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GB／T 41134.2-2021 电驱动工业车辆用燃料电池发电系统 第2部分：性能试验方法.pdf

ICS 27.070 CCS K 82

GB/T 41134.22021

新建铁路海南西环铁路钻孔桩施工方案(海南西环)电驱动工业车辆用燃料电池发电系统

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15.1最大输出功率试验 15.2电力循环电子负载试验 15.3辅助负载电压尖峰试验 18 16测试报告 16.1 通则 16.2 标题页 18 16.3 目录内容 19 16.4报告摘要 19 附录A（资料性）标准条件下氢气和甲醇的热值· 20 附录B（资料性）详细报告和完整报告内容指南 21 公老文献

15.1最大输出功率试验..

GB/T 41134.22021

学物理研究所、中国质量认证中心、潍柴动力股份有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、上海市质 量监督检验技术研究院、无锡市产品质量监督检验院、南京大学、天能电池集团股份有限公司、北京氢璞 创能科技有限公司、上海恒劲动力科技有限公司、上海重塑能源科技股有限公司、北京长征天民高科技 有限公司、海南自贸区国济新能源科技有限公司。 本文件主要起草人：马天才、牛远春、裴冯来、邢丹敏、潘牧、俞红梅、侯明、张亮、卢琛钰、王刚、何云堂 张超、杨彦博、朱俊娥、姚乃元、靳股实、刘建国、李松丽、陈耀、胡磊、曹寅亮、胡哲。

GB/T41134涉及电驱动工业车辆用燃料电池发电系统的安全性、性能和互换性等因素。考虑到 国内外对电驱动工业车辆应用的迫切需要，本文件主要适用于配有燃料电池发电系统的电驱动工业 车辆。 电驱动工业车辆用燃料电池发电系统可在混合动力和多模式下运行。本文件通过分解他们不同的 模式并提供明确的电驱动工业车辆用燃料电池系统的设计和试验框架。用于评估电驱动工业车辆用燃 料电池发电系统不同燃料电池组合模式的性能。 本文件的用户可以有选择地执行本文件中所描述的适合他们目的的试验项目。本文件不排除其他 的试验方法。 GB/T41134拟由两部分构成。 一第1部分：安全。给出电驱动工业车辆用燃料电池发电系统的结构、电路和燃料的安全要求及 试验方法。 一第2部分：性能试验方法。给出电驱动工业车辆用燃料电池发电系统的电、热和环境性能相关 的统一和可重复的试验方法。

电驱动工业车辆用燃料电池发电系统

本文件规定了电驱动工业车辆用燃料电池发电系统的性能试验方法。 本文件适用于采用气态氢或直接甲醇为燃料的燃料电池发电系统的电驱动工业车辆，如物料搬运 设备、叉车等。 本文件适用于室内和室外使用的额定输出电压不超过150V的直流型燃料电池发电系统。 本文件适用于3.7和图1所定义的燃料电池发电系统。 本文件不适用于配备重整装置的燃料电池发电系统、配置内燃机的混合动力车辆和用于潜在爆炸 环境的燃料电池发电系统。 本文件涉及的燃料电池发电系统，其燃料源容器永久地连接在工业车辆或燃料电池发电系统上。 不准许使用可拆卸式燃料源容器。

图1电驱动工业车辆用燃料电池发电系统

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

GB/T41134.2—2021

下列术语和定义适用于本文件。 3.1 噪声级 noiselevel 在某一特定的距离处，所测的燃料电池发电系统在所有运行模式下所产生的声压级。 注：表述单位为分贝（dB)，测量方法见14.2。 3.2 背景噪声级 backgroundnoiselevel 在测量点处环境噪声的声压级。 注：14.2冷态下的燃料电池发电系统采用并描述了此测量方法。 3.3 蓄电池battery 电化学能量储存装置，用来提供能量输入以支持辅助负载和/或提供电能输出。 注：不包括用于控制软件内存及类似应用的备用电池。 3.4 冷态 coldstate 燃料电池发电系统处在环境温度下既没有能量输人也没有能量输出的状态。 [来源:GB/T28816—2020,3.110.1] 3.5 排放水dischargewater 从燃料电池发电系统排放出的水，包括废水和冷凝水。 注：排放水不构成热回收系统的一部分。 ［来源：GB/T28816—2020,2.2,有修改］ 3.6 燃料电池系统电效率fuelcellsystemelectricalefficiency 在某一给定时间段内，燃料电池发电系统的平均电输出功率和供给的燃料的平均功率的比 3.7 燃料电池发电系统 fuelcellpowersystem 使用一个或多个燃料电池模块来产生电能及热的系统。 注1：燃料电池发电系统框图见图1。 注2：燃料电池发电系统可包括图1所示的部分或所有部件。用于工业车辆的燃料电池发电系统为GB/T

GB/T41134.22021

2021中3.9和3.10中所述形式之一 ［来源：GB/T28816一2020，3.49，有修改］ 3.8 燃料输入量fuelinput 供给燃料电池发电系统的氢气或甲醇的总量。 3.9 燃料消耗量fuelconsumption 在特定运行条件下燃料电池发电系统消耗燃料的体积或质量。 3.10 最小电功率输出minimumelectricpoweroutput 燃料电池发电系统能够持续稳定运行的最小净输出电功率。 3.11 额定功率ratedpower 在制造商规定的正常运行条件下，所设计的燃料电池发电系统（3.7)的最大连续电输出功率。 [来源：GB/T28816—2020,3.85.4，有修改］ 3.12 辅助负载auxiliaryload 为了维持燃料电池发电系统运行必需的辅助设备所消耗的功率。 3.13 试验持续时长 testduration 记录计算试验结果所需的数据点的时间间隔。

2021中3.9和3.10中所述形式之一 ［来源：GB/T28816一2020，3.49，有修改］ 3.8 燃料输入量fuelinput 供给燃料电池发电系统的氢气或甲醇的总量。 3.9 燃料消耗量fuelconsumption 在特定运行条件下燃料电池发电系统消耗燃料的体积或质量。 3.10 最小电功率输出minimumelectricpoweroutput 燃料电池发电系统能够持续稳定运行的最小净输出电功率。 3.11 额定功率ratedpower 在制造商规定的正常运行条件下，所设计的燃料电池发电系统（3.7)的最大连续电输出功率。 [来源：GB/T28816—2020,3.85.4，有修改］ 3.12 辅助负载auxiliaryload 为了维持燃料电池发电系统运行必需的辅助设备所消耗的功率。 3.13 试验持续时长 testduration 记录计算试验结果所需的数据点的时间间隔。

下列符号适用于本文件。 表1和表2分别给出了在本文件中使用的关于电/热性能和环境性能的符号、含义以及相 追位。

表1电/热性能的符号及其含义

GB/T 41134.22021

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表1电/热性能的符号及其含义（续）

表2环境性能的符号及其含义

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表2环境性能的符号及其含义（续）

标准条件规定如下： 标准温度：T，=273.15K(0℃)； 标准压力：力，=101.325kPa(绝对)

除非另有规定，燃料热值应采用低热值（LHV)或类似值。 主：附录A中给出了氢气和甲醇的低热值（LHV)和高热值（HHV) 若采用低热值(LHV)计算能量效率，则无需标注LHV"符号，如： 7el~7或7total=××% 若采用高热值（HHV)计算能量效率，则该数值后应注明“HHV"符号，如： 7d>7±或 7 totl=X ×% (HHV)

，且应注意细节以将不确定度降到最小。 试验相关方以本文件为基础制定详细白 面试验计划

为满足目标的不确定度，需确定适当的读数持续时长和频率，且应在性能试验前准备好数据记录 设备。

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图2和图3分别举例说明了使用氢气和甲醇燃料进行燃料电池发电系统测试所需的试验装置。 池发电系统与电子负载连接。

? 电流表； ? ? 温度计； 压力表； ? 流量计； ? 集成流量计； ? 一电功率计； ? 一集成电功率计（电能计）。 接收集装置以测量体积（或质量）、pH、生化需氧量（BOD)、化学需氧量（COD)。 接收集装置以分析成分。

图2氢燃料电池试验装置示例

接收集装置以测量体积（或质量）、PH、生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD) 接收集装置以分析成分。

图3甲醇燃料电池试验装置示例

9测量系统不确定度的最低要求

GB/T 41134.2202

电功率：士1%； 电能：±1%； 燃料气体流量：土1%； 累计气体流量：士1%； 时间：±0.5% 液态燃料质量：按照GB/T27748.4一2017中所述确定质量（不含燃料箱的质量）士1%； 相对湿度：±5%； 绝对压力：土1%； 燃料气体和排放水温度：土1K； 尾气温度：士4K。

除非另有说明，应在如下规定的环境中进行性能试验： 温度：20℃±5℃； 湿度：65%±20%相对湿度； 压力：在91kPa(绝对）～106kPa绝对）之间。 在每次试验中都应测量试验过程中实验室的环境条件。因空气质量可能会影响燃料电池发电系统 的性能，实验室空气组分(二氧化碳、一氧化碳、二氢化硫等）应与试验结果一起报告。

10.2系统的安装和操作条件

10.3恭电池状态指示

对于配置蓄电池的系统，蓄电池的荷电状态(SOC)应该在试验开始时和结束时一致。可以将 额定输出功率运行30min以上来达到标称荷电状态。如此过程无法确保蓄电池的荷电状态在 始时和结束时一致，按照10.3.2和10.3.3进行处理

10.3.2可外接充电的电驱动工业车辆

对于可外接充电的电驱动工业车辆，在试验开始前，接照GB/T19753一2021中附录C的规定，完 成对储能装置的完全充电以达到蓄电池的标称荷电状态。 试验结束后30min内，按照GB/T19753一2021中附录C的规定对储能装置进行充电。测量并记 录从电网获得的电能el(kW·h），el即为蓄电池电能输出。 注：仅当制造厂在其生产说明书中或以其他明确的方式推荐或要求定期进行车外充电时，电驱动工业车辆方可认 为是“可外接充电”的。仅用来不定期的储能装置电量调节而非用作常规的车外能量补充，即使有车外充电能 力，也不认为是“可外接充电”的车型，

对于可外接充电的电驱动工业车辆，在试验开始前，接照GB/T19753一2021中附录C的规定，完 对储能装置的完全充电以达到蓄电池的标称荷电状态。 试验结束后30min内，按照GB/T19753一2021中附录C的规定对储能装置进行充电。测量并记 录从电网获得的电能el(kW·h），el即为蓄电池电能输出。 注：仅当制造厂在其生产说明书中或以其他明确的方式推荐或要求定期进行车外充电时，电驱动工业车辆方可证 为是“可外接充电”的。仅用来不定期的储能装置电量调节而非用作常规的车外能量补充，即使有车外充电能 力，也不认为是“可外接充电”的车型，

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SZDB／Z 304.2-2018 跨境电子商务综合试验区单一窗口服务 第2部分：检验检疫备案GB/T 41134.22021

10.3.3不可外接充电的电驱动工业车辆

对于不可外接充电的电驱动工业车辆，在试验进行时，使用电能测量装置测量蓄电池输出的电能。 为了使用外部设备测量蓄电池的电能，制造厂应在车上提供适当的、安全的、可接近的连接点。如果不 可行，制造厂应帮助测试机构获得按照上述方式要求的将电能测量装置连接到储能装置输出线上的 方法。 测量仪器应以最低20Hz的频率采样，得出电能的测量值e1(单位为kW·h)。

用于制备试验用的甲醇溶液的甲醇应符合GB/Z23751.3一2013中5.5.2的要求。 与甲醇混合的水的电导率应符合制造商的规定。 甲醇溶液中的甲醇浓度由制造商规定

11.1氢气燃料消耗试验

试验旨在测量额定辅出功 本试验应与第12章规定的电功率输出试验同时进行

氢气燃烧消耗试验方法如下： a 试验开始前，系统以额定输出功率运行30min以上； b） 对于含有电化学蓄电池的系统公路改造工程桩基溶洞处理钢护筒跟进施工方案，按照10.3所述对蓄电池进行处理； 保持系统以额定电功率输出，开始试验； d）测量燃料温度、燃料压力及累计燃料输入流量（体积或质量）。每次测量至少60min。

氢气燃烧消耗试验方法如下： a 试验开始前，系统以额定输出功率运行30min以上； b）对于含有电化学蓄电池的系统，按照10.3所述对蓄电池进行处理； c 保持系统以额定电功率输出，开始试验； d)测量燃料温度、燃料压力及累计燃料输人流量(体积或质量)。每次测量至少 60 min。

11.1.3.1平均氢气燃料输入流量的计算