犐犆犛２７．０７０

犓８２

中華人民共和國國家標準化指導性技術文件

犌犅／犣２１７４３—２００８

固定式質子交換膜燃料電池發電系統

（獨立型）性能試驗方法

犛狋犪狋犻狅狀犪狉狔狆狉狅狋狅狀犲狓犮犺犪狀犵犲犿犲犿犫狉犪狀犲犳狌犲犾犮犲犾犾狆狅狑犲狉狊狔狊狋犲犿（狊犲狆犪狉犪狋犲）—

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２００８０５２０發布２００９０１０１實施

中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局

發布

中國國家標準化管理委員會

書

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目次

前言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅲ

引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅳ

１范圍!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

２規范性引用文件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２

３術語、定義和符號!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３

３．１術語和定義!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３

３．２符號!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３

４標準條件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

４．１標準溫度與壓力!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

４．２熱值計算基礎!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

５性能檢驗和檢驗分類!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

５．１性能檢驗!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

５．２檢驗分類!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

６檢驗準備!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!７

６．１概述!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!７

６．２不確定度分析!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!８

７試驗儀器、設備和試驗方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!８

７．１概述!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!８

７．２儀器與設備!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!８

７．３測量方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!８

８檢驗方法和結果的計算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１３

８．１檢驗計劃!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１３

８．２檢驗持續時間和記錄頻次!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１５

８．３結果計算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１５

９試驗報告!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５

９．１標題頁!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５

９．２內容目錄!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６

９．３摘要式報告!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６

９．４詳細式報告!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６

９．５完整式報告!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２６

附錄Ａ（規范性附錄）不確定度分析指南!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２７

附錄Ｂ（資料性附錄）燃料熱值的計算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３５

附錄Ｃ（資料性附錄）標準氣體!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３８

圖１質子交換膜燃料電池發電系統框圖!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

圖２符號圖例!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５

圖３燃料電池系統的運行過程圖!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１９

圖４系統功率響應曲線斜率!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２０

Ⅰ

書

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圖５９０％輸出功率響應曲線斜率!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２１

表１符號!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３

表２檢驗項目及檢驗分類!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!７

表３試驗項目的運行條件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１３

表４在試驗操作條件下可允許最大變動量!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１４

表５振動修正系數!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５

表Ａ．１測量參數匯總及其標稱值!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３０

表Ａ．２計算結果的名義值!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３０

表Ａ．３不同參數的基本誤差源!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３１

表Ａ．４絕對系統誤差（犅犻）和絕對隨機誤差（２犛狓犻）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３１

表Ａ．５參數狆犻敏感系數!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３２

表Ａ．６傳遞的系統誤差（犅Ｒ）和隨機誤差（２犛Ｒ）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３３

表Ａ．７計算結果!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３４

表Ｂ．１在不同的參考條件下燃燒天然氣組分的理想氣體的熱值!!!!!!!!!!!!!!３５

表Ｂ．２空氣能量的計算工作表!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３６

表Ｂ．３燃料氣體能量計算工作表!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３７

表Ｃ．１天然氣的標準氣體!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３８

表Ｃ．２丙烷的標準氣體!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３９

Ⅱ

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前言

本指導性技術文件是根據我國質子交換膜燃料電池發展現狀，參考了國外同類燃料電池技術和國

際電工委員會起草的ＩＥＣＴＣ１０５／５８／ＣＤＶ和ＩＥＣ１０５／７９／ＲＶＣ草案起草的。

本指導性技術文件的附錄Ａ是規范性附錄，附錄Ｂ和附錄Ｃ是資料性附錄。

本指導性技術文件由中國電器工業協會提出。

本指導性技術文件由全國燃料電池標準化技術委員會（ＳＡＣ／ＴＣ３４２）歸口。

本指導性技術文件由大連新源動力股份有限公司負責起草。

本指導性技術文件參加起草單位：中國科學院大連化物所、機械工業北京電工所和北京世紀富原燃

料電池有限公司等。

本指導性技術文件主要起草人：陽貽華、王宇晨、方曉燕、胡軍、楊慶蘇、邱立東等。

Ⅲ

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引言

《固定式質子交換膜燃料電池發電系統（獨立型）性能試驗方法》是國家“十五”重大科技專項的重要

技術標準研究項目《新能源和可再生能源關鍵技術標準研究———質子交換膜燃料電池、太陽熱水系統、

并網型光伏發電及風力發電機組》研究制定的、結合我國“８６３”計劃燃料電池電動汽車重大項目質子交

換膜燃料電池技術的系列國家標準之一。本部分規定了固定式質子交換膜燃料電池發電系統（獨立型）

（以下簡稱發電系統）的運行性能方面和它對環境所產生的影響方面的試驗方法。

燃料電池不僅適合建設為固定式電站來提供社區和家庭用電力源，更重要的在于車載燃料電池可

以為電動汽車提供動力源以及微型燃料電池使用于各種通訊設備、筆記本電腦和掌上電腦等。而燃料

電池技術正在從這些方面的研究和開發向產業化轉變，燃料電池在固定電站、運輸電源和便攜式電源等

方面的商業化即將來臨。與燃料電池相關的一些技術也將在未來５～１０年內實現商業化，一些新技術、

新材料和新組件也將會在市場國際化的基礎上快速發展，可以預見燃料電池技術將會持續而高速地

發展。

我國“九五”、“十五”期間都把質子交換膜燃料電池（ＰＥＭＦＣ）及其相關技術作為重大項目列入國家

科技攻關包括“８６３”燃料電池汽車重大項目計劃，并已取得階段性成果。目前我國在ＰＥＭＦＣ技術方面

以高校和科研院所為技術支撐，以幾家主要的高新技術企業為龍頭，已形成了大連、上海、北京和武漢等

主要的研發基地。他們當中有的已取得擁有自主知識產權專利技術，正在積極推進我國燃料電池技術

的產業化和商業化。

早期制定標準對于推動這項具有無限發展潛力的新技術———燃料電池的產業化和商業化是非常重

要的。國際電工委員會（ＩＥＣ）成立了ＩＥＣ／ＴＣ１０５來負責燃料電池專業的標準工作，近年來活動非常頻

繁，目前已發布了多項國際標準。我國在開展燃料電池技術科技攻關和跟蹤國際標準的同時，根據我國

實際安排了相關關鍵技術標準的研究制定，旨在體現標準早期介入科技成果產業化，與國際接軌的理

念。目前已完成的標準項目有：

１）質子交換膜燃料電池術語（ＧＢ／Ｔ２００４２．１—２０