【国家标准(GB)】 微型燃料电池发电系统 第2部分：性能试验方法

ICS27.070
中华人民共和国国家标准
GB/T23751.2--2009/IEC62282-6-200:2007微型燃料电池发电系统
第2部分：性能试验方法
Micro fuel cell power systems--Part 2 : Performance test methods(IEC62282-6-200:2007,IDT）
2009-05-06发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、数码防伪
中国国家标准化管理委员会
2009-11-01实施
规范性引用文件
术语和定义
标志和标识
试验报告
GB/T23751.2—2009/IEC62282-6-200:2007次
GB/T23751.2--2009/1IEC62282-6-200:2007前言
GB/T23751《微型燃料电池发电系统》包括以下3个部分：—第1部分：安全；
第2部分：性能试验方法；
第3部分：互换性。
本部分为GB/T23751的第2部分。本部分等同采用IEC62282-6-200：2007《燃料电池技术第6-200部分：微型燃料电池发电系统性能试验方法》。本部分在技术上与IEC62282-6-200：2007一致，仅做了下列编辑性修改：一删除了国际标准的前言和引言，增加国家标准的前言；一IEC62282-6-200：2007引用的国际标准中有被采用为我国标准的，本部分用引用我国的这些·国家标准代替对应的国际标准。本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国燃料电池标准化技术委员会（SAC/TC342)归口。本部分负责起草单位：机械工业北京电工技术经济研究所。本部分参加起草单位：深圳市标准技术研究院、中国科学院大连化学物理研究所、上海攀业氢能源科技有限公司、新源动力股份有限公司、北京鉴衡认证中心、南京大学常州高新技术研究院等。本部分主要起草人：卢琛钰、张黛、王益群、侯明、董辉、徐洪峰、侯中军、王素力、王宗、顾军等。本部分为首次制定。
1范围
GB/T23751.2—2009/IEC62282-6-200：2007微型燃料电池发电系统
第2部分：性能试验方法wwW.bzxz.Net
本部分提供了用于便携式计算机、手机、个人数字助理（掌上电脑）、家用无线电器、电视广播摄像机以及自主型机器人等的微型燃料电池发电系统的性能评价的试验方法。本部分介绍了输出不超过60V直流以及240W的微型燃料电池发电系统的功率特性、燃料消耗以及机械耐久性的性能试验方法。根据本部分评价的微型燃料电池发电系统具有如图1所示的功能。本部分未涉及微型燃料电池发电系统的安全问题。本部分未涉及微型燃料电池发电系统的互换性。热管理
（任选）
机械界面
信号界面
燃料容器
燃料供给界面
内部贮存
器（任选
燃料管理
内部动力盆要
（任选）
原电池
（任选）
燃料电池
微型燃料
电池模块
空气管理
水和/或
总控制系统
注：虚线表示概念上的边界，大于物理的边界。副产品管理
功率调节器
充电电池
或电容器
（任选）
1机械界面
信号界面
电力端口
废物箱
（任选）
微型燃料电池动力单元
微型燃料电池发电系统
图1本部分所涉及范围的功能排列2规范性引用文件
可用功率
无用产物和未
使用的燃料
下列文件中的条款通过GB/T23751的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
GB/T2423.10
电工电子产品环境试验
第2部分：试验方法
试验Fc：振动（正弦）
GB/T23751.2—2009/IEC62282-6-200:2007(GB/T2423.10—2008,IEC60068-2-6:1995IDT）GB/T4798.7电工电子产品应用环境条件第7部分：携带和非固定使用（GB/T4798.72007,IEC60721-3-7:2002,MOD)
GB/T7676.1直接作用模拟指示电测量仪表及其附件第1部分：定义和通用要求(GB/T7676.1—1998,idtIEC60051-1:1984）GB/T7676.2直接作用模拟指示电测量仪表及其附件第2部分：电流表和电压表的特殊要求(GB/T7676.2—1998,idtIEC60051-2:1984)GB/T20042.1质子交换膜燃料电池术语ISO4677-1调节和试验用大气相对湿度的测定第1部分：吸入式湿度计法ISO4677-2调节和试验用大气相对湿度的测定第2部分：旋流式湿度计法3术语和定义
GB/T20042.1确立的以及下列术语和定义适用于本部分。3.1
燃料fuel
微型燃料电池动力单元中用于产生电能的甲醇或任何浓度的甲醇水溶液。3.2
燃料容器fuelcartridge
用来盛放并提供微型燃料电池发电单元所用燃料的可拆卸部件，用户不能重新填充。3.3
Emicrofuel cell powersystem
微型燃料电池发电系统
用燃料电池提供电力的小型直流电源，包括一个燃料容器，提供不超过60V直流输出电压和240W输出功率，通过集成到便携式直流电气装置的柔性电缆、插头或者终端接插件连接到一个手持式或者可携带的电子设备，如便携式计算机、手机、个人数字助理（掌上电脑）、家用无线电器、电视广播摄像机以及自主型机器人等。
starting duration
起动时间
系统起动后，输出电压从零到系统额定电压的90%所需的时间。4总则
4.1试验环境
除非另有规定，否则性能试验应在本部分规定的环境下进行。试验环境条件如下：温度：22℃士5℃；
压力：86kPa~106kPa;
湿度：60%士20%相对湿度；
—氧气体积分数：18%≤g(02)≤21%测量应在制造广家规定的没有明显空气流动的空间进行。4.2所要求的最小测量精度
本部分所要求的测量参数以及最小测量精度如下：—电压：士1%；
——电流：士1%；
—时间：士1%；
质量：士1%；
温度：士2℃；
一相对湿度：士5个百分点；
一压力：士5%；
GB/T23751.2—2009/IEC62282-6-200:2007-振动频率：±1Hz(5Hz<频率≤50Hz)或者士2%(频率>50Hz)。4.3测量仪器
4.3.1概述
测量仪器应根据要求的精度和被测数值的范围来确定。测量仪器应定期进行标定以保持4.2规定的精度水平。
4.3.2电压
应保证上述4.2规定的精度。模拟电压测量仪器应符合GB/T7676.1和GB/T7676.2的要求。4.3.3电流
应保证上述4.2规定的精度。模拟电流测量仪器应符合GB/T7676.1和GB/T7676.2的要求。4.3.4时间
时间测量仪器应具有土1s/h或者更高的精度，以保证4.2规定的测量精度。4.3.5质量
质量的测量应按照相关的国家标准，或者各国家相关协会或相关组织的规范进行。4.3.6温度
直接测量环境温度的推荐仪器有：a）带传感器的热电偶；或者
b）带传感器的电阻温度计。
温度传感器应具有相应的精度。4.3.7湿度
环境湿度的测量参考ISO4677-1和ISO4677-2。4.3.8压力
压力的测量应根据国家标准、行业规范，或者各国家相关组织的规范进行。4.3.9振动频率
振动频率应参照GB/T2423.10的要求。5试验
5.1试验步骤
每个试验应在3个样品上进行。每个样品上应至少进行一次测量。除非另有规定，否则每次测量结束时所测得的数值应作为测量值。测量值应进行平均以获取每个样品的平均测量值。如果需要报告试验测量数值的具体数值时，应报告3个样品的平均测量值的平均值。这些试验可以利用一组样品顾次进行，或者使用不同组样品并列进行。电气参数测量应在功率接口处获取。5.2发电特性
5.2.1起动时间
a）本试验的目的是确定微型燃料电池发电系统的起动时间。b）测量之前，样品须在断电状态下在试验环境中放置至少2h。当功率接口电路连接到制造商规定的恒定电阻时，开始测量达到制造商规定的额定电压的90%所需的时间。对于起动时间小于100ms的燃料电池发电系统，该试验可以跳过不做。5.2.2额定功率试验和额定电压试验a）本试验的目的是确定微型燃料电池发电系统的额定功率和额定电压。b）在测量之前，样品须在断电状态下在试验环境中放置至少2h。应连接一个电压表以及一个3
GB/T23751.2—2009/IEC62282-6-200:2007恒定功率的负载以便获取制造商规范中规定的额定功率（W）。在试验过程中，微型燃料电池发电单元中的微型燃料电池或者微型燃料电池模块应通过燃料的消耗进行发电。如果系统不能产生额定的功率，中断试验，不再进行下面c)项的试验内容。应不断测量输出电压，以确定其是否在制造商规定的额定电压的上限和下限范围内。制造商）
规定的额定电压范围应在试验报告中指明。测量的时间以及测量过程中的燃料消耗应在试验报告中予以记录。
5.2.3间歇发电试验
a）本试验的目的是确定微型燃料电池发电系统在间歇发电后的性能。在试验开始时，可充电电池或电容器应处于完全充满状态。在间歇发电循环之前，样品须在b）
断电状态下在试验环境中放置至少2h。间歇发电循环应包括10min的发电时间，其间微型燃料电池发电系统在制造商规定的额定功率下进行发电；然后是10min的断电时间，其间功率接口电路发生电中断。该间歇发电循环应持续2h（6个循环）。6个循环的最后一次断电阶段之后重新起动，10min后所测得的输出电压值作为测量值。停用后的发电试验
a）本试验的目的是确定微型燃料电池发电系统在停用一段时间后的性能。b）在试验开始时，可充电电池或电容器（可选）应处于完全充满状态。样品应提前使用一段时间，其间在制造商规定的额定功率下运行；然后停用一段时间，其间它们不运行并且对它们进行电隔离。提前使用的时间最少应为1h，停用的时间应为24h。停用后的输出电压应通过在系统中连接一个电压表和一个恒定功率的负载进行测量，以获取制造商规定的额定功率(w)。
5.2.5低温和高温条件下的发电试验a）本试验的目的是确认微型燃料电池发电系统在低温和高温条件下的性能。在试验开始时，可充电电池或电容器应处于完全充满状态。在测量之前，样品须在断电状态、b）
试验温度下放置至少2h。应连接一个电压表以及一个恒定功率的负载以便获取制造商规定的额定功率（W），并且应在一个高于0℃的低温和个低于40℃的高温下测量输出电压。试验温度应由制造商确定。在测量过程中，微型燃料电池发电装置中的微型燃料电池或者微型燃料电池模块应通过燃料的消耗进行发电。5.2.6低湿度和高湿度条件下的发电试验a）本试验的目的是确认微型燃料电池发电系统在低湿度和高湿度条件下的性能。b）在试验开始时，可充电电池或电容器应处于完全充满状态。在测量之前，样品须在断电状态、试验湿度下放置至少2h。应连接个电压表以及一个恒定功率的负载以便获取制造商规定的额定功率(W），并且应在一个低于20%相对湿度的条件下和一个高于80%相对湿度的条件下测量输出电压。试验湿度应由制造商确定。在测量过程中，微型燃料电池发电单元中的微型燃料电池或者微型燃料电池模块应通过燃料的消耗进行发电。5.2.7高空试验
a）本试验的目的是确认微型燃料电池发电系统在降低的大气压力条件下的性能。b）在试验开始时，可充电电池或电容器应处于完全充满状态。在测量之前，样品须在断电状态、试验压力下放置至少2h。应连接一个电压表以及一个恒定功率的负载以便获取制造商规定的额定功率(W)，并且应在68-%。kPa压力下测量输出电压。在测量过程中，微型燃料电池发电单元中的微型燃料电池或者微型燃料电池模块应通过燃料的消耗进行发电。注：68kPa是航空器舱内的最低标准压力。5.3燃料消耗试验
a）本试验的目的是测量微型燃料电池发电系统在额定电流或者额定功率条件下连续运转时燃料4
GB/T23751.2--2009/IEC62282-6-200:2007容器所提供的以及微型燃料电池发电系统所消耗的燃料质量。b）微型燃料电池发电系统应在额定电流或者额定功率下运转。如果是在额定电流下运转，应测量总体的燃料消耗、微型燃料电池发电系统的电压以及发电的持续时间。如果是在额定功率下运转，应测量总体的燃料消耗以及发电的持续时间。总的燃料消耗应根据电测量之前和之后的燃料质量差来测量。进行测量时，系统应该在稳定状态下连续运转制造商规定的一段时间。单位时间的燃料消耗质量以及单位质量燃料所产生的电力可以根据下面的公式进行计算：
燃料消耗率：
每小时的燃料消耗量(g/h)=所消耗燃料的质量(g)发电时间（h）
每单位质量燃料产生的电力(W·h/g）=所消耗燃料的质量(g）Wxh
式中：
W=A×V(额定电流下的运转）
A额定电流；
V-所测得电压对时间的平均值。或者
W—额定功率（额定功率下的运转）；h一一发电的小时数。
燃料的浓度应记录在试验报告中。5.4机械耐久性试验
5.4.1跌落试验
a）本试验的目的是评价跌落冲击对微型燃料电池发电系统的性能的影响。b）在平面硬木地板的上方，应利用一根绳子将微型燃料电池发电系统悬挂在根据GB/T4798.7中电子设备条款确定的一个高度位置。该系统应保持在其预期运转位置并且平行于地板表面。然后发电系统跌落到该地板上。跌落后，应接人一个电压表和一个恒定功率的负载，以获取制造商规定的额定功率（W），并测c）
量输出电压。在测量过程中，微型燃料电池发电装置中的微型燃料电池或者微型燃料电池模块应通过消耗燃料进行发电。
5.4.2振动试验
a）本试验的目的是评价振动对微型燃料电池发电系统的性能的影响。微型燃料电池发电系统应以预期运转位置安装在振动台上，在15min内施加从7Hz到b）
200Hz，又从200Hz减小到7Hz的正弦波振动。将该循环重复进行12次。振动方向应垂直于该系统的固定水平面。振动条件应根据GB/T4798.7中电子设备的条款确定。c）振动后，应接入一个电压表和一个恒定功率的负载，以获取制造商规定的额定功率（W），并测量输出电压。在测量过程中，微型燃料电池发电装置中的微型燃料电池或者微型燃料电池模块应通过消耗燃料进行发电。
6标志和标识
作为自我声明制造商应在其微型燃料电池发电系统上给出标志和标识，指明符合本部分。该标志和标识应包括以下内容，并且应根据制造商的规范标记。制造商的名称；
生产的年份和月份；