ICS27.070

CCSF19

31

上海市地方標(biāo)準(zhǔn)

DB31/T1520—2024

車用氫燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行安全技術(shù)規(guī)范

Operationalsafetytechnicalspecificationsforvehiclefuelcell

system

2024-11-29發(fā)布2025-03-01實(shí)施

上海市市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布

DB31/T1520—2024

目次

前言..............................................................................II

1范圍................................................................................1

2規(guī)范性引用文件......................................................................1

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

4運(yùn)行環(huán)境與條件......................................................................1

4.1物理環(huán)境........................................................................1

4.2電氣條件........................................................................1

4.3燃料成分和供應(yīng)方式..............................................................1

4.4冷卻條件........................................................................2

4.5運(yùn)行條件........................................................................2

5運(yùn)行安全要求........................................................................2

5.1電氣安全........................................................................2

5.2機(jī)械安全........................................................................2

5.3外殼防護(hù)等級(jí)....................................................................3

5.4氫安全..........................................................................3

6試驗(yàn)驗(yàn)證要求........................................................................3

6.1通則............................................................................4

6.2試驗(yàn)氣體........................................................................4

6.3測(cè)量準(zhǔn)確度......................................................................4

6.4工作模式和工作點(diǎn)................................................................4

6.5電氣安全測(cè)試....................................................................5

6.6機(jī)械安全測(cè)試....................................................................5

6.7外殼防護(hù)測(cè)試....................................................................5

6.8氫安全測(cè)試......................................................................5

I

DB31/T1520—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)

定起草。

請(qǐng)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(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。

本文件由上海市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)提出并組織實(shí)施。

本文件由上海市新能源汽車及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。

本文件起草單位：上海重塑能源科技有限公司、上海機(jī)動(dòng)車檢測(cè)認(rèn)證技術(shù)研究中心有限公司、同

濟(jì)大學(xué)、上海市汽車零部件行業(yè)協(xié)會(huì)、上海智能新能源汽車科創(chuàng)功能平臺(tái)有限公司、上海國(guó)際汽車城

數(shù)據(jù)中心、上海氫晨新能源科技有限公司、國(guó)家汽車零部件再制造產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)中心、上海韻量

新能源科技有限公司、小氫汽車（上海）有限公司、上海捷氫科技股份有限公司。

本文件主要起草人：高雷、王佳元、裴馮來(lái)、張曉丹、繆文泉、董夢(mèng)成、侯永平、樊澤芳、魏青

龍、鐘鳴薈、朱榮杰、麥建明、李昕、邸志崗、陳瑋山、吳樂(lè)林、劉赟、陳久坤、翟雙、胡哲、林琦、

陳沛、李濤、云曉明、王美燕。

II

DB31/T1520—2024

車用氫燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行安全技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了車用氫燃料電池系統(tǒng)（下文簡(jiǎn)稱“燃料電池系統(tǒng)”）的運(yùn)行環(huán)境與條件、運(yùn)行安全

要求和試驗(yàn)驗(yàn)證要求。

本文件適用于在上海市范圍內(nèi)在用的車用氫燃料電池系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)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(duì)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/T2423.4—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Db：交變濕熱（12h＋

12h循環(huán)）

GB/T4208外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼）

GB/T24548燃料電池電動(dòng)汽車術(shù)語(yǔ)

GB/T24554—2022燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法

GB/T37244質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣

GB38031—2020電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T24554—2022和GB/T24548界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

4運(yùn)行環(huán)境與條件

4.1物理環(huán)境

燃料電池系統(tǒng)應(yīng)能在車輛運(yùn)行區(qū)域的環(huán)境物理?xiàng)l件下正常運(yùn)行，應(yīng)包括但不限于以下參數(shù)：

a)運(yùn)行區(qū)域的海拔高度范圍；

b)運(yùn)行區(qū)域的空氣溫度范圍；

c)運(yùn)行區(qū)域的空氣濕度范圍；

d)運(yùn)行區(qū)域的空氣質(zhì)量范圍。

4.2電氣條件

燃料電池系統(tǒng)應(yīng)能在所匹配的在用車輛要求的電氣條件下正常運(yùn)行且滿足5.1的要求。

4.3燃料成分和供應(yīng)方式

燃料電池系統(tǒng)應(yīng)在法規(guī)所規(guī)定的燃料成分極限和所匹配的在用車輛給定供應(yīng)方式下（例如高壓氫

氣）正常運(yùn)行。

a)燃料質(zhì)量應(yīng)符合GB/T37244的要求。

1

DB31/T1520—2024

b)供應(yīng)方式的輸入條件應(yīng)包括但不限于以下參數(shù)：

1)供氫壓力范圍；

2)供氫最大流量。

4.4冷卻條件

燃料電池系統(tǒng)應(yīng)在所匹配的在用車輛給定的冷卻介質(zhì)與供應(yīng)方式下，保證安全運(yùn)行，并正常發(fā)揮

系統(tǒng)的性能和功能。

4.5運(yùn)行條件

4.5.1啟動(dòng)

燃料電池系統(tǒng)應(yīng)判斷所有防護(hù)裝置均已正常工作時(shí)，才能接受外部啟動(dòng)指令并開(kāi)始運(yùn)行。

燃料電池系統(tǒng)應(yīng)釆用適當(dāng)?shù)幕ユi裝置，以保證正確的啟動(dòng)順序。

4.5.2運(yùn)行

燃料電池系統(tǒng)啟動(dòng)后，應(yīng)始終監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及零件狀態(tài)，使其始終滿足安全運(yùn)行條件。在此過(guò)程中，

允許系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)保護(hù)或關(guān)機(jī)等操作，降低潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。

4.5.3關(guān)機(jī)

燃料電池系統(tǒng)應(yīng)具備以下關(guān)機(jī)功能，以用于降低潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。

a)緊急關(guān)機(jī)：當(dāng)系統(tǒng)通過(guò)持續(xù)監(jiān)控確認(rèn)發(fā)生了會(huì)引起直接人身傷害的故障（內(nèi)部故障或外部請(qǐng)

求）時(shí)，并且普通的保護(hù)措施和正常關(guān)機(jī)已經(jīng)不滿足降低安全風(fēng)險(xiǎn)操作時(shí)，應(yīng)執(zhí)行同時(shí)切斷

電氣連接，空氣供應(yīng)回路和氫氣供應(yīng)回路的緊急安全操作。

b)正常關(guān)機(jī)：當(dāng)外部控制或者內(nèi)部故障觸發(fā)關(guān)機(jī)請(qǐng)求，系統(tǒng)可以由內(nèi)部控制回路進(jìn)行的可控關(guān)

閉過(guò)程。包括但不限于：

1)切斷氫氣供應(yīng)回路；

2)切斷空氣供應(yīng)回路；

3)執(zhí)行吹掃；

4)切斷電氣回路。

5運(yùn)行安全要求

5.1電氣安全

5.1.1絕緣電阻

燃料電池系統(tǒng)應(yīng)按照6.5.1的要求進(jìn)行測(cè)試，正負(fù)極的對(duì)地絕緣電阻應(yīng)不低于100Ω/V。車輛每

運(yùn)行5000km后，應(yīng)對(duì)燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行絕緣電阻檢查。

5.1.2高壓安全互鎖

燃料電池系統(tǒng)的高壓電氣連接應(yīng)包含安全互鎖接口并能提供相應(yīng)的診斷信息，發(fā)生高壓安全互鎖

故障時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)采取相應(yīng)的安全措施，避免短路、電弧等故障的發(fā)生。

5.2機(jī)械安全

2

DB31/T1520—2024

燃料電池系統(tǒng)按6.7的方法進(jìn)行試驗(yàn)，應(yīng)滿足GB38031—2020中8.2.1的要求，且滿足

5.2.1的要求。

燃料電池系統(tǒng)應(yīng)具備必要的外部緊急故障（如碰撞）信號(hào)接口，應(yīng)在收到外部緊急故障信號(hào)后，

進(jìn)入系統(tǒng)定義的保護(hù)或關(guān)機(jī)等安全狀態(tài)。

5.3外殼防護(hù)等級(jí)

燃料電池系統(tǒng)按6.8的方法進(jìn)行浸水試驗(yàn)，其等級(jí)應(yīng)滿足GB/T4208的IPX7要求。

5.4氫安全

5.4.1點(diǎn)火源

應(yīng)通過(guò)以下措施消除點(diǎn)火源：

a)在燃料電池系統(tǒng)內(nèi)部可能產(chǎn)生氫氣積聚的區(qū)域，不應(yīng)使用任何可能產(chǎn)生電火花的電氣設(shè)備，

如接觸器等；

b)通過(guò)搭接、接地或選擇合適的材料等方式，消除潛在的氫氣泄漏或者積聚區(qū)域可能存在的非

金屬材料上的靜電積聚。

5.4.2氣密性安全要求

按照6.9.1進(jìn)行氣密性測(cè)試，結(jié)果應(yīng)不低于初始?jí)毫Φ?5%。

5.4.3氫氣稀釋

燃料電池系統(tǒng)應(yīng)具備防止氫氣積聚的裝置或者結(jié)構(gòu)。車輛每運(yùn)行5000km后，應(yīng)對(duì)該裝置結(jié)構(gòu)及功

能進(jìn)行檢查，并確保其功能完好。

對(duì)于帶有封閉或者半封閉框體電堆的系統(tǒng)，框體應(yīng)具備通風(fēng)稀釋裝置。

若燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)上電并啟動(dòng)運(yùn)行，且通風(fēng)稀釋裝置已經(jīng)開(kāi)啟，則應(yīng)全程監(jiān)控框體內(nèi)部氫氣濃

度，并保證框體內(nèi)部的氫氣濃度始終低于2.0%±1.0%。

5.4.4氫氣排放

燃料電池系統(tǒng)應(yīng)按6.9.2的方法進(jìn)行氫氣排放測(cè)試。

當(dāng)燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)上電并啟動(dòng)運(yùn)行，則燃料電池系統(tǒng)的尾排氫濃度在任意連續(xù)3s內(nèi)的平均氫

氣濃度應(yīng)不超過(guò)4%，且瞬時(shí)氫氣濃度不超過(guò)8%。

5.4.5診斷和報(bào)警提示

應(yīng)按照6.9.3的方法進(jìn)行測(cè)試，燃料電池系統(tǒng)可能產(chǎn)生氫氣積聚的區(qū)域應(yīng)安裝氫氣濃度傳感器，

并能實(shí)時(shí)檢測(cè)安裝點(diǎn)周圍區(qū)域的氫氣濃度，并在必要時(shí)采取以下安全措施：

a)當(dāng)氫氣濃度超過(guò)2.0%±1.0%時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出提示報(bào)警信號(hào)；

b)當(dāng)氫氣濃度超過(guò)3.0%±1.0%時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)執(zhí)行自動(dòng)關(guān)機(jī)并切斷供氫的操作。

燃料電池系統(tǒng)也可自定義并使用其它報(bào)警閾值，但是自定義的報(bào)警信號(hào)和切斷供氫請(qǐng)求閾值不應(yīng)

高于以上標(biāo)準(zhǔn)閾值。

系統(tǒng)應(yīng)具備對(duì)氫氣濃度傳感器進(jìn)行線路質(zhì)量診斷的功能，在發(fā)生線路中斷事件時(shí)，可以上報(bào)故障，

進(jìn)行報(bào)警，并采取相應(yīng)的安全措施。

6試驗(yàn)驗(yàn)證要求

3

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6.1通則

燃料電池系統(tǒng)應(yīng)先通過(guò)GB/T24554測(cè)試后方可開(kāi)展下述試驗(yàn)驗(yàn)證；在6.5～6.9試驗(yàn)前，燃料

電池系統(tǒng)應(yīng)先按GB/T24554—2022中8.2的試驗(yàn)方法進(jìn)行一次額定功率試驗(yàn)，并記錄相應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)

據(jù)。

6.2試驗(yàn)氣體

試驗(yàn)用氣體應(yīng)符合GB/T37244中的相關(guān)規(guī)定。

6.3測(cè)量準(zhǔn)確度

測(cè)量參數(shù)、單位和準(zhǔn)確度應(yīng)符合表1要求。

表1測(cè)量參數(shù)、單位和準(zhǔn)確度要求

測(cè)量參數(shù)單位準(zhǔn)確度

電壓V±0.3%FSD或±1%rdg

電流A±0.3%FSD或±1%rdg

絕緣阻值MΩ±2%rdg或±2dgt

溫度K±1

時(shí)間s±0.1

質(zhì)量流量g/s≤1.0%FSD

氫氣濃度-±0.2%

6.4工作模式和工作點(diǎn)

燃料電池系統(tǒng)在各項(xiàng)試驗(yàn)中的工作模式應(yīng)符合表2要求。

表2工作模式定義

工作模式狀態(tài)描述

1.1系統(tǒng)沒(méi)有連接到線束及管路

1.2系統(tǒng)連接到線束及管路，低壓供電使能，高壓未使能或未連接

1.3系統(tǒng)連接到線束及管路，低壓供電使能并喚醒系統(tǒng)控制器，高壓未使能或未連接

系統(tǒng)連接到線束及管路，低壓供電使能并喚醒系統(tǒng)控制器，高壓使能，供氣管路就緒且壓力處于工作

2.1

范圍內(nèi)

2.2系統(tǒng)按照試驗(yàn)規(guī)定的要求及工況流程進(jìn)行啟動(dòng)、運(yùn)行、關(guān)機(jī)等正常操作

燃料電池系統(tǒng)在各項(xiàng)試驗(yàn)中的低壓供電工作點(diǎn)應(yīng)符合表3要求。

表3低壓供電工作點(diǎn)定義

低壓供電工作點(diǎn)狀態(tài)描述

Unom-LV系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)低壓供電點(diǎn)；對(duì)于12V產(chǎn)品，該電壓為12V；對(duì)于24V產(chǎn)品，該電壓為24V

Umin-LV系統(tǒng)的正常低壓供電范圍下限；對(duì)于12V產(chǎn)品，該電壓為9V；對(duì)于24V產(chǎn)品，該電壓為18V

Umax-LV系統(tǒng)的正常低壓供電范圍上限；對(duì)于12V產(chǎn)品，該電壓為16V；對(duì)于24V產(chǎn)品，該電壓為32V

燃料電池系統(tǒng)在各項(xiàng)試驗(yàn)中的供氫壓力點(diǎn)應(yīng)符合表4的要求。

4

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表4供氫壓力點(diǎn)定義

供氫壓力點(diǎn)狀態(tài)描述

Pnom-H系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)供氫壓力點(diǎn)

Pmin-H系統(tǒng)的正常供氫壓力點(diǎn)下限

Pmax-H系統(tǒng)的正常供氫壓力點(diǎn)上限

6.5電氣安全測(cè)試

6.5.1絕緣電阻安全測(cè)試

按照GB/T24554—2022中8.9進(jìn)行測(cè)試。

6.5.2高壓互鎖安全測(cè)試

工作模式2.1，工作點(diǎn)為（Unom-LV，Pnom-H）。通過(guò)斷開(kāi)系統(tǒng)上的高壓互鎖接口，系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)入相

應(yīng)的安全狀態(tài)，且滿足5.1.2中的要求。

系統(tǒng)上若存在多個(gè)高壓互鎖接口，則應(yīng)逐個(gè)進(jìn)行測(cè)試，并記錄每個(gè)信號(hào)接口對(duì)應(yīng)的響應(yīng)結(jié)果。

6.6機(jī)械安全測(cè)試

按照工作模式2.2、工作點(diǎn)為（Unom-LV，Pnom-H）、GB38031—2020中8.2.1的規(guī)定進(jìn)行振動(dòng)

試驗(yàn)，燃料電池系統(tǒng)在試驗(yàn)過(guò)程中平均功率應(yīng)大于等于50%?