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文档简介
《燃料电池电动摩托车和燃料电池电动轻便摩托车
整车氢安全要求(征求意见稿)》编制说明
一、工作简况
1.1任务来源
《燃料电池电动摩托车和燃料电池电动轻便摩托车整车氢安全要求》团体标准
是由中国汽车工程学会批准立项。文件号中汽学函【2021】258号,任务号为2021-71。
本标准由中国汽车工程学会摩托车分会提出,天津内燃机研究所(天津摩托车技术
中心)、中汽研汽车检验中心(天津)有限公司、天津大学、重庆宗申氢能源动力
科技有限公司、九号科技有限公司、青岛阳氢集团有限公司、创明(韶关)绿色能
源材料技术研究院有限公司、上海捷氢科技股份有限公司、国家电投集团氢能公司、
佛山市攀业氢能源科技有限公司等单位起草。
1.2编制背景与目标
燃料电池电动摩托车和燃料电池电动轻便摩托车(以下简称“燃料电池电动摩
托车”)具有加氢时间短,续驶里程长,零碳排放的优势,在国家提出实现双碳目
标、大力支持氢能产业发展的背景下,随着制氢、运氢、储氢和燃料电池等核心技
术发展,以及加氢站等基础设施的不断完善,氢燃料电池电动摩托车已成为摩托车
行业高质量可持续发展的重要方向。
燃料电池电动摩托车采用氢气作为燃料进行电化学反应产生电能,随车需要配
备储氢系统,由于氢气具有易燃易爆的特点,因此燃料电池电动摩托车与传统摩托
车相比,需要重点保证以氢安全为主体的车辆安全要求。消费者对燃料电池电动摩
托车的氢安全性尤其关注,但是目前国内没有燃料电池电动摩托车氢安全要求方面
的标准。本标准的制定将填补燃料电池电动摩托车产品氢安全要求标准的空白,为
产品的研发、生产、检测提供技术支撑,促进产品安全要求得到有效实施,提高我
国燃料电池电动摩托车产品的整体安全性水平。同时为今后燃料电池电动摩托车国
家标准的制定提供研究基础,为未来协调发展摩托车强制性产品认证中氢安全相关
标准和要求提供有效的支撑。
1.3主要工作过程
1.3.1预研阶段
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2021年4月开始,了解燃料电池电动摩托车行业现状、企业产品现状,走访了
燃料电池电动摩托车整车及关键零部件企业,对燃料电池电动摩托车产品性能、储
氢方式、安全控制措施等关键技术进行深入调研。
2021年6月~7月搜集整理国内外燃料电池车辆安全要求相关标准法规,并进
行分析研究。
1.3.2立项阶段
2021年8月~9月在预研的基础上,联合相关整车及关键零部件企业完成标准初
稿。
2021年11月23日本标准通过中国汽车工程学会立项审查,于2021年12月21
日获得立项批准。
1.3.3征求意见阶段
2022年2月25日通过线上会议召开了标准启动会,会议由天津内燃机研究所
(天津摩托车技术中心)对本标准的立项背景、任务来源、技术内容、研究计划等
进行了简要介绍,确认了各单位主要参加人员及工作分工。
2022年3月~11月工作组全面深入研究燃料电池电动摩托车安全要求相关的
GTR全球技术法规、ISO标准、欧洲法规及国内燃料电池电动汽车安全要求标准,明
确标准研究技术路线、对整车和关键系统安全要求进行梳理分析,调整标准内容框
架。对标准初稿内容进行讨论和修改,形成标准草案稿。
2022年12月在行业内广泛征求意见,各单位积极反馈,共计10条修改意见。
工作组经讨论采纳5条修改意见,对标准草案内容进行了修改。
2023年5月工作组分别选取具有典型特征的燃料电池电动两轮摩托车和带封闭
货箱的燃料电池电动正三轮摩托车进行验证试验。
2023年5月30日召开标准工作组讨论会,工作组对标准文稿内容逐条进行讨论确
认。会议期间,对团标名称调整进行了反复讨论,团标立项批准名称为《燃料电池
摩托车和燃料电池轻便摩托车车载氢系统整车安全要求》,申请调整原因如下:
(1)GB/T5359.1-2019《摩托车和轻便摩托车术语第1部分:车辆类型》的术
语中2.1.1电动摩托车的定义为“由电力驱动的摩托车”,2.2.1电动轻便摩托车的
定义为“由电力驱动的轻便摩托车”,因此将标准名称中的“燃料电池摩托车和燃
料电池轻便摩托车”增加“电动”作为定语,更改为“燃料电池电动摩托车和燃料
电池电动轻便摩托车”更为准确。
2
(2)新发布的GB/T26990-2023《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》中,
对车载氢系统的定义明确不包括燃料电池。立项标准名称中“车载氢系统整车安全
要求”是为了明确标准规定的安全要求范围只涉及氢相关的所有系统和部件在整车
层面的安全要求,其中也包括燃料电池系统带来的整车氢气排放的要求。
综合考虑标准名称与标准内容的对应性及与其他国家标准的协调性,申请将团
标名称修改为《燃料电池电动摩托车和燃料电池电动轻便摩托车整车氢安全要求》
2023年6月~9月,工作组对讨论会遗留技术问题进行研究确认及文稿修改,经
工作组成员单位确认,形成征求意见稿。
1.4编制工作组
序号姓名单位工作组分工
执笔人
1苏梅天津内燃机研究所(天津摩托车技术中心)
总体负责
标准研究
2胡瑞天津内燃机研究所(天津摩托车技术中心)参与调研
试验验证
标准研究
3胡春明天津内燃机研究所(天津摩托车技术中心)
技术支持
标准研究
4郭婷中汽研汽车检验中心(天津)有限公司
技术支持
5秦彦周天津大学技术支持
标准研究
6袁洪根重庆宗申氢能源动力科技有限公司
试验验证
7刘建军天津内燃机研究所(天津摩托车技术中心)试验验证
8梅晓磊九号科技有限公司标准研究
创明(韶关)绿色能源材料技术研究院有标准研究
9阎有花
限公司技术支持
10吴金条青岛阳氢集团有限公司标准研究
11柴茂荣国家电投集团氢能公司标准研究
12杨曦上海捷氢科技股份有限公司标准研究
13董辉佛山市攀业氢能源科技有限公司标准研究
二、标准编制原则和主要内容
2.1标准制定原则
本标准结合我国燃料电池电动摩托车行业情况,立足燃料电池摩托车产品特点,
参照国内燃料电池电动汽车及国外燃料电池电动车辆相关标准法规,开展车辆安全
3
性研究,聚焦氢安全,制定适用于我国燃料电池电动摩托车的整车氢安全要求及试
验方法。
2.1.1通用性原则
本标准规定了燃料电池电动摩托车氢安全相关的一般要求、系统安全要求、整
车安全要求以及试验方法,适用于L1-L5类全部车辆类型的燃料电池电动摩托车,
通用性高。
2.1.2指导性原则
本标准对燃料电池电动摩托车产品的整车氢安全性提出明确要求并规定了测量
方法,为企业在产品设计阶段确定安全性技术指标提供设计依据,为检测机构进行
产品安全性质量检验提供检测标准,对于产品的研发、生产、检测、产业化,起到
重要的指导作用。
2.1.3协调性原则
本标准是对摩托车标准体系的完善,填补了燃料电池电动摩托车产品氢相关标
准的空白。本标准提出的燃料电池电动摩托车氢安全要求和试验方法与目前使用的
燃料电池电动汽车国家标准中的方法协调统一、互不交叉。
2.1.4兼容性原则
本标准规定的安全要求和试验方法,充分考虑了燃料电池电动摩托车不同的储
氢方式,既适用于采用压缩气态储氢瓶的燃料电池电动摩托车,也适用于采用固态
储氢装置的燃料电池电动摩托车,具有普遍适用性。
2.1.5规范性原则
本标准按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构
和起草规则》的规定起草。
2.2标准主要技术内容
本标准共分为6章,内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、安全要求、
试验方法、说明书和维修手册要求。
标准规定了燃料电池电动摩托车氢安全相关的要求和试验方法。安全要求包括
一般要求、系统安全要求和整车安全要求三部分内容,其中一般要求对燃料电池电
动摩托车设计制造、车辆操作、电气安全、警示标识、储氢装置等方面提出了基本
要求;系统安全要求包括过压保护、泄压系统要求、加氢/换氢要求、供氢管路氢气
泄漏要求;整车安全要求包括整车氢气排放、整车氢气泄漏控制、氢气低剩余量提
4
醒、燃料排出要求。标准规定了整车氢气排放试验、氢气泄漏报警装置功能验证以
及供氢管路氢气泄漏测试等关键检验项目的具体试验方法。
2.3关键技术问题说明
本标准立足燃料电池摩托车产品特点,对燃料电池电动摩托车从整车层面提出
了较为完善的氢相关安全要求。
燃料电池电动摩托车在氢燃料存储方式上具有多样性,除了燃料电池电动汽车
采用的高压气态储氢方式以外,还存在固态储氢方式;在车辆稳定性方面,两轮摩
托车车辆易于倾倒,需要增加车辆倾倒时氢系统的安全保护措施;在车辆结构方面
受空间限制,系统结构紧凑。
本标准从一般要求、系统安全要求、整车安全要求三个方面,对储氢系统、供
氢管路、泄压系统等方面规定了结构安全要求;对整车氢气排放、整车氢气泄漏报
警、供氢管路氢气泄漏等方面提出明确的氢安全控制技术要求;对加氢/换氢、过压
保护、燃料排出功能、氢气低剩余量提醒等方面提出了保障氢安全的功能要求。本
标准针对燃料电池电动摩托车特有的固态储氢方式,规定了固态储氢装置产品要求、
更换储氢装置的操作和泄漏控制等相关要求,确保车辆采用固态储氢方式的安全性。
标准除一般检查项目外,整车氢气排放试验、整车氢气泄漏控制功能验证以及
供氢管路氢气泄漏测试项目,应按照标准规定的试验方法进行测试,并根据本标准
规定的限值进行符合性判定。
2.4标准主要内容的论据
本标准的制定参考了GB/T24549-2020《燃料电池电动汽车安全要求》、GB/T
37154-2017《燃料电池电动汽车整车氢气排放测试方法》、GTR13《氢和燃料电池
车辆全球技术法规》、UNRegulationNo.146《关于L类氢燃料车辆及部件认证的
安全性能统一规定》等多个国家和国际标准。工作组汇集了业界相关企业、高校、
检测机构、研究机构等多家单位,经深入研究及反复讨论、验证,聚焦燃料电池电
动摩托车整车氢安全要求,结合燃料电池摩托车产品的特殊性,提出燃料电池电动
摩托车整车氢安全要求及测试方法。
(1)条款4.3.1整车氢气排放:燃料电池电动摩托车正常运行期间(包括启动
和停机),任意连续3s内氢气排放的平均氢气体积浓度应不超过4%,且瞬时氢气体积
浓度不超过8%。
说明:车辆运行时,燃料电池系统在工作过程中会排出氢气,会导致特定环境
5
中氢气浓度随氢气排放不断增加。当氢气体积浓度达到燃烧极限的下限,氢气存在
燃烧及爆炸的风险。因此,标准要求燃料电池电动摩托车正常运行期间对氢气排放
进行控制。由于氢气燃烧极限的下限为4%,并且本标准与汽车GB/T24549-2020《燃
料电池电动汽车安全要求》以及国际法规协调一致,将限值设置为平均氢气体积浓
度应不超过4%,且瞬时氢气体积浓度不超过8%。
(2)条款4.3.2整车氢气泄漏控制:当车辆封闭空间或半封闭空间中氢气体积
浓度达到或超过2.0%±1.0%时,应发出警告;当车辆封闭空间或半封闭空间中氢气体
积浓度达到或超过3.0%±1.0%时,应立即自动关断氢气供应。
说明:氢气密度小于空气,当整车中的储氢装置、供氢管路等系统存在氢气泄
漏时,氢气会聚集在车辆封闭空间或半封闭空间内,导致这些空间内的氢气浓度不
断增加。当车辆封闭空间或半封闭空间中氢气体积浓度达到燃烧极限的下限,氢气
存在燃烧及爆炸的风险。因此,标准要求对氢气泄漏进行监测和控制。
氢气燃烧极限的下限为4%,本标准对氢气泄漏按照不同的氢气体积浓度分别提
出了报警和关断氢气供应两级控制要求。标准规定的警告浓度设置范围为2.0%±1.0%
时;关断氢气供应浓度设置范围为3.0%±1.0%。企业可根据实际情况在本标准规定
的范围内设置控制浓度。本标准与汽车GB/T24549-2020《燃料电池电动汽车安全
要求》相关控制要求协调一致。
2.5标准工作基础
标准制定牵头单位为摩托车行业技术支撑单位,具有丰富的标准制修订工作经
验。标准工作组由机动车检测机构、科研院校、燃料电池电动摩托车整车企业、关
键零部件企业等组成,产学研及机动车检验检测机构相结合,充分发挥各自优势,
能够全面、准确地把握燃料电池摩托车研发、制造、检测和应用阶段的安全需求和
关键技术,制定完善、科学、合理的标准技术要求和试验方法,具有扎实的标准制
定工作基础。
标准工作组在充分调研燃料电池摩托车及关键零部件产品现状的基础上,对燃
料电池电动车辆GTR全球技术法规、欧洲法规、国内燃料电池电动汽车标准相关氢
安全要求及试验方法进行了深入研究,并进行了关键技术内容试验验证工作。本标
准是在充分研究和验证基础上完成,具有一定的先进性、通用性、科学性和可操作
性。
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三、主要试验(或验证)情况分析
为了验证标准规定的试验方法及要求,工作组选取了具有代表性结构特征的燃
料电池摩托车进行了验证试验。
1、整车氢气排放试验
(1)试验方法及判定
打开试验车辆启动开关,启动燃料电池电动摩托车并使其保持在怠速状态,完
成1次排气吹扫过程后,保持1分钟,然后关闭车辆启动开关,车辆按照制造商规
定的程序停机。
测量点位于燃料电池系统排气口气流中心线上,距离排气口中点100mm。从启
动试验车辆开始,进行氢气排放相对体积浓度测量,直至燃料电池完全停止工作后
结束测量。
符合性判定:任意连续3s内的平均氢气体积浓度应不超过4%,且瞬时氢气体
积浓度不超过8%。
(2)验证情况
森蓝E-RT3燃料电池电动摩托车,任意连续3s内的平均氢气体积浓度最大值为
3.71%,瞬时氢气体积浓度最大值为4.73%。验证结果满足标准规定的氢气排放限值
要求。
2、整车氢气泄漏控制功能验证试验
(1)试验方法及判定
燃料电池电动摩托车在可能聚集氢气的封闭或半封闭空间上方的适当位置,应
至少安装一个氢气泄漏探测传感器,能实时检测氢气的浓度,并将信号传递给氢气
泄漏报警装置。试验时依据车辆制造商的要求,选择氢气体积浓度不大于4%的试验
气体,吹入氢气泄漏探测传感器,按照标准要求判断车辆氢气泄漏控制功能的符合
性。
当车辆封闭空间或半封闭空间中氢气体积浓度达到或超过2.0%±1.0%时,报警
装置应发出警告;当车辆封闭空间或半封闭空间中氢气体积浓度达到或超过3.0%±
1.0%时,应立即自动关断氢气供应。
(2)验证情况
森蓝E-RT3燃料电池电动摩托车安装有氢气传感器,试验时按照企业设定的浓度,
分别采用氢气体积浓度1%和3%的试验气体进行验证。氢气体积浓度为1%时车辆报警
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装置发出警告;氢气体积浓度为3%时,车辆氢瓶主关断阀自动关闭氢气供应、燃料
电池系统停机。验证结果满足标准关于整车氢气泄漏控制功能的要求。
标准其余条款为结构、功能或目视检查项目,经相关燃料电池电动摩托车企业
确认,标准规定的结构及功能要求均可以实现。
本标准主要试验方法和要求参考燃料电池电动汽车安全要求相关标准制订,相
关方法已经过大量燃料电池电动汽车公告检验和3C认证检验的验证。考虑到摩托车
和汽车结构差异性,项目组选取典型摩托车车型进行了试验验证。上述验证结果表
明本标准规定的试验方法成熟可靠,实操性强,能有效测试和评价燃料电池电动摩
托车整车氢安全相关性能。
四、标准中涉及专利的情况
尚无。
五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用的情况
本标准的发布,将填补国内燃料电池电动摩托车氢相关标准的空白,完善摩托
车产品标准体系。标准氢相关安全要求和测试方法为企业在产品设计阶段确定安全
性技术指标提供设计依据,为检测机构进行产品安全性质量检验提供检测依据。
本标准有利于提升燃料电池电动摩托车产品质量,使产品安全要求得到有效实
施,从而提高燃料电池电动摩托车在社会层面流通领域和使用环节的安全性,减少
车辆氢气泄漏造成的安全隐患及风险。在燃料电池电动摩托车发展的关键阶段制定
本标准,对有效提高我国燃料电池电动摩托车产品的整体安全性水平,促进产业发
展具有重要意义。
六、采用国际标准和国外先进标准情况,与国际、国外同类标准水平的对比情况,
国内外关键指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况
尚无。
七、在标准体系中的位置,与现行相关法律、法规、规章及相关标准,特别是强制
性标准的协调性
本标准符合国家有关法律、法规和相关强制性标准的要求,与现行的国家标准、
行业标准相协调。
八、重大分歧意见的处理经过和依据
尚无。
九、标准性质的建议说明
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本标准为中国汽车工程学会标准,属于团体标准,供学会会员和社会自愿使用。
十、贯彻标准的要求和措施建议
严格按照本标准提出的安全要求和试验方法对燃料电池电动摩托车进行测评,
对检验人员进行理论学习及操作培训,保证检测方法操作的准确性。
十一、废止现行相关标准的建议
无。
十二、其他应予说明的事项
无。
标准起草工作组
2023年11月23日
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《燃料电池电动摩托车和燃料电池电动轻便摩托车
整车氢安全要求(征求意见稿)》编制说明
一、工作简况
1.1任务来源
《燃料电池电动摩托车和燃料电池电动轻便摩托车整车氢安全要求》团体标准
是由中国汽车工程学会批准立项。文件号中汽学函【2021】258号,任务号为2021-71。
本标准由中国汽车工程学会摩托车分会提出,天津内燃机研究所(天津摩托车技术
中心)、中汽研汽车检验中心(天津)有限公司、天津大学、重庆宗申氢能源动力
科技有限公司、九号科技有限公司、青岛阳氢集团有限公司、创明(韶关)绿色能
源材料技术研究院有限公司、上海捷氢科技股份有限公司、国家电投集团氢能公司、
佛山市攀业氢能源科技有限公司等单位起草。
1.2编制背景与目标
燃料电池电动摩托车和燃料电池电动轻便摩托车(以下简称“燃料电池电动摩
托车”)具有加氢时间短,续驶里程长,零碳排放的优势,在国家提出实现双碳目
标、大力支持氢能产业发展的背景下,随着制氢、运氢、储氢和燃料电池等核心技
术发展,以及加氢站等基础设施的不断完善,氢燃料电池电动摩托车已成为摩托车
行业高质量可持续发展的重要方向。
燃料电池电动摩托车采用氢气作为燃料进行电化学反应产生电能,随车需要配
备储氢系统,由于氢气具有易燃易爆的特点,因此燃料电池电动摩托车与传统摩托
车相比,需要重点保证以氢安全为主体的车辆安全要求。消费者对燃料电池电动摩
托车的氢安全性尤其关注,但是目前国内没有燃料电池电动摩托车氢安全要求方面
的标准。本标准的制定将填补燃料电池电动摩托车产品氢安全要求标准的空白,为
产品的研发、生产、检测提供技术支撑,促进产品安全要求得到有效实施,提高我
国燃料电池电动摩托车产品的整体安全性水平。同时为今后燃料电池电动摩托车国
家标准的制定提供研究基础,为未来协调发展摩托车强制性产品认证中氢安全相关
标准和要求提供有效的支撑。
1.3主要工作过程
1.3.1预研阶段
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