一、電性能測試中的氫、電安全測評

（1）氣體泄漏測試

根據(jù)GB/T 27748.1-2017《固定式燃料電池發(fā)電系統(tǒng)第1 部分：安全》中5.4 節(jié)和GB/T 31037.1-2014《工業(yè)起升車輛用燃料電池發(fā)電系統(tǒng)第1 部分：安全》中5.2 節(jié)規(guī)定的測試標(biāo)準(zhǔn)，對燃料電池系統(tǒng)進行氣體泄漏試驗。

在進行該試驗前，應(yīng)按照氫系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)進行分類。確定上述子系統(tǒng)在燃料電池系統(tǒng)正常運行過程中的實際壓力，按照相應(yīng)的設(shè)計要求，作為獨立試驗段分別加壓。在試驗段的入口處連接一個能夠為氣體介質(zhì)提供試驗壓力的、合適的加壓系統(tǒng)或穩(wěn)壓系統(tǒng)以及一個能夠精確測量泄漏量的流量測量裝置，測量裝置的精度應(yīng)滿足GB/T 23645-2009 中的相應(yīng)規(guī)定（≤1%）。流量測量裝置應(yīng)位于加壓系統(tǒng)和試驗段之間，應(yīng)通過合適的方法對試驗段的出口進行密封。測試中，使所有功能部件處于開啟位置，在試驗段的所有部件上均保持所要求的測試壓力。

氣體介質(zhì)應(yīng)逐漸進入試驗段，以便試驗段在大約1min 內(nèi)逐漸達(dá)到不低于表5.9 所列的規(guī)定壓力值。

該壓力應(yīng)保持30min 時間，試驗過程中記錄在此時間段內(nèi)流量監(jiān)測裝置顯示的任何泄漏量。

在自然通風(fēng)的條件下，燃料電池系統(tǒng)在進行該項試驗時氣體泄漏量不得超過表5-9 所列的規(guī)定極限值。

表5-9 氣體泄漏量實驗要求

（2）強度測試

根據(jù)GB/T 27748.1-2017《固定式燃料電池發(fā)電系統(tǒng)第一部分：安全》中5.5 節(jié)的規(guī)定，強度測試要進行氣動強度試驗和液壓強度試驗兩部分。

采用與正常運行過程預(yù)期的氣/液體組分接近的流體進行測試，測試壓力達(dá)到規(guī)定值時，燃料電池系統(tǒng)部件應(yīng)不出現(xiàn)破裂、斷裂、變形或者其他可見的物理損壞和液體泄漏。

在進行該試驗前，應(yīng)按照氫系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)分類。確定上述子系統(tǒng)在燃料電池系統(tǒng)正常運行過程中的實際壓力，按照相應(yīng)的設(shè)計要求，作為獨立試驗段分別加壓。必要時可通過便捷方法將被測試驗段與燃料電池系統(tǒng)的其他部分隔開。此外，上述系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的定義應(yīng)符合GB/T29838-2013 中的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

應(yīng)在試驗段的入口處連接一個能夠為氣體介質(zhì)提供實驗壓力的、合適的加壓系統(tǒng)或穩(wěn)壓系統(tǒng)和一個能夠使得試驗段充滿規(guī)定壓力液體介質(zhì)的液壓系統(tǒng)。使所有功能部件處于開啟位置，在試驗段所有部件上均保持所要求的測試壓力。此外還需要一個能夠保持所需試驗壓力的壓力測試裝置。氣/液介質(zhì)應(yīng)逐漸被加注到試驗段，在1min 內(nèi)達(dá)到不低于表5-10 所列的規(guī)定測試壓力，該壓力下至少保持1min及以上時間，然后將壓力降低至設(shè)計壓力。依據(jù)表5-10 所列要求確定測試是否通過。

表5-10 強度實驗要求

（3）欠氣測試

根據(jù)GB/T 29838-2013 中5.15.2 節(jié)和5.15.3 節(jié)的要求，進行欠氣測試，測試包括燃料（氫氣）饑餓測試和氧化劑（氧氣）饑餓測試兩部分。

燃料電池系統(tǒng)應(yīng)以標(biāo)稱功率和正常運行參數(shù)運行至穩(wěn)定狀態(tài)后，將燃料/氧化劑減少到代表最壞情況的水平。

電壓監(jiān)測系統(tǒng)或其他安全系統(tǒng)應(yīng)提供一個信號，用于在達(dá)到危險狀態(tài)之前，將燃料電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到安全狀態(tài)。

（4）冷卻缺失/損失試驗

根據(jù)GB/T 29838-2013 中5.15.4 節(jié)的要求進行冷卻損失試驗。開始試驗后，在制造商規(guī)定的最大允許功率輸出及制造商規(guī)定的穩(wěn)定條件下運行時，將冷卻液流（如果與氧化劑分開的話）立即停止，以模擬冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)缺失或受損等故障。在冷卻損失的條件下，系統(tǒng)實現(xiàn)下列其中一種響應(yīng)：①冷卻劑斷開后燃料電池系統(tǒng)在制造商規(guī)定的允許時間內(nèi)運行；②在達(dá)到結(jié)構(gòu)材料的使用溫度極限之前，燃料電池系統(tǒng)因性能下降而關(guān)閉；③在達(dá)到危險狀態(tài)之前，系統(tǒng)的安全裝置提供信號將燃料電池模式切換到安全狀態(tài)。

若在冷卻缺失的條件下，燃料電池系統(tǒng)不能置于運行狀態(tài)，則應(yīng)被視為符合測試。

（5）電氣過載測試

根據(jù)GB/T 27748.1-2017《固定式燃料電池發(fā)電系統(tǒng)第1 部分：安全》中5.7 節(jié)的試驗規(guī)定，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)能夠承受電氣過載。

在高于額定電流的條件下工作一段時間，該系統(tǒng)不應(yīng)有起火、振動、破裂、斷裂、永久變形或者其他物理損壞的危險。

若制造商不準(zhǔn)許較高的電流，則不應(yīng)進行該測試。

（6）觸電防護

通常情況下，燃料電池系統(tǒng)上易觸及的導(dǎo)電部件不應(yīng)存在帶電風(fēng)險。為防止意外接觸帶電部件，燃料電池系統(tǒng)可根據(jù)GB 18384-2020《電動汽車安全要求》的要求設(shè)計相應(yīng)結(jié)構(gòu)和防護外殼，系統(tǒng)的接觸防護和間接接觸防護要求應(yīng)能通過上述標(biāo)準(zhǔn)7.1 節(jié)中給出的觸電防護試驗要求。

（7）耐壓測試

燃料電池系統(tǒng)內(nèi)部的絕緣體應(yīng)有足夠的耐電壓能力，在進行GB/T 18384.3-2015 中規(guī)定的耐電壓試驗中，系統(tǒng)不應(yīng)發(fā)生絕緣擊穿或電弧現(xiàn)象。

（8）絕緣要求

對于任何B 級電壓電路的帶電部件應(yīng)采取絕緣措施，提供危險接觸的防護， 絕緣措施包括但不限制于基本絕緣或遮擋/外殼或多種絕緣方式組合，無論采用何種方式都應(yīng)達(dá)到GB 18384-2020 規(guī)定的要求。同時，根據(jù)GB/T 31037.1-2014《工業(yè)起升車輛用燃料電池發(fā)電系統(tǒng)第1 部分：安全》中5.5 節(jié)的規(guī)定，燃料電池系統(tǒng)B 級電壓電路在按照GB/T 16935.1-2008《低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合第1 部分：原理、要求和試驗》所給出的測試方法進行測試，電阻值檢查結(jié)果如符合表5-11 所列參數(shù)，則認(rèn)為符合規(guī)定。

表5-11 絕緣電阻要求

二、機械振動、沖擊測試中的安全測評

燃料電池系統(tǒng)激勵源主要是由于汽車行駛過程中路面的不平整造成的，路面的激勵頻率大部分集中在低頻端，燃料電池系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)據(jù)此考慮燃料電池系統(tǒng)的整體固有頻率。

根據(jù)GB/T 31037.1-2014《工業(yè)起升車輛用燃料電池發(fā)電系統(tǒng)第1 部分：安全》中5.3 節(jié)的規(guī)定，燃料電池系統(tǒng)應(yīng)具有一定的抗沖擊振動的能力，保證正常使用、運輸或儲存過程中產(chǎn)生的沖擊振動不會對系統(tǒng)各個部件產(chǎn)生損害。按GB/Z 18333.1-2001 中的規(guī)定進行試驗后，若燃料電池系統(tǒng)能正常啟動和運行，則可認(rèn)為通過測試。

三、高、低溫存儲及冷凍/解凍循環(huán)測試中的安全測評

（1）高、低溫存儲測試

試驗參考GB/T 33979-2017，具體要求如下：

1）低溫（高溫）存儲試驗前應(yīng)保證沒有泄漏、絕緣、耐高壓問題。

2）常溫下進行氣密性、極化曲線測試，確定試驗前系統(tǒng)性能。

3）試驗前按照制造商規(guī)定的關(guān)機程序進行關(guān)機，系統(tǒng)置于低溫（高溫）存儲試驗環(huán)境溫度中，靜置12h 以上，至系統(tǒng)內(nèi)溫度達(dá)到預(yù)定的儲存溫度。

4）試驗環(huán)境溫度升至室溫，靜置12h 以上。

5）重復(fù)以上過程，共2 次。

6）觀察系統(tǒng)各部件殼體和封裝安裝固定部件是否出現(xiàn)裂縫、扭曲變形等缺陷。

7）常溫下進行氣密性、極化曲線測試，確定試驗后系統(tǒng)性能。

需要注意的是，在上述試驗過程中，人員應(yīng)盡量避免進入環(huán)境艙，以免造成人員傷害。

（2）低溫氣密性測試

試驗參考GB/T 33979-2017，具體要求如下：

1）低溫氣密性測試前應(yīng)保證沒有氣密性、絕緣、耐高壓問題。

2）氣密性測試管路連接好后，將系統(tǒng)置于低溫環(huán)境溫度中，將管路引出環(huán)境艙。

3）試驗前按照制造商規(guī)定的關(guān)機程序進行關(guān)機。常溫下進行氣密性試驗，確定試驗前系統(tǒng)氣密性。

4）系統(tǒng)置于低溫存儲試驗環(huán)境溫度中，靜置12h 以上，至系統(tǒng)內(nèi)溫度達(dá)到預(yù)定的儲存溫度。

5）低溫下進行氣密性試驗，確定試驗后系統(tǒng)氣密性。

需要注意的是，在上述試驗過程中，人員應(yīng)盡量避免進入環(huán)境艙，以免造成人員傷害。

（3）低溫啟動測試

試驗參考GB/T 33979-2017，具體要求如下：

1）低溫啟動前應(yīng)保證沒有泄漏、絕緣、耐高壓問題。

2）低溫啟動前應(yīng)保證系統(tǒng)已通過低溫氣密性試驗。

3）系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行情況下，按照制造商規(guī)定的關(guān)機程序，對低溫存儲前的系統(tǒng)進行關(guān)機。

4）將系統(tǒng)置于低溫存儲試驗箱中，按試驗要求設(shè)置試驗箱溫度，靜置12h 以上。

5）將系統(tǒng)在低溫試驗環(huán)境中，按照制造商規(guī)定的低溫啟動程序啟動，記錄達(dá)到額定功率輸出的時間、氣體消耗及相關(guān)的電流、電壓。

6）將系統(tǒng)在額定功率輸出穩(wěn)定運行10min（功率加載誤差≤2%）。

7）重復(fù)上述步驟，達(dá)到連續(xù)成功啟動2 次。

8）常溫下進行氣密性、極化曲線測試，確定系統(tǒng)性能。

需要注意的是，在上述試驗過程中，人員應(yīng)盡量避免進入環(huán)境艙，以免造成人員傷害。

（4）解凍測試

解凍測試僅適用于存儲溫度或工作溫度低于0℃的質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)。在以穩(wěn)定方式正常運行后，應(yīng)關(guān)閉燃料電池系統(tǒng)，然后將燃料電池系統(tǒng)冷凍在制造商指定的最低環(huán)境溫度條件下。冷凍后，根據(jù)制造商的規(guī)定升溫速率將其融化，直至系統(tǒng)內(nèi)最低溫度達(dá)到10℃。冷凍/解凍溫度也可參照GB/T 33978-2017《道路車輛用質(zhì)子交換膜燃料電池模塊》中6.13 節(jié)中的推薦值。該凍結(jié)/解凍循環(huán)重復(fù)10 次之后，應(yīng)重復(fù)進行泄漏測試。

四、電磁兼容測試中的安全測評

根據(jù)GB/T 27748.1-2017《固定式燃料電池發(fā)電系統(tǒng)第一部分：安全》中4.8 節(jié)的要求，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)不得在其預(yù)期使用處，產(chǎn)生超過規(guī)定水平的電磁干擾，并且系統(tǒng)中的電氣設(shè)備應(yīng)對電磁騷擾有足夠的抵抗能力以便在其工作環(huán)境中正確的運行。

燃料電池系統(tǒng)必須滿足電磁發(fā)射和抗擾度試驗要求，具體的要求見表5-12。

表5-12 燃料電池系統(tǒng)EMC 測試標(biāo)準(zhǔn)與要求

五、報警與關(guān)機測試

根據(jù)GB/T 31037.1-2014《工業(yè)起升車輛用燃料電池發(fā)電系統(tǒng)第1 部分：安全》中5.8 節(jié)的規(guī)定，燃料電池系統(tǒng)在進行下列報警與關(guān)機測試過程中，系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)相應(yīng)的響應(yīng)（包括顯示器、聲音和燈光警告以及自動關(guān)機、安全聯(lián)鎖等）。

（1）氫氣泄漏或氫氣積聚情況下的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)報警與關(guān)機試驗本試驗應(yīng)對安裝在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的每個氫氣濃度傳感器分別進行。按照制造商規(guī)定的程序啟動燃料電池發(fā)電系統(tǒng)后，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。氫氣探測器的測試條件為1%和2%，可以選用以下方法達(dá)到：

1）將氫氣濃度傳感器放置在一個容器中，該容器內(nèi)的氫氣濃度可以調(diào)節(jié)和控制。

2）根據(jù)氫氣濃度傳感器的信號輸出特性，用一個信號發(fā)生器取代氫氣濃度傳感器，向系統(tǒng)輸入與測試條件相對應(yīng)的信號。

當(dāng)測試的條件為氫氣體積濃度達(dá)到1%時，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)可以正常工作，但是控制系統(tǒng)應(yīng)在10s 內(nèi)通過顯示屏、聲音或燈光的方式警示操作者。維持該測試條件10min，警示信號應(yīng)持續(xù)工作。

當(dāng)測試條件為氫氣體積濃度達(dá)到2%時，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的控制系統(tǒng)應(yīng)在10s 內(nèi)自動切斷氫氣供應(yīng)源并自動關(guān)機。自動關(guān)機后，將氫氣體積濃度降到0.8%以下，在沒有人工復(fù)位的情況下，燃料電池系統(tǒng)不能正常啟動。

（2）緊急關(guān)機與啟動試驗

本試驗開始時，按照制造商的規(guī)定程序啟動燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，燃料電池系統(tǒng)應(yīng)處于正常工作狀態(tài)。觸發(fā)本機上的緊急關(guān)機按鈕，燃料電池系統(tǒng)的響應(yīng)滿足如下要求：

1）應(yīng)能觸發(fā)系統(tǒng)的安全聯(lián)鎖裝置，應(yīng)能自動切斷氫氣的供應(yīng)和電輸出。

2）應(yīng)不會造成燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的額外故障。

3）應(yīng)優(yōu)先于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)所有模式下除安全保護以外的功能和操作。

4）應(yīng)不會在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)重啟初始化過程中被自行復(fù)位。

5）若系統(tǒng)配有重啟鎖定裝置，則僅當(dāng)重啟鎖定裝置被有意復(fù)位后，一個新的啟動命令方可起作用。

完成緊急關(guān)機后，在沒有人工復(fù)位的情況下，系統(tǒng)應(yīng)不能正常啟動；系統(tǒng)重新啟動開始運行應(yīng)建立在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)故障排除且所有安全裝置均已被有意復(fù)位并開始工作的前提下。

（3）燃料廢氣排放口堵塞自動關(guān)機試驗

按照制造商規(guī)定程序啟動燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)處于正常工作狀態(tài)。堵塞燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的燃料廢氣排放口，當(dāng)排放口因堵塞導(dǎo)致壓力過高，達(dá)到制造商設(shè)定的值時，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)能自動監(jiān)測到系統(tǒng)的非正常運行情況，自動關(guān)機，并切斷氫氣的供應(yīng)源。故障排除后，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)能正常啟動。

（4）電路過流報警與關(guān)機試驗

提供超過額定輸出電流100%的過流信號至燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，電路短路保護裝置應(yīng)啟動，同時控制系統(tǒng)應(yīng)立即通過顯示屏、聲音或燈光等方式警示操作者，并且應(yīng)能自動切斷發(fā)電總輸出或自動關(guān)機。