《质子交换膜燃料电池+第2部分：电池堆通 用技术条件GBT+20042.2-2023》详细解读

《质子交换膜燃料电池第2部分：电池堆通用技术条件GB/T20042.2-2023》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4要求4.1通用安全措施4.2设计要求4.3技术要求4.4仪器设备和精度要求contents目录5试验方法5.1通则5.2外观检查5.3安全性试验5.4气体泄漏试验5.5窜气试验5.6允许工作压力试验5.7冷却系统耐压试验5.8压力差试验contents目录5.9绝缘试验5.10正常运行试验5.11额定功率试验5.12电气过载试验5.13易燃气体浓度试验5.14环境适应性试验5.15燃料电池堆质量比功率5.16燃料电池堆芯体积比功率6标志和说明contents目录6.1一般规定6.2铭牌6.3连接件的标志6.4警示标志6.5给用户提供的技术文件附录A(资料性)燃料电池堆被试样品参数参考信息附录B(资料性)燃料电池堆试验结果记录表附录C(资料性)燃料电池堆电效率contents目录参考文献011范围质子交换膜燃料电池堆的术语和定义。燃料电池堆的结构型式、技术要求、试验方法。燃料电池堆的检验规则、包装、运输和贮存。1范围022规范性引用文件GB/T20042.1-2005质子交换膜燃料电池第1部分：术语GB/T28896-2012燃料电池术语GB/T38914-2020车用质子交换膜燃料电池堆质量评估及安全测试方法2规范性引用文件033术语和定义03特点具有高能量密度、高效率、低排放等优点，是新能源汽车等领域的重要发展方向。01定义质子交换膜燃料电池堆是指由多个质子交换膜燃料电池单体组成的电能转换装置。02功能通过电化学反应，将燃料（如氢气）和氧化剂（如氧气）中的化学能转换为电能和热能。3术语和定义044要求尺寸精度电池堆各部件的尺寸应满足设计图纸要求，确保组装精确。表面质量电池堆外观应无明显划痕、污渍、变形等缺陷，各接口处应平整光滑。标识清晰电池堆上应有明确的型号、规格、生产厂家等标识，方便用户识别和使用。4要求054.1通用安全措施防火安全01质子交换膜燃料电池堆应采取有效的防火措施，包括但不限于使用阻燃材料、设置火灾报警系统以及配备灭火器材，以确保电池堆在运行过程中不会引发火灾。防电击安全02为确保操作人员的人身安全，电池堆应设计有防电击保护措施。这包括使用绝缘材料、设置电击保护装置以及进行定期的电击安全检查。防泄漏与防腐蚀03电池堆应具备良好的密封性能，以防止电解液泄漏对环境造成污染或对设备造成腐蚀。同时，电池堆的外部结构也应具备防腐蚀能力，以延长其使用寿命。4.1通用安全措施064.2设计要求010203堆体结构应紧凑合理，便于装配和拆卸，同时应具有良好的密封性和防震能力。电极板设计应优化，以降低内阻和提高电流密度，从而提升电池性能。冷却系统设计应确保电池在运行过程中能够有效散热，防止热失控现象发生。4.2设计要求074.3技术要求电池堆外观应平整，无明显的凹凸不平，外壳及端板无明显划伤、裂纹、毛刺等缺陷。电池堆的各部件应安装牢固，无松动现象，且标识清晰、正确。电池堆的接口尺寸应符合相关标准规定。4.3技术要求084.4仪器设备和精度要求电流表用于测量燃料电池堆的电流输出，应具有高精度和稳定性。电压表用于监测燃料电池堆的电压变化，同样需要高精度和稳定性。温度计用于测量燃料电池堆的工作温度，确保其在安全范围内运行。4.4仪器设备和精度要求095试验方法5试验方法电池堆输出性能测试测试电池堆在不同电流密度下的输出电压和功率，以评估其性能表现。电池堆效率测试通过测量电池堆的输入和输出功率，计算其能量转换效率。电池堆耐久性测试进行长时间的稳定性测试，以评估电池堆的性能衰减情况。105.1通则123本章节提供了与质子交换膜燃料电池堆相关的术语和定义，确保读者能够准确理解标准中的专业词汇。术语和定义为便于国际交流和标准应用，标准中使用的符号、单位均按照国际通行标准进行选择，同时提供了必要的单位换算关系。符号、单位和换算简要介绍了质子交换膜燃料电池技术的背景、发展现状及本标准的制定意义，帮助读者更好地理解标准的重要性和必要性。标准制定背景与意义5.1通则115.2外观检查电池堆外观是否整洁，无明显的污渍、杂物或损伤。各组件之间的连接是否紧固可靠，有无松动或错位现象。电池堆的标识、警示标志等是否清晰、完整。5.2外观检查125.3安全性试验选择符合安全标准的试验场地，确保试验过程中不会对人员和环境造成危害。确定试验场地根据试验需求，准备相应的测试设备、传感器和记录仪器。准备试验设备明确试验目的、步骤和时间表，以及应对可能出现的安全问题的措施。制定试验计划5.3安全性试验135.4气体泄漏试验确保电池堆气密性通过气体泄漏试验，验证质子交换膜燃料电池堆的气密性能，确保其安全可靠运行。及时发现潜在泄漏点在电池堆运行过程中，通过气体泄漏试验可以及时发现潜在的泄漏点，以便及时采取措施进行维修。满足相关标准要求质子交换膜燃料电池堆需要满足一定的气体泄漏标准，通过试验可以确保其符合相关要求。5.4气体泄漏试验145.5窜气试验评估电池堆安全性窜气试验能够模拟电池堆在实际运行过程中可能遇到的气体泄漏情况，进而评估电池堆在这种情况下的安全性。提前发现潜在问题在电池堆出厂或使用前进行窜气试验，可以提前发现潜在的气体泄漏问题，为后续的维修和改进提供依据。检测电池堆是否存在气体泄漏通过窜气试验，可以检测电池堆中的气体是否存在泄漏现象，从而确保电池堆的密封性能。5.5窜气试验155.6允许工作压力试验验证电池堆在允许工作压力范围内的安全性和可靠性。检测电池堆在承受工作压力时，各部件的性能表现。确保电池堆在实际应用中能够稳定工作。5.6允许工作压力试验165.7冷却系统耐压试验确保系统安全可靠通过耐压试验，可以确保冷却系统在实际运行过程中能够承受各种压力变化，从而保证燃料电池的稳定运行。符合相关标准与法规要求进行冷却系统耐压试验是燃料电池产品必须满足的标准之一，也是产品获得相关认证和推向市场的必要条件。验证冷却系统的耐压性能通过施加高于正常工作压力的试验压力，检测冷却系统是否存在泄漏、变形等异常情况。5.7冷却系统耐压试验175.8压力差试验010203验证电池堆在压力差作用下的密封性能。确保电池堆在正常运行时，内部气体不会泄漏。评估电池堆在承受一定压力差时的安全性能。5.8压力差试验185.9绝缘试验5.9绝缘试验01确保电池堆内部各组件之间的绝缘性能。02预防因绝缘故障导致的电池堆性能下降或安全隐患。验证电池堆在设计、生产过程中的绝缘处理效果。03195.10正常运行试验123验证电池堆在正常运行条件下的性能表现。评估电池堆的可靠性和稳定性。检测电池堆在长时间运行过程中的衰减情况。5.10正常运行试验205.11额定功率试验验证电池堆在额定功率下的性能表现。为电池堆的优化设计提供数据支持。评估电池堆在连续工作状态下的稳定性和可靠性。5.11额定功率试验215.12电气过载试验03确保电池堆在实际应用中的可靠性和稳定性。01验证电池堆在电气过载条件下的安全性和性能。02评估电池堆在超负荷运行时的耐受能力。5.12电气过载试验225.13易燃气体浓度试验010203评估质子交换膜燃料电池在易燃气体环境下的安全性。确定电池堆在易燃气体浓度下的性能表现。为电池堆的安全使用提供技术依据。5.13易燃气体浓度试验235.14环境适应性试验010203验证电池堆在不同环境条件下的性能稳定性。确定电池堆能够正常工作的环境范围。评估电池堆在极端环境条件下的耐久性和可靠性。5.14环境适应性试验245.15燃料电池堆质量比功率要点三定义与计算方法燃料电池堆质量比功率是指电池堆在特定条件下的功率输出与其质量之比，反映了电池堆单位质量所能提供的功率，是评价燃料电池堆性能的重要指标。0102影响因素分析燃料电池堆质量比功率受多种因素影响，包括电池堆的设计、材料选择、制造工艺以及运行条件等。优化这些因素可以提高电池堆的质量比功率，从而提升其整体性能。提升策略探讨为提升燃料电池堆的质量比功率，可以从减轻电池堆质量、提高功率密度、优化电池堆结构等方面入手。此外，研发新型高性能材料和改进制造工艺也是未来提升燃料电池堆质量比功率的重要途径。035.15燃料电池堆质量比功率255.16燃料电池堆芯体积比功率010203定义与计算方法燃料电池堆芯体积比功率是指单位体积的燃料电池堆芯所能输出的功率，通常以单位体积的功率密度来表示。该指标有助于评估燃料电池堆芯的紧凑性和能量转换效率。影响因素分析影响燃料电池堆芯体积比功率的因素包括电池材料、电池结构、操作条件等。通过优化这些因素，可以提高燃料电池堆芯的体积比功率，从而提升其整体性能。重要意义与应用燃料电池堆芯体积比功率是评价燃料电池性能的重要指标之一。高体积比功率意味着在相同的体积下，燃料电池能够输出更多的功率，这对于空间受限的应用场景（如新能源汽车、便携式电源等）具有重要意义。同时，该指标也为燃料电池的研发和优化提供了方向和目标。5.16燃料电池堆芯体积比功率266标志和说明电池堆上应标明制造商的名称或商标，以确保产品的可追溯性和责任归属。制造商名称或商标电池堆的标志中应包含产品的型号和规格信息，以便用户根据需求选择合适的电池堆。产品型号和规格在电池堆的显著位置应标注安全警示标志，提醒用户注意安全事项，防止误操作导致意外。安全警示标志6标志和说明276.1一般规定6.1一般规定鉴于质子交换膜燃料电池堆可能应用于各种环境条件下，电池堆应具备良好的环境适应性，能够在不同温度、湿度等环境条件下稳定运行，并保持稳定的输出性能。电池堆应具备良好的环境适应性质子交换膜燃料电池堆作为一种能源转换装置，在设计时必须严格遵守国家及行业相关的安全标准，确保电池堆在正常运行及异常情况下的安全性。电池堆设计应符合相关安全标准根据GB/T20042.2-2023的要求，电池堆应达到规定的性能参数，包括但不限于额定功率、额定电流、额定电压等，以确保电池堆能够满足实际应用中的需求。电池堆应满足规定性能参数286.2铭牌产品型号与规格在铭牌上明确标注电池堆的型号、规格或相关性能参数，便于用户了解和选择。认证与标准反映该产品已通过的相关认证及符合的标准，如国家标准、行业标准等，增强产品的可信度。制造商信息包括制造商名称、商标或标识，以确保产品的可追溯性和制造商的责任。6.2铭牌296.3连接件的标志制造商名称或商标连接件应标明所使用的主要材料，如金属、塑料等，以便用户了解其材质。材料标识规格型号连接件上应标注其规格型号，以便用户选用和更换时能够准确匹配。连接件上应标注制造商的名称或商标，以便识别和追溯。6.3连接件的标志306.4警示标志显著位置警示标志应设置在燃料电池堆的显著位置，便于观察和识别。清晰易懂标志内容应清晰明了，使用简明扼要的文字和图形，确保信息准确传达。耐久性警示标志应具有一定的耐久性，能够抵抗环境因素的影响，保持长时间清晰可见。6.4警示标志316.5给用户提供的技术文件详尽的性能参数包括电池堆的额定功率、电压范围、电流密度等关键性能指标，供用户全面了解产品性能。结构特点与操作说明阐述电池堆的结构设计、组装方式以及操作过程中的注意事项，确保用户能正确、安全地使用产品。维护与保养指南提供电池堆的日常维护、保养周期、常见故障排除等实用指南，延长产品使用寿命。6.5给用户提供的技术文件32附录A(资料性)燃料电池堆被试样品参数参考信息被试样品应能代表所评测的燃料电池堆类型及性能水平。代表性同一批次被试样品之间应具有良好的一致性，以确保测试结果的可靠性。一致性被试样品在测试过程中应保持稳定，避免因样品自身问题影响测试结果。稳定性附录A(资料性)燃料电池堆被试样品参数参考信息33附录B(资料性)燃料电池堆试验结果记录表确认试验设备与工具包括电池堆测试系统、温度湿度计、压力计等，确保设备准确可靠。检查电池堆状态对电池堆的外观、密封性、连接等进行全面检查，确保符合试验要求。记录初始数据记录电池堆的初始性能参数，如电压、电流、功率等，作为试验对比依据。附录B(资料性)燃料电池堆试验结果记录表03020134附录