電池完全停止工作后

結束測量。

符合性判定:任意連續(xù)3s內(nèi)的平均氫氣體積濃度應不超過4%,且瞬時氫氣體

積濃度不超過8%。

(2)驗證情況

森藍E-RT3燃料電池電動摩托車,任意連續(xù)3s內(nèi)的平均氫氣體積濃度最大值為

3.71%,瞬時氫氣體積濃度最大值為4.73%。驗證結果滿足標準規(guī)定的氫氣排放限值

要求。

2、整車氫氣泄漏控制功能驗證試驗

(1)試驗方法及判定

燃料電池電動摩托車在可能聚集氫氣的封閉或半封閉空間上方的適當位置,應

至少安裝一個氫氣泄漏探測傳感器,能實時檢測氫氣的濃度,并將信號傳遞給氫氣

泄漏報警裝置。試驗時依據(jù)車輛制造商的要求,選擇氫氣體積濃度不大于4%的試驗

氣體,吹入氫氣泄漏探測傳感器,按照標準要求判斷車輛氫氣泄漏控制功能的符合

性。

當車輛封閉空間或半封閉空間中氫氣體積濃度達到或超過2.0%±1.0%時,報警

裝置應發(fā)出警告;當車輛封閉空間或半封閉空間中氫氣體積濃度達到或超過3.0%±

1.0%時,應立即自動關斷氫氣供應。

(2)驗證情況

森藍E-RT3燃料電池電動摩托車安裝有氫氣傳感器,試驗時按照企業(yè)設定的濃度,

分別采用氫氣體積濃度1%和3%的試驗氣體進行驗證。氫氣體積濃度為1%時車輛報警

7

裝置發(fā)出警告;氫氣體積濃度為3%時,車輛氫瓶主關斷閥自動關閉氫氣供應、燃料

電池系統(tǒng)停機。驗證結果滿足標準關于整車氫氣泄漏控制功能的要求。

標準其余條款為結構、功能或目視檢查項目,經(jīng)相關燃料電池電動摩托車企業(yè)

確認,標準規(guī)定的結構及功能要求均可以實現(xiàn)。

本標準主要試驗方法和要求參考燃料電池電動汽車安全要求相關標準制訂,相

關方法已經(jīng)過大量燃料電池電動汽車公告檢驗和3C認證檢驗的驗證??紤]到摩托車

和汽車結構差異性,項目組選取典型摩托車車型進行了試驗驗證。上述驗證結果表

明本標準規(guī)定的試驗方法成熟可靠,實操性強,能有效測試和評價燃料電池電動摩

托車整車氫安全相關性能。

四、標準中涉及專利的情況

尚無。

五、預期達到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用的情況

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