《高压氢气车载输送系统技术要求》征求意见稿

1T/XXXXXXX—XXXX高压氢气车载输送系统技术要求本标准规定了高压氢气车载输送过程中所需要的设备、材料的选择标准，包括储氢气瓶、运输容器、管道等，以及它们必须满足的性能要求。本标准详细的描述了高压氢气车载输送过程中应采取的安全措施，包括但不限于防火、防爆、防泄漏等。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB2894-2008安全标志及其使用导则GB/T3634.2-2011氢气第2部分：纯氢、高纯氢和超纯氢GB/T3836.14-2014爆炸性环境第14部分：场所分类爆炸性气体环境GB/T4208-2017外壳防护等级（IP代码）GB/T4844-2011纯氦、高纯氦和超纯氦GB/T4962-2008氢气使用安全技术规程GB/T8979-2008纯氮、高纯氮和超纯氮GB/T12224-2015钢制阀门一般要求GB/T12228-2006通用阀门碳素钢锻件技术条件GB/T12241-2021安全阀一般要求GB/T12243-2021弹簧直接载荷式安全阀GB/T12244-2006减压阀一般要求GB/T17241.7-1998铸铁管法兰技术条件GB/T21668-2008危险货物运输车辆结构要求GB/T24499-2009氢气、氢能与氢能系统术语GB/T26990-2023燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件GB/T24549-2020燃料电池电动汽车安全要求GB/T26779-2021燃料电池电动汽车加氢口GB/T29729-2022氢系统安全的基本要求GB/T37154-2018燃料电池电动汽车整车氢气排放测试方法GB/T34542.1-2017氢气储存输送系统第1部分：通用要求GB/T34542.2-2018氢气储存输送系统第2部分：金属材料与氢环境相容性试验方法GB/T34542.3-2018氢气储存输送系统第3部分：金属材料氢脆敏感度试验方法GB/T35544-2017车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶GB/T42536-2023车用高压储氢气瓶组合阀门GB/T42536-2023车用高压储氢气瓶组合阀门GB50217-2018电力工程电缆设计标准JB4732-1995（2005）钢制压力容器-分析设计标准(2005年确认)QJ11421-2008气体单向阀通用规范3术语和定义GB/T24499和GB/T24548-2009界定的以及下列术语和定义适用于本文件。2T/XXXXXXX—XXXX3.1车载氢系统onboardhydrogensystem燃料电池电动汽车上，从加氢口到减压阀，与氢气加注、储存、输送、供给和控制有关的装置.3.2储氢气瓶hydrogenstoragecylinder燃料电池电动汽车上，用于储存高压氢气的装置.3.3单向阀checkvalve防止气体倒流的阀门.3.4减压阀pressureregulator将压力减少至所需压力的阀门.4氢系统及各部件4.1储氢容器和管路应满足以下要求：1)不允许采用更换储氢容器的方式为车辆加注氢气。2)管路的材料可选取碳纤维复合材料、芳纶纤维复合材料，但这两种材料成本较高，需要先进的制造工艺和技术，如果选取不锈钢作为高压管路，应采用经验证具有良好氢相容性的材料，如选取奥氏体不锈钢作为管路材料时，其镍含量应不小于12%、钼含量应不小于3%，碳含量应不高于0.03%。3)如选用更高压力的运输环境如（70MPa）的加氢车，可以通过调整合金成分，增加镍、钼等元素的含量，以提高管路的抗氢脆性能；可以通过退火、淬火等热处理工艺改善材料的微观结构，增强其韧性；也可增加管道的壁厚和添加耐腐蚀涂层以提高其承压能力。当然也要采用高质量的焊接工艺，确保焊接接头的强度和韧性，避免焊接缺陷。4)氢系统管路安装位置及走向要避开热源以及电器、蓄电池等可能产生电弧的地方，或者在中间填充绝缘隔板进行隔离。尤其管路接头不能位于密闭的空间内。高压管路及部件可能产生静电的地方要可靠接地,或其他控制氢泄漏量及浓度的措施,即便在产生静电的地方,也不会发生安全问题。5)储氢容器和管路一般不应装在乘客舱、行李舱或其他通风不良的地方；但如果不可避免要安装在行李舱或其他通风不良的地方时,应设计通风管路或其他措施,将可能泄漏的氢气及时排出。6)储氢容器和管路等应安装牢固,紧固带与储氢容器之间应有缓冲保护垫,以防行车时发生位移和损坏。当储氢容器按照标称工作压力充满氢气时,固定在储氢容器上的零件,应能承受车辆加速或制动时的冲击,而不发生松动现象。有可能发生损坏的部位应采用覆盖物加以保护。储氢容器紧固螺栓应有防松装置,紧固力矩符合设计要求。储氢容器安装紧固后,在上、下、前、后、左、右六个方向上应能承受8g的冲击力,保证储容器与固定座不损坏,相对位移不超过13mm。7)支撑和固定管路的金属零件不应直接与管路接触,但管路与支撑和固定件直接焊合或使用焊料连接的情况例外。8)管路与管路之间的接口为避免泄露应采用焊接或者螺纹连接9)刚性管路应布置合理、排列整齐,不得产生与相邻部件碰撞和摩擦;管路保护垫应能抗震和消除热胀冷缩影响,管路弯曲时,其中心线曲率半径应不小于管路外直径的5倍。两端固定的管路在其中间应有适当的弯曲,支撑点的间隔应不大于1m。10)储氢容器及附件的安装位置,应距车辆的边缘至少有100mm的距离。否则,应增加保护措施。11)对可能受排气管、消声器等热源影响的储氢容器、管道等应有适当的热绝缘保护。要充分考虑使用环境对储氢容器可能造成的伤害,需要对储氢容器组加装防护装置。直接暴露在阳光下的储氢容器应有必要的覆盖物或遮阳棚。3T/XXXXXXX—XXXX12)当车辆发生碰撞时,主关断阀应根据设计的碰撞级别,立即(自动)关闭,切断向管路的燃料供应.13)氢系统支架及管路设计应充分考虑安装及后期维修，方便操作。4.2储氢气瓶应符合TSG23、T/CCGA40008、GB/T35544-2017、GB/T42536-2023等相关规范标准的规定，且储氢气瓶及其附属装置应能在正常使用的条件下安全、可靠的运行。4.3加氢口应符合下列规定：1)气密性：加氢口的单向阀处于关闭状态时，在加氢口出口端通以泄露检测气体，分别在0.5MPa和1.25倍公称工作压力两种压力状态下进行试验，首先用检液检查,如果1min之内无气泡产生则为合格,如果产生气泡,继续采用检漏仪或其他方式进行测量,其等效氢气泄漏率不应超过0.02L/h(标准状态)。2)耐振性：将试件可靠的固定在振动试验台上，从5Hz～60Hz每个整数频率点都需要震动8min，共448min，应符合表1规定.3)耐温性：加氢口的单向阀处于关闭状态,从加氢口的出口端充入压力为公称工作压力的泄漏检测气体,将其放人恒温箱内,温度从室温升至85℃士2℃,保温8h,浸人85℃的水中1min不应有气泡产生；温度恢复到室温后保持0.5h,继续降温至-40℃士2℃,保温8h,浸入-40℃的冷却液中1min不应有气泡产生。4)耐久试验按照以下步骤进行，总循环次数为15000次。加氢口的出口端封闭,入口端接通高压气源,试验压力从0MPa升至1.25倍公称工作压力,使单向阀处于开启状态。入口端泄压为0MPa,使单向阀承受1.25倍公称工作压力并处于关闭状态,保持时间不少于2s,将出口端泄压为0MPa~0.5MPa。单向阀开启和关闭一次为一个循环,单向阀开启、闭合频率不高于15次/min，试验后不应出现异常磨损，且符合气密性和耐温性5)耐氧和臭氧老化性：加氢口与氢气接触的密封件,在温度为70℃士2℃、压力为2MPa的氧气中放置96h；加氢口与空气接触的密封件,在温度为40℃士2℃、臭氧体积分数为5x10-7的空气中放置120h,均不应出现明显变形、变质、斑点及裂纹等现象。6)加氢口的安装位置和高度应考虑安全防护要求并且方便加气操作。7)加氢口的安装应牢固可靠，应能承受加氢枪及其管路的压力。8)加氢口不应设置于乘车仓、行李舱和通风不良的地方。9)加氢口距暴露的电气端子、电器开关和点火源的位置应根加氢车的型号调整安全距离。10)加氢口需经强制性检验并取得检验报告后方可使用，检验标准依据GB/T26779的规定。频段振幅5Hz～20Hz≥1.5mm21Hz～40Hz≥1.2mm41Hz～60Hz≥1mm4.4安全阀应符合下列规定：1)安全阀的设计可参照GB/T12241的规定。2)安全阀应始终保证系统的压力不高于最大允许工作压力，其泄放能力应满足压力源的最大流量，并且在极限状态下能够正常工作。3)安全阀宜与手动排空阀并联设置，以便进行后期维护。4)安全阀最大泄放量及开启压力应符合JB4732-1995附录E6中的规定。5)应选用全封闭式安全阀，并应有产品合格证或质量合格证明书，经校准合格铅封后，方可安装使用。4.5减压阀应满足以下规定：1)钢制阀门的压力-温度等级按照GB/T12224的规定；铁制阀门的压力-温度等级按照GB/T17241.7的规定。2)调压性能：在给定的调压范围内，出口压力应能在最大值和最小值之间连续调整，不得由有卡阻和异常振动。4T/XXXXXXX—XXXX3)流动特性：出口流量变化时，减压阀不得有异常动作其出口压力负偏差值：对直接作用式减压阀不大于出口压力的20%；对先导式减压阀不大于出口压力的10%。4)密封性能应符合表2规定（渗透量）。5)减压阀应始终保证阀后压力不高于电堆最大工作压力。6)减压后氢气流量应满足电堆使用要求。7)减压阀后管路应设置安全阀，防止减压阀失效影响电堆及整车的安全。8)减压阀需经校准合格后方可使用，并在后续使用过程中根据需要自检减压阀出口压力及流量是否满足需求。9)减压阀后宜设置主切断阀或将其集成于减压阀阀体内，切断阀的操作方式应采用电动方式，当断电时瓶阀处于关闭状态。公称尺寸DN最大渗漏量mL/min6～8>80.20.34.6瓶口阀应符合下列规定：1)瓶口阀相关性能要求应符合GB/T42536-2023的要求。2)瓶口阀应设置温度驱动安全泄压装置（TPRD），且切断阀的操作方式可采用电动方式，当断电时瓶阀处于关闭状态。3)瓶口阀应设置手动启闭阀门及手动泄放阀门或其他具备相同作用装置，在加氢、排氢或维修时可用来单独隔断各个储氢瓶。4)瓶口阀应设置温度传感器和压力传感器或预留传感器的安装接口，以保证对瓶内氢气温度、压力的监控。5)瓶口阀应设置限流装置或预留限流装置接口，以防止在加注和泄放过程中氢气过流。4.7单向阀的设置应符合下列规定：1)加注口后应设置单向阀，以防止加注口单向导通作用失效时发生氢气泄漏。2)单向阀的设计可参照QJ1142的相关规定。4.8控制器及其他电气元件的要求应符合以下规定：1)控制器及其他电气元件应符合GB/T29729-2022中7.2.5.5的相关规定。2)氢系统铺设的电线及导线应符合GB50217的规定，电线及导线需用具有阻燃功能的波纹管包裹，起到对线束的保护作用。3)氢系统所用线束及接插件需具备IP67的防护等级。测试条件需满足GB/T4208的相关要4)电气设备工作时的表面温度应低于氢在空气中的着火点。5)浓度传感器、压力传感器及温度传感器等测量元件需定期校验，检验合格后方可使用。5整车安全要求5.1总体要求按照GB/T37154-2018中6.1怠速热机状态氢气排放章节规定的试验方法进行测试,在进行正常操作(包括启动和停机)时,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%。5.2整车氢气泄漏车内要求5.2.1氢系统泄漏或渗透的氢燃料,不应直接排到乘客舱、行李舱/货舱,或者车辆中任何有潜在火源风险的封闭空间或半封闭空间。5.2.2在安装氢系统的封闭或半封闭的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。5T/XXXXXXX—XXXX5.2.3在驾驶员容易识别的区域应安装氢气泄漏报警提醒装置,泄漏浓度与警告信号的级别由制造商根据车辆的使用环境和要求决定。5.2.4各个国家对氢气泄漏探测的标准要求并不相同，在新修订的标准中应将这一要求进行国际化统一。如果在汽车运行的过程中，某单点泄漏导致封闭空间或半封闭空间内氢气的体积浓度大于2%，应该发出警报，浓度大于3%，则应关闭主截止阀停止氢气供应。在系统检测到氢气泄漏时，当浓度大于2%时，报警为黄色，浓度大于3%时，报警为红色。5.2.5当氢气泄漏探测传感器发生故障时,如信号中断、断路、短路等,应能向驾驶员发出故障警告信5.3车外要求按照附录在密闭空间内进行氢泄漏试验,应满足任意时刻测得的氢气体积浓度不超过1%。5.4氢气低剩余量提醒指示储氢气瓶氢气压力或氢气剩余量的仪表应安装在驾驶员易于观察的区域,如果氢气的压力或剩余量影响到车辆的行驶,应通过一个明显的信号(例如:声或光信号)装置向驾驶员发出提示。6安装要求6.1安装前需用环保清洗溶剂对连接管路内壁进行清洗，确保达到使用标准。6.2各气瓶宜采用紧固带固定，紧固带与气瓶之间宜有缓冲保护垫，保护垫应采用阻燃材料。6.3检查并清理车架与车载氢系统的连接位置，连接位置的结构应无变形，连接表面应无油脂、铁屑或其他附着物。6.4车载氢系统应采用专用吊装器具进行安装，氢系统固定点与车辆固定支架间不应有明显的间隙。6.5车载氢系统安装过程中应注意防护车架、蒙皮等面漆。6.6低压线束应避免与框架棱边发生干涉、摩擦，若因结构限制无法避开棱边时，应采用柔性阻燃材料进行防护。6.7通风要求应符合GB/T29729-2022中7.2.3.4的相关要求。6.8氢系统应设置静电接地连接点,加注时方便与加氢站静电接地线的连接。静电接地点宜设置在加注口安装面板上。氢系统静电接地装置应与整车连接。7加注要求7.1氢系统加注要求应符合GB/T24549-2020中4.2.3的相关要求。7.2加注前，需对车辆氢气压力进行检查，若瓶内及管路压力小于2MPa,则此车辆不能在加氢站进行加注。进行检查，确保储氢瓶内及管路压力不低于于2MPa。8使用维护8.1氢系统使用和维护要求应符合GB/T24549-2020中5的相关要求。8.2安装完成后需使用符合要求的高纯度惰性气体或高纯度惰性气体的混合气体对气瓶及管路的空气进行置换，惰性气体可选用符合GB/T8979的要求高纯氨或符合GB/T4844的要求高纯氨；氮气置换后需使用符合GB/T3634.2的要求高纯氢对气瓶及管路进行置换。8.3氢气用安全阀至少需一年一检。应按GB/T12243的要求进行定检。8.4氢气浓度传感器、压力传感器等电气测量元件需根据相关标准定期检验，校验合格后方可使用。8.5氢气瓶需按照相关规定进行校验。8.6氢系统的易耗易损件需定期检测、维修或更换。6T/XXXXXXX—XXXX（规范性）氢泄漏试验A.1测试参数测试参数应符合表A.1的要求表A.1测量参数单位准