ICS27.075

CCST47

CCGA

中國工業氣體工業協會團體標準

T/CCGA40009—2021

車載液氫系統安全技術規范

TechnicalRegulationforSafetyofliquidhydrogensystemsonvehicle

2021-12-30發布2022-03-01實施

中國工業氣體工業協會發布

T/CCGA40009—2021

車載液氫系統安全技術規范

1范圍

本文件規定了車載液氫系統的安全技術要求、使用維護技術要求。

本文件適用于使用液氫作為燃料的燃料電池電動汽車。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T3634.2氫氣第2部分：純氫、高純氫和超純氫

GB/T7144氣瓶顏色標志

GB/T8979純氮、高純氮和超純氮

GB/T18442.6固定式真空絕熱深冷壓力容器第6部分：安全防護

GB/T24499氫氣、氫能與氫能系統術語

GB/T24549-2009燃料電池電動汽車安全要求

GB/T26953焊縫無損檢測焊縫滲透檢測驗收等級

GB/T29711焊縫無損檢測超聲檢測焊縫中的顯示特征

GBT32259焊縫無損檢測熔焊接頭目視檢測

GB50058爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范

GB50177-2005氫氣站設計規范

TSG23-2021氣瓶安全技術規程

JB4732-1995鋼制壓力容器-分析設計標準

QC/T413汽車電器設備基本技術條件

T/CCGA40007車載氫系統安全技術規范

3術語和定義

GB/T24499界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

車載液氫系統liquidhydrogensystemonvehicle

燃料電池汽車上安裝的儲氣部件、供氣部件、加注部件、安全部件等一整套液氫儲存和使用的系統。

3.2

車載液氫氣瓶liquidhydrogencylinderonvehicle

為燃料電池汽車儲存和供應液氫燃料的壓力氣瓶。

3.3

附件accessories

液位傳感器、液位變送器、截止閥、單向閥、壓力表、安全閥（主、輔助安全閥）、泄壓管路等裝

置等。

3.4

主安全閥primereliefvalve

氣瓶的壓力保護控制裝置之一，用于氣瓶壓力高于最大允許工作壓力時自動泄放氣體。

3.5

輔助安全閥auxiliaryreliefvalve

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氣瓶的壓力保護裝置之一，用于主安全閥失效狀態下的緊急排放。

4車載液氫系統安全要求

4.1液氫氣瓶

4.1.1液氫氣瓶結構應符合TSG23及相關標準規范要求。

4.1.2液氫氣瓶應設有絕熱效果良好的絕熱系統，其內容器和真空夾層均應設有安全泄放裝置。

4.1.3液氫氣瓶的支承和基礎應為非燃燒體并確保牢固。

4.1.4液氫氣瓶的放空管應設在頂部，并宜控制排放氫氣的速度，以防靜電引起爆炸。

4.1.5液氫氣瓶的選材、設計、制造、檢驗與試驗應符合TSG23及相關規范標準的規定。

4.2液氫管道

4.2.1液氫管道絕熱應采用高真空多層絕熱等絕熱效果優良的絕熱方式。

4.2.2使用波紋膨脹節時，應將其放置于真空夾套內，且管道系統應有足夠的彈性以避免熱膨冷縮引起

管道失效或泄漏。

4.2.3液氫管道不應采用螺紋連接。

4.2.4液氫管道可能有液體滯留的部位應設有安全泄放裝置，液體排放管道應設有坡度。

4.2.5液氫管道應遠離瀝青等易燃材料，且應保護管道周圍易產生低溫脆化的材料。

4.3接頭和密封件

4.3.1液氫管道和密封件應與液氫具有相容性。

4.3.2氫氣管道宜采用焊接接頭，以滿足零泄漏的要求。

4.3.3在接頭或密封件等需要定期開關使用的地方，泄漏會導致產生易燃混合物，應具備氫氣或火焰檢

測裝置。

4.4流量控制系統

4.4.1流量控制系統，包括用于控制系統內的氫氣流量的閥組，以及壓力表、流量計、液位指示器和其

他控制系統

4.4.2截止閥可選擇使用手動操作或電動、氣動執行器遠程控制。執行器需要專門的設計，避免成為氫

氣的點火源。

4.4.3止回閥用于防止不必要的回流。

4.4.4調壓閥控制系統內流體的壓力。

4.5泄壓系統

4.5.1儲存液氫氣瓶和輸送管道應通過泄壓系統進行保護，從而防止過壓。

4.5.2泄壓系統可使用泄壓閥或爆破片，將超壓的氫氣排放。

4.5.3爆破片的標定爆破壓力應大于系統的工作壓力.爆破片與安全閥的并聯裝置應符合JB4732—

1995附錄E中E8的規定。

4.5.4液氫儲存容器的內容器所裝配的爆破片裝置應符合GB/T18442.6的規定。

4.5.5爆破片破裂時不應產生火花和金屬碎片。應根據爆破片的使用壽命，進行定期更換。

4.6檢測系統

4.6.1檢測系統用于監測氫氣泄漏和火災的發生。

4.6.2氫氣探測器通常放置于氫氣積聚的泄漏點上方以及通風管道入口處。

4.6.3電子設備防爆要求應符合GB50058的規定，且不應低于氫氣爆炸混合物的級別和組別。

4.6.4電氣設備應有防靜電接地裝置，并應定期檢測接地電阻。

4.6.5電氣設備工作時的表面溫度應低于氫在空氣中的著火溫度。

5車載液氫系統安全設計要求

5.1安全設計原則

安全設計包括故障安全設計、自動安全操作，警示裝置和警告裝置，氫系統設計應滿足以下基本要

求∶

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T/CCGA40009—2021

5.1.1失效安全設計

——設置安全泄放裝置、阻火器等安全附件；

——設置單容錯或雙容錯機制；

——不應使氫系統的任何設備超壓；

——氫系統在與其他系統連接前應先接地。

5.1.2自動安全控制

——遠程實時監測系統的安全狀態；

——自動控制壓力、流速等運行參數；

——檢測到氫泄漏時，設備應能自動采取相應的安全措施，包括關閉截止閥、開啟通風裝置、關

停設備等。

5.1.3警示裝置和警告裝置

車載液氫系統出現異常、故障或失靈時，報警裝置應能及時報警。

5.2材料選擇原則

5.2.1低溫設備的設計應考慮熱膨脹或收縮引起的應力。

5.2.2外表面可以使用真空夾套或絕熱層進行絕熱。

5.2.3當使用條件可能會導致人體暴露在不受保護的環境下時，應使用絕熱材料來防止凍傷。

5.3結構設計原則

5.3.1將所用材料的應力水平限制在安全值內；

5.3.2降低施加的壓力水平；

5.3.3最大限度地減少殘余應力，例如，通過正火或完全退火，消除焊件的應力；

5.3.4對冷加工材料進行退火處理；

5.3.5避免或盡量減少因冷彎或成型等操作引起的冷塑性變形；

5.3.6避免可能導致承受頻繁負載循環處部件的局部疲勞。

5.4系統設計原則

5.4.1根據氣瓶標準和規范設計、制造和測試；

5.4.2用適當的隔熱材料進行隔熱；

5.4.3在排放口配備一個截止閥；

5.4.4配備壓力控制系統；

5.4.5配備有泄壓裝置，以防止超壓；

5.4.6按照適當的距離標準定位；

5.4.7清楚地標有“液氫-易燃”標識；

5.4.8排空并恢復到環境條件的液氫瓶應檢查是否有氧和氮等雜質的堆積。

5.5管道接頭設計原則

5.5.1根據批準的標準設計、制造和測試；

5.5.2可采用膨脹節；

5.5.3使用適當的支撐、導向裝置和錨固件；

5.5.4使用適當的泄壓裝置；

5.5.5使用適當的隔熱材料進行絕熱；

5.5.6標明介質和流動方向；

5.5.7焊接或釬焊是制造管道接頭的首選方法。根據操作條件，可以使用法蘭、螺紋、承插、滑動或壓

縮配件。需頻繁連接和斷開的位置，應安裝氫氣濃度和火焰探測器。軟焊（低熔點）接頭不應使用于氫

氣環境中。

5.5.8在對焊縫接頭進行目視檢測時，應符合GB/T32259的規定。按照GB/T29711的規定進行焊縫無損

超聲檢測。焊縫滲透檢測驗收等級需滿足GB/T26953的規定。

5.6組件使用原則

氫氣系統中的部件應采用與工作條件（如溫度和壓力）相適應的材料制造，包括閥座和密封件等軟

質材料，如果使用一種以上的材料，則應相互兼容。

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T/CCGA40009—2021

5.7泄壓裝置

5.7.1泄壓裝置應安裝在可能存在液氫或冷氣態氫的空間中，以防止液氫或冷氣態氫膨脹造成超壓.

5.7.2應設置泄壓裝置以限制系統壓力，使其不超過保護系統的最大允許工作壓力.

5.7.3泄壓裝置的尺寸應在極端條件下具有足夠的流量.

5.7.4從泄壓裝置的排放口（出口）釋放的氫氣不應影響其他部件或人員.

5.7.5如果多個泄壓裝置被連接到一個公共排氣口，應注意確保裝置的操作不會限制流量或影響其他泄

壓裝置的開啟.

5.7.6泄壓裝置（如安全閥和爆破片）的數量和類型可采用冗余設計。

5.8閥門

5.8.1氫氣節流閥應采用自啟動裝置，當流速達到預先設定的最大值時，節流閥自動關閉；

5.8.2氫氣管道的切斷閥宜采用球閥或截止閥。應根據工作壓力、工作溫度及與氫的相容性等選用閥門

材料和密封填料；

5.8.3如選用球閥，并應防止球閥關閉時閥芯內仍殘留有液氫；

5.8.4截止閥應安裝于液氫回流管線并盡可能靠近容器的位置；

5.8.5在截止閥與氣瓶之間的管道中不應有其他附件。

5.9過濾器

5.9.1液氫系統中應設置過濾器,應定期或當過濾器的壓力降超過規定值時，對過濾器進行清洗或更換.

5.9.2過濾器應易于拆卸和清洗，不應通過系統反沖進行清洗；

5.9.3應根據需要確定過濾器的數量和位置，以最大限度地減少系統中的雜質。

5.10氫濃度探測器

5.10.1應在氫氣易于聚集的地方使用氫氣濃度檢測器。氫氣檢測器的建議位置包括：

a)可能發生氫氣泄漏或溢出的地方；

b)分離的氫氣連接處（例如加氫口）；

c)氫氣可能聚集的位置。

5.10.2在選擇氫氣濃度探測器時需要考慮以下因素：

a)準確性；

b)可靠性；

c)可維護性；

d)校準；

e)檢測極限（高低值）；

f)響應時間；

g)覆蓋范圍；

h)與系統的兼容性。

5.10.3氫氣系統操作人員應備有便攜式氫氣濃度檢測器，以便在氫氣系統內和周圍使用；

5.10.4常用的報警濃度水平是空氣中1%的氫氣（體積分數），這相當于可燃性下限的25%；

5.10.5應提供足夠的時間以做出反應，如關閉系統，疏散人員，或采取其他必要的措施。

5.11氫火焰檢探測儀

5.11.1氫火焰檢測報警儀應根據響應時間、檢測距離、覆蓋范圍、靈敏度等因素選用，并符合GB50058

的規定。

5.11.2應根據氫氣火焰的特點，在所有可能發生氫氣泄漏、溢出或聚集的地方設置檢測氫氣火焰的手

段。在選擇氫氣火焰檢測器時，應考慮以下因素：

a)檢測距離和覆蓋面積；

b)對來自太陽、閃電、焊接、照明源和火焰堆等錯誤警報的敏感性；

c)響應時間；

d)對輻射光譜的敏感性。

5.11.3氫氣系統操作人員應具有一個便攜式氫氣火焰探測器，以便在氫氣系統內和周圍使用。

6安裝要求

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T/CCGA40009—2021

6.1安裝前需用環保清洗溶劑對連接管路內壁進行清洗，潔凈度應符合GB50177-2005中12.0.2條款相

關規定。

6.2各氣瓶宜采用緊固帶固定，緊固帶與氣瓶之間宜有緩沖保護墊，保護墊應采用阻燃材料。

6.3檢查并清理車架與車載液氫系統的連接位置，連接位置的結構應無變形，連接表面應無油脂、鐵屑

或其他附著物。

6.4車載液氫系統應采用專用吊裝器具進行安裝，液氫系統固定點與車輛固定支架間不應有明顯的間隙。

6.5通風要求、接地要求及通訊要求應符合T/CCGA40007。

7使用和維護要求

7.1車載液氫系統使用和維護要求應符合GB/T24549-2009中5條款的相關要求。

7.2車輛行駛要求應符合GB/T24549-2009中4.5.2條款的相關要求。

7.3安裝完成后需使用高純氦或高純氮高純氦混合氣體（氦氣摩爾分數不低于5%）對氣瓶及管路的空氣

進行置換，高純氮應符合GB/T8979要求，高純氦應符合GB/T4844要求；氮氣置換后需使用符合GB/T

3634.2要求的高純氫對氣瓶及管路進行置換。

7.4氫氣用卸荷閥至少需一年一檢。根據國家規定執行標準GB/T12243進行定檢。

7.5氫氣濃度傳感器、壓力傳感器等電氣測量元