一、電性能測試中的氫、電安全測評

（1）氣體泄漏測試

根據GB/T 27748.1-2017《固定式燃料電池發(fā)電系統第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)電系統第1 部分：安全》中5.2 節(jié)規(guī)定的測試標準，對燃料電池系統進行氣體泄漏試驗。

在進行該試驗前，應按照氫系統、空氣系統、冷卻系統進行分類。確定上述子系統在燃料電池系統正常運行過程中的實際壓力，按照相應的設計要求，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提供試驗壓力的、合適的加壓系統或穩(wěn)壓系統以及一個能夠精確測量泄漏量的流量測量裝置，測量裝置的精度應滿足GB/T 23645-2009 中的相應規(guī)定（≤1%）。流量測量裝置應位于加壓系統和試驗段之間，應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。

氣體介質應逐漸進入試驗段，以便試驗段在大約1min 內逐漸達到不低于表5.9 所列的規(guī)定壓力值。

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

在自然通風的條件下，燃料電池系統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GB/T 27748.1-2017《固定式燃料電池發(fā)電系統第一部分：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期的氣/液體組分接近的流體進行測試，測試壓力達到規(guī)定值時，燃料電池系統部件應不出現破裂、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，應按照氫系統、空氣系統、冷卻系統分類。確定上述子系統在燃料電池系統正常運行過程中的實際壓力，按照相應的設計要求，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的其他部分隔開。此外，上述系統正常運轉的定義應符合GB/T29838-2013 中的相應標準。

應在試驗段的入口處連接一個能夠為氣體介質提供實驗壓力的、合適的加壓系統或穩(wěn)壓系統和一個能夠使得試驗段充滿規(guī)定壓力液體介質的液壓系統。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/液介質應逐漸被加注到試驗段，在1min 內達到不低于表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計壓力。依據表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。

燃料電池系統應以標稱功率和正常運行參數運行至穩(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)測系統或其他安全系統應提供一個信號，用于在達到危險狀態(tài)之前，將燃料電池系統轉換到安全狀態(tài)。

（4）冷卻缺失/損失試驗

根據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，以模擬冷卻系統出現缺失或受損等故障。在冷卻損失的條件下，系統實現下列其中一種響應：①冷卻劑斷開后燃料電池系統在制造商規(guī)定的允許時間內運行；②在達到結構材料的使用溫度極限之前，燃料電池系統因性能下降而關閉；③在達到危險狀態(tài)之前，系統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，燃料電池系統不能置于運行狀態(tài)，則應被視為符合測試。

（5）電氣過載測試

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

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

若制造商不準許較高的電流，則不應進行該測試。

（6）觸電防護

通常情況下，燃料電池系統上易觸及的導電部件不應存在帶電風險。為防止意外接觸帶電部件，燃料電池系統可根據GB 18384-2020《電動汽車安全要求》的要求設計相應結構和防護外殼，系統的接觸防護和間接接觸防護要求應能通過上述標準7.1 節(jié)中給出的觸電防護試驗要求。

（7）耐壓測試

燃料電池系統內部的絕緣體應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，系統不應發(fā)生絕緣擊穿或電弧現象。

（8）絕緣要求

對于任何B 級電壓電路的帶電部件應采取絕緣措施，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達到GB 18384-2020 規(guī)定的要求。同時，根據GB/T 31037.1-2014《工業(yè)起升車輛用燃料電池發(fā)電系統第1 部分：安全》中5.5 節(jié)的規(guī)定，燃料電池系統B 級電壓電路在按照GB/T 16935.1-2008《低壓系統內設備的絕緣配合第1 部分：原理、要求和試驗》所給出的測試方法進行測試，電阻值檢查結果如符合表5-11 所列參數，則認為符合規(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，燃料電池系統設計中應據此考慮燃料電池系統的整體固有頻率。

根據GB/T 31037.1-2014《工業(yè)起升車輛用燃料電池發(fā)電系統第1 部分：安全》中5.3 節(jié)的規(guī)定，燃料電池系統應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生的沖擊振動不會對系統各個部件產生損害。按GB/Z 18333.1-2001 中的規(guī)定進行試驗后，若燃料電池系統能正常啟動和運行，則可認為通過測試。

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，確定試驗前系統性能。

3）試驗前按照制造商規(guī)定的關機程序進行關機，系統置于低溫（高溫）存儲試驗環(huán)境溫度中，靜置12h 以上，至系統內溫度達到預定的儲存溫度。

4）試驗環(huán)境溫度升至室溫，靜置12h 以上。

5）重復以上過程，共2 次。

6）觀察系統各部件殼體和封裝安裝固定部件是否出現裂縫、扭曲變形等缺陷。

7）常溫下進行氣密性、極化曲線測試，確定試驗后系統性能。

需要注意的是，在上述試驗過程中，人員應盡量避免進入環(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)定的關機程序進行關機。常溫下進行氣密性試驗，確定試驗前系統氣密性。

4）系統置于低溫存儲試驗環(huán)境溫度中，靜置12h 以上，至系統內溫度達到預定的儲存溫度。

5）低溫下進行氣密性試驗，確定試驗后系統氣密性。

需要注意的是，在上述試驗過程中，人員應盡量避免進入環(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）低溫啟動前應保證沒有泄漏、絕緣、耐高壓問題。

2）低溫啟動前應保證系統已通過低溫氣密性試驗。

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

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

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

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

7）重復上述步驟，達到連續(xù)成功啟動2 次。

8）常溫下進行氣密性、極化曲線測試，確定系統性能。

需要注意的是，在上述試驗過程中，人員應盡量避免進入環(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℃的質子交換膜燃料電池系統。在以穩(wěn)定方式正常運行后，應關閉燃料電池系統，然后將燃料電池系統冷凍在制造商指定的最低環(huán)境溫度條件下。冷凍后，根據制造商的規(guī)定升溫速率將其融化，直至系統內最低溫度達到10℃。冷凍/解凍溫度也可參照GB/T 33978-2017《道路車輛用質子交換膜燃料電池模塊》中6.13 節(jié)中的推薦值。該凍結/解凍循環(huán)重復10 次之后，應重復進行泄漏測試。

四、電磁兼容測試中的安全測評

根據GB/T 27748.1-2017《固定式燃料電池發(fā)電系統第一部分：安全》中4.8 節(jié)的要求，燃料電池發(fā)電系統不得在其預期使用處，產生超過規(guī)定水平的電磁干擾，并且系統中的電氣設備應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EMC 測試標準與要求

五、報警與關機測試

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

（1）氫氣泄漏或氫氣積聚情況下的燃料電池發(fā)電系統報警與關機試驗本試驗應對安裝在燃料電池發(fā)電系統內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)電系統后，燃料電池發(fā)電系統處于正常工作狀態(tài)。氫氣探測器的測試條件為1%和2%，可以選用以下方法達到：

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

2）根據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，向系統輸入與測試條件相對應的信號。

當測試的條件為氫氣體積濃度達到1%時，燃料電池發(fā)電系統應可以正常工作，但是控制系統應在10s 內通過顯示屏、聲音或燈光的方式警示操作者。維持該測試條件10min，警示信號應持續(xù)工作。

當測試條件為氫氣體積濃度達到2%時，燃料電池發(fā)電系統的控制系統應在10s 內自動切斷氫氣供應源并自動關機。自動關機后，將氫氣體積濃度降到0.8%以下，在沒有人工復位的情況下，燃料電池系統不能正常啟動。

（2）緊急關機與啟動試驗

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，燃料電池系統應處于正常工作狀態(tài)。觸發(fā)本機上的緊急關機按鈕，燃料電池系統的響應滿足如下要求：

1）應能觸發(fā)系統的安全聯鎖裝置，應能自動切斷氫氣的供應和電輸出。

2）應不會造成燃料電池發(fā)電系統的額外故障。

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

4）應不會在燃料電池發(fā)電系統重啟初始化過程中被自行復位。

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

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

（3）燃料廢氣排放口堵塞自動關機試驗

按照制造商規(guī)定程序啟動燃料電池發(fā)電系統，燃料電池發(fā)電系統應處于正常工作狀態(tài)。堵塞燃料電池發(fā)電系統的燃料廢氣排放口，當排放口因堵塞導致壓力過高，達到制造商設定的值時，燃料電池發(fā)電系統應能自動監(jiān)測到系統的非正常運行情況，自動關機，并切斷氫氣的供應源。故障排除后，燃料電池發(fā)電系統應能正常啟動。

（4）電路過流報警與關機試驗

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，電路短路保護裝置應啟動，同時控制系統應立即通過顯示屏、聲音或燈光等方式警示操作者，并且應能自動切斷發(fā)電總輸出或自動關機。