氢燃料电池电动汽车示范运行配套设施规范 编制说明

1《氢燃料电池电动汽车示范运行配套设施规范》（征求意见稿）编制说明1、任务来源按照燃料电池电动汽车标准化的整体部署，GB/T29124《氢燃料电池电动汽车示范运行配套设施规范》标准修订工作于2023年正式启动，本标准修订计划由国家标准委下达，计划号20231898-T-339。2、修订背景近年来，随着我国汽车产业和市场的快速发展，国家对替代能源和节能减排措施的重视不断提高。为应对能源危机和环境恶化问题，国家聚焦“十四五”和“十五五”两个碳达峰关键期，对积极扩大氢能在交通运输领域应用、推进加氢站等基础设施建设、建立健全氢“制储输用”标准等方面提出了具体任务要求。氢能源由于其零排放而成为一种理想的替代能源选择，燃料电池电动汽车在国家“碳达峰”、“碳中和”发展目标的大背景下，持续加快技术创新和产业发展。2021年8月和12月，财政部等五部委先后发布《关于启动燃料电池汽车示范应用工作的通知》、《关于启动新一批燃料电池汽车示范应用工作的通知》，分别批复了北京、上海、广东、河北和河南城市群启动实施燃料电池汽车示范应用工作。2021年10月，《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中对碳达峰碳中和重大工作进行了系统谋划和总体部署，并在氢能应用方面指出，要统筹推进氢能“制储输用”全链条发展，加快发展新能源和清洁能源车船，推动加氢站建设；2022年3月，国家发展改革委、国家能源局联合印发了《氢能产业发展中长期规划（2021－2035年）》，初步搭建了涵盖产业规划、应用示范、科技支撑的氢能“1+N”政策体系，氢能产业发展顶层设计得以进一步完善。GB/T29124-2012《氢燃料电池电动汽车示范运行配套设施规范》于2012年发布，至今已12年时间，对于推动燃料电池电动汽车示范运行的配套设施建设起到了积极的促进作用。同时，随着时间的延续、技术的进步、以及燃料电池汽车产业化快速发展的形势，原有的示范运行配套设施规范已经不能满足燃料电池电动汽车示范运行的需求，对保障燃料电池汽车在加氢站、维修车间、停车场等场所示范运行的安全性提出了更高方面的要求。因此，在现有标准的基础上全面扩展适用于燃料电池电动汽车的配套设施规范是非常有必要的。23、主要工作过程自2023年启动标准修订工作以来，按照标准总体研究计划，中国汽车技术研究中心有限公司组织召开了多次工作会议，工作组对燃油车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车标准体系进行了全面分析和比对，结合燃料电池电动汽车的特殊性，深入讨论了燃料电池电动汽车在加氢站、维修车间和停车场等典型场景下的配套设施示范运行所需的安全要求规范，为标准起草工作打下了坚实基础，最终于2024年7月形成了标准征求意见稿。主要技术会议及研究活动情况如下：a）2023年9月至10月，工作组联合整车企业、检测机构、高等院校等多家单位，调研目前停车库、维修车间等建筑和设施的一般性要求，燃料电池电动汽车可能发生的事故条件，以及国内外相关涉氢场所的建设与消防相关标准法规，并结合目前已有的较为成熟的加氢站建设与安全分析方法，讨论标准修订思路和原则，初步确定以安全为中心，包含氢气探测、通风、防火防爆的框架。b）2023年12月7日在武汉进行了燃料电池电动汽车标准工作组2023年第3次会议。会上对预研标准GB/T29124就修订的相关背景和主要要求进行了介绍和讨论，针对草案增加的燃料电池电动汽车在加氢站、维修车间和停车场示范运行时的安全要求规范进行了合理性讨论。会后形成了第一版标准草案。c）2023年11月至2024年1月，工作组根据调研得到的涉氢场景高频高危事故条件，寻找合适的可进行氢安全事故试验的场所，完成了封闭式与半封闭式两类停车场试验场地的搭建，根据标准需求确定试验方案并完成了首先条件下对潜在氢事故的探测与分析，为标准的制定提供了理论依据。d）2024年2月至3月，工作组根据停车场氢事故试验获得的结果，进行了氢事故的仿真模型搭建与计算，对车辆间距、通风效果、可燃气云形态等关键因素进行分析，并在工作组内部进行合理性与可行性讨论。根据试验与仿真结果，对第一版草案进行了修改，形成了第二版标准草案。e）2024年3月21日在苏州进行了燃料电池电动汽车标准工作组2024年第1次会议，来自国内外主要整车企业、零部件企业、检测中心的100余位专家参加了本次会议。会上对本标准的修订内容进行细致讨论，主要发现第二版草案中氢气浓度要求与其他标准有冲突之处。另一方面，是否需要对所有作业类型的车辆均进行氢气排空与吹扫是主要争议点，涉及了车辆维保的可行性。会议明确本标准的修订应该进一步聚焦于便捷性、经济性与可操作性。会上也决定针对性邀请部分整车企业开展草案修订工作。会后形成了第三版标准草案。f）2024年4月，工作组联络了三家整车企业对标准草案进行意见收集。企业提出了氢3系统置换吹扫可行性、配套设施硬性要求、雷雨天作业限制、文字表述统一性等方面问题，工作组根据这些意见进行了修改，形成了第四版标准草案。g）2024年4月23日，根据汽标委电动车辆分标委的工作安排，标准核心起草组会议在上海举行，共邀请了20余位整车企业、零部件企业和检测中心专家。会上逐字对草案进行了审议，对标准的整体逻辑、各场景下的探测排风要求进行了可操作性判断，确定了氢气的室外排空，对车辆维修中氢气排空提出了分段需求。会议强调了草案中的各类量化指标的合理性与可行性，综上共提出了二十多条具体的修改要求。会后工作组针对性的进行了补充研究，并形成了第五版标准草案。h）2024年7月3日，在烟台举行了燃料电池电动汽车标准工作组2024年第2次会议。会上审议了标准草案，认为草案对不同类型的配套场所以及场所特点的边界存在模糊，需要更明确地划分。草案对加氢站这类已有较为成熟标准的设施，应尽量引用而避免提出新要求。同时，由于维修车间部分篇幅较长，需要进一步梳理逻辑，保持前后逻辑的一致性。涉及到其他标准时，术语与行文也应保持一致。会后工作组根据这些建议，也联系了多位专家进行审议，最终形成了第六版标准草案，也是最终的征求意见稿。4、主要参与单位主要参与单位：整车企业、车辆零部件制造企业、储氢气瓶及车载氢系统制造企业、加氢站建设与运营企业、检测机构、高等院校等。1、编制原则a）本标准编写符合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；b）本文件制定过程中，在工作组及行业内进行多次意见征求，并在会上充分讨论；c）起草过程充分考虑到国内燃料电池电动汽车示范运行尚处于发展阶段，为避免限制在已有场所下燃料电池电动汽车运行与停放，增加示范运行负担，同时综合主管部门管理、运营方需求、安全要求及行业成本等影响因素，确定了燃料电池电动汽车示范运行过程的特点与关注要点，配套设施要求与现有标准相协调的原则，以减轻行业负担。2、主要内容及其确定依据本标准主要涉及了范围、规范性引用文件、术语和定义、配套设施基本要求、具体硬件要求及作业要求等方面。根据目前燃料电池电动汽车在各地是示范运行工作的积累，在广泛听取行业意见的基础上，结合各场景中试验与仿真结果，参考了GB50016《建筑设计防火规范》、GB50067《汽车库、修车库、停车场防火设计规范》及国外相关标准，提出了燃料电池电动汽车示范运行4配套设施的安全性要求，形成了标准的现在文本。2.1适用范围本文件规定了燃料电池电动汽车示范运行配套设施（以下简称设施）的术语和定义、实施示范运行的基本条件、基本要求、加氢站及氢燃料的加注、停车场（库）与维修车间的相关规范等。本文件适用于使用压缩气态氢的燃料电池电动汽车（以下简称车辆）示范运行相配套的加氢站、停车场（库）和维修车间，车辆的车载氢系统的公称工作压力不大于70MPa。2.2术语2.2.1维修车间用于保养、修理有动力源驱动且无轨道的客车、货车、工程车等汽车的建（构）筑物。该术语用于与《GB50067汽车库、修车库、停车场设计防火规范》中“修车库”定义相协调，将燃料电池电动汽车包含在内。2.3实施示范运行的基本条件2.3.1车辆车辆的结构、安全性要求已在GB/T24549中提出，车载氢系统的技术要求已在GB/T26990中提出，本标准对其的安全性参照对应标准提出。2.4基本要求设施的基本要求是指车辆在示范运行过程中，为了满足安全需要而对硬件进行的一般性要求。要求均基于氢气本身性质特点，并结合设施内车辆潜在的运行工况而进行规定。2.4.1电气设施要求GB50058《爆炸危险环境电力装置设计规范》适用于在生产、加工、处理、转运或贮存过程中可能出现爆炸危险环境的爆炸危险区域划分及电力装置设计。氢燃料电池电动汽车示范运行配套设施属于涉氢场景，存在潜在的氢燃爆的可能性。因此，电气设施应符合GB50058《爆炸危险环境电力装置设计规范》要求。2.4.2标志要求GB2894《安全标志及其使用导则》适用于公共场所、工业企业、建筑工地和其他有必要提醒人们注意安全的场所。考虑到氢气的易燃性以及宽可燃范围，氢燃料电池电动汽车示范运行期间应按照GB2894《安全标志及其使用导则》要求设置明示防火、防静电标志。2.4.3通风要求GB50736、GB50016和GB55067规范适用于新建、改建和扩建建筑在规划、设计、施工、使用和维护中的防火。设施的通风系统应符合GB50736《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》、GB50016《建筑设计防火规范》和GB55067《建筑防火通用规范》中的要求。2.4.4氢气探测报警要求设施应合理安装氢气检测报警仪，检测报警仪应与安全防护系统联锁，在达到设定的阈5值时采取相应的安全措施。一般来说，对于开放空间，氢气泄漏后不受周围构筑物阻挡，会很快逸散，难以聚集形成潜在点燃事故风险区域。因此，仅对有氢气积聚与点燃风险的区域要求配备强制排风系统。另一方面，由于氢气比空气轻的特性，屋外排风口出口应尽可能设置于高处，至少需高于屋脊或操作平台2米以上，高出所在地面5米以上，以避免氢气在通过强制排风系统排出后重复在构筑物内聚集。2.4.5消防要求设施应设有火灾检测系统、灭火系统、消防给水设施和消防车通道，并配备便携式灭火器。GB50016《建筑设计防火规范》和GB55067《建筑防火通用规范》适用于新建、改建和扩建建筑在规划、设计、施工和维护中的防火，以及既有建筑改造、使用和维护中的防火。因此，应符合GB50016《建筑设计防火规范》和GB55067《建筑防火通用规范》要求。2.5加氢站及氢燃料的加注2.5.1通风要求GB50516《加氢站技术规范》已经规定了加氢站内的通风系统应符合的要求，本标准参照该标准提出具体要求。2.5.2氢气探测报警要求GB/T34584《加氢站安全技术规范》规定了加氢站内的氢气检测报警仪、火灾探测系统、电气设施和消防设施的配置，该标准参照GB/T34584提出了相关要求。2.5.3车辆间距要求根据加氢站内车辆的加氢作业与加氢机等设备的设置情况，考虑到发生氢气泄漏的潜在事故工况，推荐车辆之间的间距大于1.5米，这样可以使人员在接收到氢气泄漏报警信号后可以有充足的空间进行疏散，同时也可以保证氢气不会沿着地面在多个车辆的底盘下进行扩散传播，使泄漏的氢气可以尽快逸散。2.5.4运行维护要求GB50516《加氢站技术规范》和GB50156《汽车加油加气加氢站技术标准》规定了加氢站运行和维护管理的要求，本标准参照这两项标准规定了相关要求。2.5.5加氢作业流程要求GB50516《加氢站技术规范》规定了加氢作业时的注意事项，本标准关于加氢作业流程的相关内容参考了GB50516。2.5.6加氢作业相关设备要求GB/T26779《燃料电池电动汽车加氢口》、GB/T34425《燃料电池电动汽车加氢枪》和GB/T30718《压缩氢气车辆加注连接装置》分别规定了车辆加氢口、加氢枪及车辆加注连接装置应符合的要求，本标准的相关内容参考了这些标准。2.6维修车间2.6.1净空间要求6根据氢气在室内的扩散路径与聚集情况，最终氢气聚集位置在顶部空间，且会沿纵向高度逐步向下稀释，因此需要对室内维修车间的净空高度进行规定。参考美国NFPA2-2020《HydrogenTechnologiesCode》中要求维修车间上方应保留至少3英尺（915mm）开阔空间，结合国内标准JGJ100-2015《车库建筑设计规范》中对最大型机动车设计车型外廓总高4.0m的要求，因此规定室内维修车间内部净空高度不低于5米。考虑氢气潜在最危险的泄漏工况下，在周围3.5米范围内均可能会形成可燃气云，因此规定车辆维修工位周围净空间距离不少于3.5米。2.6.2氢气探测报警要求由于在维修车间中车辆肯定本身存在故障，且需要对车辆部件或结构进行作业，故发生氢气泄漏的可能性会比其他场景下更高，需要更严格的氢气探测要求。每个维修工位上方均安装一个氢气检测报警仪可以满足安全要求。参考GB/T50493《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》对可燃气体的一级报警设定值要求小于等于25%LEL，以及GB/T24549《燃料电池电动汽车安全要求》中对车外封闭空间中氢泄漏试验的浓度要求，标准中将报警阈值设定为1%。同时参考GB50516《加氢站技术规范》中对氢气易泄漏易积聚场所中报警阈值为0.4%，标准中将强制排风系统的关闭阈值设定为0.4%。2.6.3消防要求本规范适用于新建、扩建和改建的汽车库、修车库、停车场的防火设计。维修车间的消防器材的配置，应符合GB50067《汽车库、修车库、停车场防火设计规范》要求。2.6.4周围环境要求根据在开阔空间中对车辆极端氢气泄漏事故的计算，可燃气云可能影响的范围约为周围3.5米，1%浓度范围约为周围7.6米。因此规定，车辆维修工位半径7.6米距离内不得存在明火及其他潜在点火源，3.5米内不得堆放易燃材料。同时，考虑到维修车间中本身会有防火防爆设备配置，因此允许设置防火隔墙，防火隔墙耐火性应符合GB50067《汽车库、修车库、停车场防火设计规范》中的规定。2.6.5补氢要求目前并没有针对维修车间内车辆是否允许补氢的相关规定。考虑到未来可能会存在补氢需求，本标准不进行强制性规定，仅说明应取得相应行政许可。2.6.6作业要求根据行业现状调研以及工作组讨论情况，将车辆在维修车间内的作业划分为三类情况：非涉氢作业、氢系统管路（低压）作业和储氢气瓶与组合阀（高压）作业。2.6.6.1非涉氢作业非涉氢作业中不涉及对氢系统的检测或拆装，因此作业要求应与其他类型汽车保持一致，即使发生意外氢渗透或泄漏，在维修车间已有的要求下可以保证安全性。因此不做额外规定。72.6.6.2氢系统管路（低压）作业氢系统管路（低压）作业中涉及管路内部氢气，因此需要在室外对管路内氢气排空，并关闭阀门使管路与储氢气瓶内氢气隔离。管路内氢气浓度降低至1%以下时，即使在作业中发生氢气泄漏，也不会形成可燃气云。因此认为是处于安全范围内。2.6.6.3储氢气瓶与组合阀（高压）作业储氢气瓶与组合阀（高压）作业涉及车载氢系统所有部件中的氢气，危险性较高，因此需要在室外将车载氢系统内氢气完全排空至浓度小于1%，才可进入室内维修车间进行作业。同时，储氢气瓶与组合阀属于特种作业，作业过程应满足TSG23《气瓶安全技术规程》的要2.6.6.4排空要求由于维修车间不需设置额外的氢气排空装置，因此氢气排空与置换作业应全部在室外完2.6.6.5动火要求在涉氢场景中动火属于危险作业，因此需要严格控制。在易燃易爆场景中，一般认为可燃气体的安全阈值在10%LEL，且强制排风系统的关闭要求同为0.4%浓度。因此，动火区域与车载氢系统内所有位置的氢气浓度不得超过0.4%，以保证不会形成可燃气云。2.7停车场（库）2.7.1露天停车场露天场所中氢气即使发生泄漏也难以聚集形成可燃气云，因此不对露天停车场做额外规2.7.2通风要求GB50067《汽车库、修车库、停车场防火设计规范》规范适用于新建、扩建和改建的汽车库、修车库、停车场的防火设计。GB50736《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》用于新建、改建和扩建的民用建筑的供暖、通风与空气调节设备。因此，本标准中停车库的通风系统应符合GB50067《汽车库、修车库、停车场防火设计规范》和GB50736《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》要求。停车库中车辆应是合格的，因此在正常状态下仅考虑车载氢系统的氢渗透情况。根据GTRNo.13《燃料电池电动汽车安全全球技术法规》中规定的车辆储氢系统在55°C和115%NWP下的渗透极限为46mL/h/L，可以估算出车库容积、换气率（ACH）和车辆总储氢容积的关系。经测算，在停车库建设标准要求下，复数车辆停放时的正常氢渗透均满足要求。因此不做额外规定。8图1车库容积、ACH和总储氢容积关系同时，考虑到停车库内空气流通有限，若车辆底盘下发生氢气泄漏，部分氢气难以自动逸散至外部空间并聚集到停车库顶部，因此建议在车辆停放区域内设置地面空气循环装置，如风机等，增大地面处的空气流动，促进氢气更快地逸散到停车库空间中并通过通风系统向外排出。示意图（图片来源于网络）如图2所示。图2地面空气循环装置（风机）示意图2.7.3氢气探测报警要求停车库中车辆应是合格的可以正常使用的，因此不应考虑发生严重故障，故探测要求与维修车间进行区分。参考GB/T50493《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》中对封闭式生产设施或储运设施中可燃气体探测器与释放源之间的距离不宜大于5米/10米，同时也考虑到本身停车库中存在横梁、立柱、排烟道等影响氢气扩散的结构，以及实际停车位的布置，本标准规定每个车位5米范围内屋顶处应至少存在1个氢气探测器，经估算约为10-12个（车位范围2x5或2x6）车位面积中需要至少1个探测器。该范围也在具体试验中进行了测试验证。2.7.4周围环境要求根据在开阔空间中对车辆极端氢气泄漏事故的计算，可燃气云可能影响的范围约为周围3.5米，1%浓度范围约为周围7.6米。因此规定，车辆维修工位半径7.6米距离内不得存在明火及其他潜在点火源，3.5米内不得堆放易燃材料。93.1主要试验验证情况标准修订过程中，中国汽车技术研究中心有限公司与同济大学、上汽大通汽车有限公司、北京理工大学、北京工业大学和合肥工业大学等工作组成员合作，组织开展了大量试验与仿真的分析验证工作，包括多种类受限空间下的氢气泄漏、扩散与点燃的情况，以及通风效果的评价等。针对标准所涉及的具体示范运行场景，工作组做了相应的试验验证工作，主要针对停车场等受限空间。试验采用不同开放程度的停车场中，不同泄放速率下氢气扩散与聚集，进一步为本标准中提及的氢气体积浓度阈值与通风效果提供依据。试验工况如表1所示。表1停车场氢试验工况试验类型停车场类型氢瓶压力泄放口径泄漏全封闭5MPa半封闭全封闭4mm半封闭泄漏车辆使用一比一车辆模型以保证安全性与可操作性，周围其他放置车辆均为实车。储罐改装固定于模型内，采用电磁阀控制氢气的泄放，部分其他外部设备均可见图3。图3试验所用模型、氢瓶与其他设备3.1.1停车场泄漏试验对停车场中的燃料电池电动汽车进行氢气泄放试验，直至储罐压力降低至大气压，如图4所示。试验测试了在封闭式停车场中，约10-12个车位空间内的氢气聚集情况。在极端封闭条件下应避免产生可燃气云（>4vol.%）。图4停车场氢气泄放浓度监测3.1.2停车场点燃试验对停车场中的燃料电池电动汽车进行氢气泄放点燃试验，泄放开始后5s进行点火，结果如图5所示。试验测试了气云爆燃与后续形成的喷射火在10-12个车位空间内产生的超压情况。超压对建筑与周围车辆的危害情况，受停车场类型和换气条件影响很大。封闭式应该作为一种极端条件。图5停车场氢气泄放点燃超压监测3.1.3多类型受限空间氢气扩散试验与仿真仿真在多尺寸受限空间，多类型停车场条件下进行，探究氢气扩散分布、监测与通风布置策略等，如图6所示。开放空间中氢气的扩散与监测并不需要更多的限制，但根据氢气泄放后产生的1%和4%浓度区域，需要对周围环境的火源和易燃物进行限制。密集停放的车辆会影响扩散，是在设置监测与通风时需要考虑的极端情况。图6多类型停车场氢气泄放扩散与监测通风3.2预期效益该项标准的修订可