GB∕T 31037.1-2014 工业起升车辆用燃料电池发电系统 第1部分：安全 GB∕T31037.1-2014 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS 27.070
中华人民共和国国家标准
GB/T 31037.1—2014
工业起升车辆用燃料电池发电系统第1部分：安全
Fuel cell power sysiem used for industrial lift truck applications-Part 1:Safety
2014-12-05发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2015-07-01实施
GB/T 31037.1—2014
规范性引用文件
术语和定义
试验方法
6标识
产说明书
附录A（规范性附录）泄溺量计算参考文献
GB/T31037《工业起升车辆用燃料电池发电系统》计划发布以下部分：第1部分：安全
：第2部分：技术条件
本部分为GB/T31037的第1部分
本部分按照GB/T1.12009给出的规则起草。本部分由中国电器工业协会提出。部分山全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会(SAC/TC342)归口。GB/T31037.1—2014
本部分起草单位：海神力科技有限公司、UL美华认证有限公司、宇波拜特测控技术有限公司、同济大学、机械工业北京电「技术经济研究所、武汉邮电科学研究院、南京大学昆山创新研究院、中国质量认证中心。
本部分主要起草人：张若谷、周斌、季良俊、黄-、侯永平、孙婷、刘淑务、齐志刚、胡里清、顾军、王刚、陈晨。
1范围
1.1概述
工业起升车辆用燃料电池发电系统第1部分安全
GB/T31037.1—2014
GB/T31037的本部分规定了T业起升车辆用燃料电池发电系统的构造、标识和性能试验等方面涉及的安全要求及安全防护措施，为室内或室外使用的电动丁业起升车辆提供动力的燃料电池动力系统包燃料电池发电系统（简称发电系统)和能量存储模块。能量存储模块是指用来启动发电系统、帮助或补充燃料电池发电系统对内部或外部负载供电的电能储存装置，由铅酸电池、镶氢电池、组离子电池、超级电容器或其他具有相功能的能量存储模块纽成。本部分仅涉及燃料池发中系统部分安全方而的要求，不包括能量存储模块：
本部分涉及的工业起升车辆包括：平衡重式义车、前移式叉车、插腿式叉车、托盘堆垛车、平台堆垛车、操作台可升降的车辆、侧面式叉车、越野受华、测匠堆垛式叉车(两侧）、兰向雌垛式义车、堆哚用高起跨车，托盘搬运车、平台搬运车，非堆垛低起跨车、栋选车。本部分适用于以气态氢为燃料、密气为氧化溺的质子交换膜燃料电泄发电系统。本部分适用于使用的储氢装置包括：固的或可更换的；
可再充装或-次性的；
集战或安装于发电系统或工业起升车辆本部分仪考愿可能对燃料电池发电系统之外的人身、物体惑环境造般伤害的抢险情况，提出针对此类危险情况的安全规定要求，不包括可能对燃料电池发电系统自身造成损害时应采取的安全描施。1.2系统边界
本部分中所指的发电系统边界示意图如图1所示。其中，粗实线框内为燃料电池发电系统的部件框边界的进出箭头为针对燃料电池发电系统的输人和输出。燃料
燃料氢气燃料（玺气）
储存系统
供应系统
氧化剂（空气）
电磁睡扰振动
风、雨于温度等
氧北剂空气）
烘应系统
[通风
热管理
系统
水处理
燃料电池发电系统迅界
燃料电池动力系统边界
内部功率
图1发电系统的系统边界示意图
电力端口，可用功率
能量存
储模块
度水废气
电醛证扰
噪声掘动
GB/T31037.1—2014
本部分所适用的发电系统由图1中的发电系统边界内的全部或部分部作组成，但总体设计应满足实现设定的功能，发电系统边界内的组成及功能包括：燃料电池模块：出以下儿个主要部分组成：一个或多个燃料电池堆、输送燃料、氧化剂和废气的管路系统、电池堆输电的电路连接、监测和/或控制手段；燃料（氢气）储存系统：安装在发电系统内部或在1业起升车辆上，固定或可更换的，用于存储燃料氢气的部件皮其相关配件；燃料（氢气）供应系统：包括但不限于管路、阀门、传感器、燃料加压/诚压/稳压装置等，能对输人发电系统的燃料进行加压或减压或稳压等处现：再将燃料从燃料储存系统输送至燃料电池模块；
：一氧化剂（空气）供应系统：包括似不限丁过滤器、管路、空压机（鼓风机）传感器件、阀门等，能对输入发电系统的氧化剂(空气)行谢压以及过滤等处理，再将氧化剂（空气）输送至到燃料电池模块：
热管理系统：包括们不限于散热器和配套风扇、管路、循环流体泵、阀门、传感器件、冷却流体诺存与补充箱等，通过加热或冷却或排热保持发电系统在制造商规定的1作温度范围内运行；一一增混系统：用以对燃料和氧化剂（空气)进行增凝，挺高相刘湿度的装置；水处理系统：包括但不限下管路、循坏水泵、阀门、传感器件、水储存与补充箱等，发电系统生成水回收用于增混燃料或氧化剂或其他使用用途时，应去除水中对发电系统有宵的颗粒与金属离子：
控制系统：由进行调节与监控所必需的传感器件、线路、执行器件、控制器件、软件程序等组成。使发电系统在无需人工干预时，运行参数能保持在制造商给定的限值范内，保障发电系统正常运行；
功率节系统：包括但不限于DC/IC或DC/AC、线路等，燃料电池堆输出功率将根据发电系统内部装置所需功率和对外输出功率的要求，通过其对电流、电压进行调节，提供符合使用要求的功率输山
一通风系统：通过强制或白然的疗式实现发电系统内外空气交换的系统；一…燃料电池发电系统：指山发电系统的边界示意图中全部或部分部件纽成，与能量存诺模块组介成燃料电池动力系统，根据其结构不同分为一体式和整合式两种：。一体式系统：发电系统的部作全部装入一个外壳内，集成体，显示器和控制界面或功能按钮可根据实际情况安装在操作人员方使操作的地方；·整合式系统：发电系统的各个部件根据工业起升车辆的结构空闻及重心，分散的安装在工业起升车辆「：，所有部件通过线路或管路连接在一起，构成一套完整的燃料电池发电系统。
除非另有规定，本部分中的气休压力均指表压。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仪注月期的版本适用于本义件。凡足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。GB1562007标推电压
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G13/T 245492009
氧气,氢能与氢能系统术语
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GB/T 28816—2012
燃料电池术语
HB5067镀覆工艺氢脆试验
ISO15916氢系统安全性的基础问题IS017268.22006压缩氢加氢连接器3术语和定义
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lower flammability limit;LFL低可燃极限
燃料空气混合物中的燃料能被火源点燃的最低浓度。注：若火源可引发燃烧则该燃料空气混合物燃。主要尼燃料一空气混合物比例或构成。饿合物度低于低可燃极限（LFL)或高于高可燃极限（L:FL)的临界比例不会引发燃烧。3.2
非正常运行abnnrmal operalion指发电系统因发生故障或损坏或其他因素，导致其不在制造商设计的参数范围内运行。3.3
正常运行
Fnormaloperation
指发电系统在制造商设计的参数范围内的运行状态，3.4
危险区域
thazardous area
出现或预期可能出现的易燃气体数量达到应该对电气设备的结构、安装和使用采取专门预防措施的区域。
GB/T 31037.1—2014
根据易燃气体出现的频率和持续时间·危险区域可分为：0区：易燃气体连续山现或长时间存在的区域，发电系统中储氢装置为0区。1区：正常运行时，可能出现易燃气体的区域，发电系统中电堆、燃料供应系统、废气（氢气）排放[J为1区。
2区：正常运行时，不可能出现易燃“么体，如果出现也是偶尔发生并且仪是短时间存在的区域，注：发电系统中除1述提到的区域外，其他为三危险区域3.5
non-hazardous aren
非危险区域
爆炸性环境预期不会出现，不要求对电气设备的结构、安装和使用采用专门的措施的区域。[GB/T2900.35—-2008,定义426-03-02]3.6Www.bzxZ.net
燃料稀释空间fueldilutionboundary发电系统或工业起升车辆上因燃料泄漏或尾气排放时形成的燃料浓度在其川燃性体积比范围内的空区域。
注：氢气的可燃性依积比范用：4%75%。3.7
limited current eircuit
限流电路
发电系统作止常运行条件和单一故障条件下，采取设计与保扩性拼施保证电路中产生的电流不会造成危害的电路，
_GB/T18384.3200L定义3.11
「类设备classIequipment
依靠基本绝缘对带电部件进行防触电保护、仪把这个设备中外露间导电部件与保护导体相连的设备。
[GB/T18384.3--2001,定义3.12]3.9
TI类设备classⅡequipment
使用双重绝缘或加强绝缘进行防触电保护的设备，3.10
联锁interlock
监测规定条件满足与否并保证相关控制设备执行安全动作的控制装置。注：改马GB/T27748.12011，楚义3.253.11
配薰balance weight
为保障工业起升车辆平衡、稳定运行，在发电系统内或外添加的辅助质量。4要求
4.1通用安全要求
发电系统的寸重量设计应充分考虑工业起升车辆的使用环境，确保工业起升车辆静止及运行时的平衡及稳定性。在设计、安装整合式发电系统时，还需考虑安装在工业起升车辆上后，车辆的整体重心。制造商应根据发电系统在工业起升车辆上的安装位置或各个部件分布情况，设计发电系统的操作界面、散热界面、充氢接口及废气排放口（氢气、空气、水蒸气等），确保运行发电系统时的安全性及便4
利性。
GB/1 31037.1—2014
在符合发电系统使用要求的前提下，发电系统的可接触部件不得具有可能造成人身伤害的尖利的边，角和粗糙表面，若无法避免，制造商应采取有效的方式在相关位置进行警示，发电系统的各个部件及其班接件在正常使用过程巾成能避免可能导致危害其全性能的失稳、变形、断裂或磨损。
针对发电系统内部或外部可能存在的高温和带电部分应有防护装置或警示，靠近或本身具有高温或带电的操作部件和设备外壳，制造商应来取措施消除或指导消除因此可能造成危害的风险。低根据风险评衙设计发电系统。风险评粘可依鹅GB/T7826。发电系统的所有部件应·适介丁预期使用时的温度、压力、流速、电压及电流范；-·在颅期使用中，能耐受燃料电池堆所处环境的各种作用、各种运行过程和其他条件的不良影响。
发电系统在按制登商说明书中规定的所有止常运行条件运行时，不应产生任何损坏；在可预知的非定带运行条件下运行时.不应产生危险，如燃烧、爆烨、电击等，4.2材料的选择
发电系统片谈用的所有材料应符合以下要求：…--一当包短发底系统所使用的材料在某些条件下会发牛危险时，制造商应采取防范措施，并间用户提供必要的信息，以最大程度地减小危及人身安全与健康的风险；.---杰选举发底系统内部或外部部件的材料时，应考虑在其预期使用寿命内这些材料的抗腐蚀性能、耐性能、导电性能、冲击强度、抗老化性能、温度变化的影响、材料效置在一起时产生的其他影悔(例如电）、紫外线照射的影响、以及氢气对材料机械性能的侵蚀和材料之润相互作用的影响等;些外,应尽量选择具有阻燃性的材料；罪金屑管遭帮相奖配作虚符会G13/F5563、G13/T15329.1、（13/120801中的规是：·…·-硫比像胶和热塑性橡胶部件应符合GB/T3512一2001的规定—金属管路和金属连接件应符合（B/T20972,1--2007中的规定；-材料和元器件以及结构设计吨根其在发电系统或下业起升车辆中所处位置的危险区域等级，应符合GB3836.1—2010的相关要求，4.3管路系统及燃料储存系统
4.3.1概述
管路系统、燃料储存装置及其相关配件的材料应符合4.2的规定，此外：一与氢气相关的金属部件，其抗氢脆性应符合HB5067中的规定；与氢气相关的橡胶部件应符合1S015916中的规定；易被腐蚀的部件应采取有效措施进行防腐蚀保护，如涂耐腐蚀保扩层；管路系统应能承受制造商规定的最大允许工作压力1.5倍的压力作用，通过5.2规定的气密性试验。
4.3.2管路系统及其配件
4.3.2.1概述
管路系统及其连接件等配件应满是以下规定：发电系统设计的最大工作压力和最高运行温度的安全要求，并应具有足够的强度防止在正常工作及运输和安装过程中发牛气体或液体的泄漏；5
GB/T 31037.1—2014
一流体泄漏不致产生危险的部位可采用螺纹逛接，如空气供应叫路、冷却回路。其他接缝都应焊接，或按制造商要求与指定的密封部件装配连接：为防止流的泄露，流体管路中使用的接头应是磨口接义、法兰接头或压力接头；应彻底清理管路的内表面以除去颗粒物，应仔细清除管路端口的障碍物和毛刺；-—一除氛<外.当管路中其他气体压力可能超过103.4kPa.或液体液乐可能超过1103kPa.或温度可能超过120℃时，管路及其接头等配件应符合GB/T20801（所有部分）的规定。4.3.2.2金属管路及其配件
金属管路系统应能承受最高运行温度和最高运行压力的其同作用，并能与使用、维修和保养时所可能接触的其他材料、化学品相容。金属管路系统应保持完好，并应具有足够的机械强度，满足4.10规定的耐振动性要求。金属成型变管在变曲时不应产生影响使用的缺陷，4.3.2.3非金属管路及其配件
使用塑料和橡胶等的非金属管路及配件满足以下要求：非金属管路及配件应能承受最高运行温度和最高运行乐力的共同作用.不允许释放山对人身、环境有害的物质，并能与发电系统使用、维修和保养时可能接触的其他材料化学品相容，应具有足够的机械强度,满足4.10规定的振动性要求；一底防[正作金属管露受到机械损伤，必要时.研加防护套管或外罩;输送易燃气体的塑料或橡胶管件应预防能的过热，所用材料的最低热变形温度应高下发电系统允许的最高温度或设定温度；用于危险区域内的塑料或橡胶材料应具有防止静电电荷累积的有效措施，如具有导电性。非金属管路每」II的电阻最人不能超过1M。4.3.2.4氢气管路及其配件
使用的氢气管路及其配件成满足以下要求：发电系统外壳内的氢气管路应被有效固定或采用其他有效错施避免磨损，氢气管路及其配件的设计和结构应符合（G13/T20801（所有部分）的规定；氢气管路的排放与带电部件之间应保持一定的间隙，-殿情况下不小于50mm，当氢气路与带电部件被很好的固定从而不会因发生移位导致间隙小于12.7mm时，间隙叫小下50mm；或者，带电部件位于限流电路上，不会产生导致危险发生的电能，间隙可小于50mm。4.3.3燃料储存系统
4.3.3.1充氢接口
充氢接应符合ISO17268.2一2006的规定，应具有能够防.正：尘士、液体和污染物等进入的防尘盖.或其备类似功能的其他装置：充氢接口的安装成满足以下要求；安装在可能存在叫燃性气体的燃料稀释空之外，且与带电部件保持至少50uⅡ的距离；在矮装位置边注明最人加注压
一一能承受来白征低意方向的670N的载荷，且不影响到燃料储存系统的气密性。4.3.3.2储氢容器
储氢容器成符合国家相关标的规定，在无国家标雅之前，可参照相关的国际标准。6
GB/T 31037.1—2014
储氢容器若非安置丁发电系统外壳内，独立安装的储氢容器应具有防意外操作和碰撞的安全保拼外壳。
燃料储存容器若为可史换式，燃料储存容器与发电系统的联接应与发电系统的控制系统有安全连锁，确保发电系统运行燃料储存容器不发生松动或脱葬。4.3.3.3过压（高/低）保护
燃料储存系统应设置过压保护装置，并满足以下要求：发电系统处于运行状态，当斥力超过储氢容器能的正常工作压力时，应能通过显示屏或声音或光等方式告知操作者，或提示繁急关机，当压力达到储氢容器能的最大工作乐力时应能自动关机并切断氢气供应；
一一发电系统处于静止状态，当压力达到储氢容器能承受的最大压力时，应通过泄压阀或类似功能的装置自动问外界放气防压力避高可起危险，放气广位置质符合4.3.2.4的规：，…当压力低丁要求的压力时，应能通过显示屏或前音或光等方式告知操作者，根据危险程度能白动关机，或提示紧急关机，或白动关机并切断氢气供应。4.3.3.4关闭功能
燃料存储系统应具有手动和白两种方式关闭燃料供应的方式，当发生氧气泄漏，过压（离/抵）时能及时关闭以划断燃料供虚·并符合18的规定。4.4废气和废水的排放
橱踏商底根帮4.1的规定设计、制踏发底系统的胶气、胶水排救部件。发电系统废气，废水排放应考虑以下事项：
俊气、峻水的排放成不会引越危险；一在排放燃料废气时，不应导致发电系统周围的氢气浓度超过 25% LFL，测试方法见GB/T245492009巾4.2.4.1的规定：可能排出或泄漏出燃料废汽的出口应远离可能产生火花或高热的部件，成在可能存在可燃性气体的燃料称释空间之外，且与带电部件之间的距离应符盒1.3.2.1的规是：一燃料废气排放口禁止堵塞，当排放口因塞导致压力过高达到制造裔设定的值时，发电系统应能自动关机并切断氢气供威源。4.5外壳
4.5.1发电系统的外壳应其有足够的强度、刚性、耐用性、耐腐蚀性，起到支撑保扩作用,并应满足存储、运输、安装及最终作环境条件的要求。4.5,2当发电系统标定为可以在户外使用,并且没有防护装置的时候，需要逊行5,6中所规是的淋雨试验，试验时和试验后，发电系统应可正常运行，同时不成因摄坏或部件功能故障引起危险。4.5.3为消除函发电系统外壳、操作杆、把手、旋纽外表询等在正常运行过程中可能与操作人员或环境接触的部件的温度过高带来的对操作人员或环境的损害风险，上述部件的表面温度应符合表1的规定，否卿应安装防护罩或其他防护装置直到符合表1的规定。7
GB/1 31037.1—2014
外壳(正常使用中的操作杆除外)表1充许表面温度
在正常使用过程中仅短时间避持的操作籽、把于、旋钮和类似部件的外表面：
金属材质
陶瓷材质
铸模材料(塑料)、橡胶或木质材料最高表面温升值/℃
4.5.4发电系统的外壳应只有保护操作人员不受带电部件、过热部件（温度超过4.5.3规定的温度）等存在危险性部件的伤害，在带电或过热部位应具有警示标识，警示标识应符合GB/T2894的规定。4.5.5发电系统外壳及外置燃料电池模块的外壳应符合GB3836.4—一2010中6.1规定的外壳防护要求
4.5.6燃料电池模块不论是否装作发电系统封装外壳巾，-股要求配有独立的保护罩或外壳或具有类似功能的装置将其与其他部件隔开，保护留或外壳或具有类似功能的装置应具有隔热、绝缘的功能，或采取「防止静电积聚的错施。当无法对燃料电池模快采用保护罩或外壳或具有类似功能的装置时，它们与周周其他部件之间的离应在50mm以1.4.6电气安全
4.6.1通用要求
发电系统巾的带定部件成符合该部件相关国家标准既定的安全要求。在正带使用过程中，具安全性不受振动、环境温度以及其他外界因素的影响，发电系统中危险区城10区和1区内的带电部件应来取相应的防护措施：
4.6.2发电系统内部的导线和元器件发电系统内部的导线以及元器件成满足以下要求：-发电系统使用过秘中，内部的导线和元器件能够承受最大电流的使用要求，同时能承受发电系统正常运行状态下可能产生的征何温度；在制造商规定的允许温度下，发电系统内部的导线和元器件的机械强度不会降低。不会因热膨胀面超过材料的允许承受的应力，不会损坏邻近的绝缘部件；内部导线的选用应符合GB3836.42010中5.6的规定；—内部导线以及元器件的连接装置应符合G133836.42010巾7.2的规定；…与金属部件接触的内部导线，应有机械保护或加以适当固定以防摄坏4.6.3发电系统外部电路
发电系统外部电路的连接装置成符合GB3836.4一2010中6.2的规定。发电系统电输出的导线应足够长·方便与工业起升车辆上的电插头连接，还应采用基本绝缘方式，并且应有机械保护等相成措施，防止在安装发电系统以及其他情况下导线绝缘的损坏。4.6.4间距
发电系统中导电部件间的间距成符合GB 3836.4一2010中6.3的规定4.6.5绝缘强度
电压分级
GB/T 31037.1--2014
根据发电系统及其内部电路的工作电压(U），将电路分为以下等级，如表2所示：表2电路的电压分级
电压级别
直流系统
0 V-U60 V
60 V≤U1 000 V
工作电压
交流系统(15 Hz～150 Hz)
0 V-e25 V
25 V注1:B0 V(T>C)或 25 V(AC)的电压耐,因考虑了空气的湿度条件,对:非交流电但是重复脉冲电压,如果峰值持续时间大于 10 ms.则取工作电压最大峰;如果峰征持续时间小于10 tns,则取T作电压为均方根(rns)值，记录下的交流电压值在规定的频率范困内是非常重要的。注2：波动电压的均方根不超过10%。注3：级的最高电压按(B 158—2007中的规定。4.6,5,2
绝缘防护措施
发电系统及其内部电路的绝缘防扩措施应符合以下要求：对于A级电压的电路不要求提绝缘防护；对于任何B级电压电路的带电部件应采取绝缘措施，为人员提供危险接触的防护、绝缘措施包括但不限制于基绝缘或遮挡/外壳或多种绝缘方式组合，无论采用何种方式都应达到3/T18384.32001中5规能的要求，4.6.5.3绝缘电阻
按5.5进行绝缘试验时，发电系统绝缘电阻值应符合表3要求，发电系统及其内部电路为A级电压的发电系统除外。
表3绝缘电阻的要求
设备类型
「类设备
亚类设备
测量阶段最小瞬间绝缘电阻
注：绝缘电阳按照发电系统的额定电压计算。4.6.6静电放电
发电系统中涉皮氢气的部件应尽可能采用防静电积聚的材料。最阶段计算的最小绝缘电阻
5 kn/v
对氢气问能积聚的位置应采取防静电放电保护措施，可通过对非金属材料或陷离的金属部件进行接地或连接等方式实现。
发电系统应具有接地终端或与工业起升车辆上的接地连接，确保在氢气泄漏或积聚时，不会因静电而导致燃烧、爆炸或其他危险。9
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