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技术背景
近日，国家能源局发布2025年第6号公告，公告公布了能源领域氢能试点项目41项，能源领域氢能试点9个，再次明确了氢能源作为国家能源体系的重要组成部分。而固定式氢燃料电池发电作为一项氢能源应用的典型案例，已在部分单位及地区得到了广泛的应用，为确保氢燃料电池发电系统及其保护性装置能够在规定的物理环境和运行条件下安全地实现预期的功能，氢燃料电池发电系统宜进行相关安全性能测试，GB/T 27748.1-2017《固定式燃料电池发电系统 第1部分：安全》作为其相关测试标准得到了广泛的应用。该标准由国际标准IEC62282-3-100:2012《燃料电池技术第3-100部分:固定式燃料电池发电系统 安全》翻译转化标准通过燃料兼容性定义、危险场景防护及国际标准对接，为商业/工业/家用场景提供安全保障框架。实际应用中需结合配套标准（如安装、性能测试）及氢能专项规范。
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固定式氢燃料电池发电系统发电原理及构成
固定式氢燃料电池发电系统固定式氢燃料电池发电系统由燃料电池发电系统（燃料电池电堆、燃料电池模块）、氧化剂处理系统、热管理系统、水处理系统、功率调节系统、自动控制系统、通风系统、内置能量存储装置等构成。
电化学反应在燃料电池电堆中进行，通过氢气与空气（氧气）在燃料电池电堆内经过电化学反应直接产生电能，H₂通过扩散到达电堆阳极，在催化剂的作用下被氧化为2个H⁺和2个e⁻,后H⁺穿过质子交换膜到达电堆阴极，电子（e⁻）则经外电路流向阴极，期间带动外部负载做功，最后氢离子与电子在阴极与氧气发生还原反应（ORR）,电化学反应示意图如图1所示，具体电化学反应式为：
2 H₂=4 H⁺+4 e⁻（阳极） Eanode=0.0V
O₂+4 H⁺+4 e⁻=2 H₂O（阴极） Ecathode=-1.229V
(E=Eanode- Ecathode=1.229V
图1 电化学反应示意图
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安全性能测试方法介绍
固定式大功率（MW级）氢燃料电池发电装置测试平台硬件主要包括：大功率电子负载、大功率双向交流电源、主控与数采单元等，测试平台结构示意图如图2所示。测试内容一般包括额定功率大型燃料电池发电装置的启停、动态拉载等性能测试和气动泄漏试验、气动强度试验、电气过载试验、排气温度试验、表面和部件的温度试验、抗风试验、淋雨试验等安全性测试。
图2 固定式氢燃料电池发电系统安全性能测试拓扑结构
3.1气动泄漏试验
泄漏试验应进行两次，分别在非破坏性试验前及试验后；
试验时泄漏量不得超过规定的限制，当以代用气体或蒸汽（如：少量标称气体、干净的空气或者制造商指定的惰性气体）试验时，其组分应与预计的运行和关机时气体组分一致；气体介质应在一分钟内逐渐进入试验段并达到规定的压力值，该压力应至少保持一分钟或适当的更长时间，应记录在此时间段内流量测量装置显示的任何泄漏量。
3.2气动强度试验
采用与运行或停机中预期的气体组分相关的适当气体或者蒸气(例如:标准运行气体、洁净干燥的空气或者制造商指定的惰性气体)进行测试时,进行该项试验的燃料电池发电系统的部件应不出现破裂、断裂、变形或者其他可见的物理损坏。
3.3电气过载试验
在制造商允许输出电流高于额定电流时，且能工作一段时间的情况下，燃料电池发电系统应先在额定功率下达到热稳定，然后将输出电流增加到制造商允许的数值并在制造商规定的时间内保持不变，该系统不应有起火、震动、破裂、断裂、永久变形或者其他损坏的危险。
3.4排气温度试验
当燃料电池发电系统配备通风系统时，通过测量该通风系统排放气体的最高温度，其最高温度不得超过构成该通风系统材料的可承受温度。
试验方法：考虑通风系统的尺寸及对称性，安装足够数量的热电偶或类似测量设备，随后启动并运行燃料电池发电系统，达到平衡条件后，测量排放气体的最高温度并记录。
3.5表面和部件的温度试验
根据制造商规定要求安装调试完毕后，在日常工作的人员可能接触到的任何表面，或者暴露于可燃气体或蒸汽的部件或表面，将温度采集装置（热电偶）粘贴在其表面位置，粘贴的位置尽量选择在系统可能出现的最高温度的部件或表面。
试验方法：运行燃料电池发电系统至平衡条件，达到平衡温度后，测量设备表面温度，系统部件的最高温度不得超过部件的额定温度。
3.6 抗风试验
抗风试验仅适用于室外安装或水平空气入口/排气口直接连通室外的燃料电池发电系统，通过暴露在标称风速为9km/h至54km/h的环境中，燃料电池发电系统应正常启动和运转，且任何部件不得出现损坏或功能异常，也不得造成危险或不安全的情况。
3.7淋雨试验
室外单位应按照IEC 60529中规定进行IP33的模拟淋雨试验，或制造商规定的更高IP等级试验；
对于使用水平通风设备的室内单元：该试验适用于通风口的端口，应使用GB/T 4208-1993 中IPX3 等级的试验方法。
试验完成后燃料电池发电系统内任何部件不应出现损害或故障的迹象，也不应出现有水在燃料电池发电系统任何部件中的有害聚集的现象。
上海汽检氢能与燃料电池检测研究实验室在固定式兆瓦级燃料电池发电系统测试领域可满足启停、动态拉载、稳态运行、额定功率运行、紧急停机能量效率计算等性能测试需求和绝缘电阻测试、接地检测等电安全测试需求，并保留电源并网测试的相关能力接口和未来功率扩容的接口。拥有CNAS资质的测试能力包括IEC 62282.3—200、IEC 62282.3—100、GB/T 227748.2-2022、GB/T 227748.1-2017等。图3为上海汽检江苏分公司为某大型国央企开展的固定式燃料电池系统馈网安全和性能测试服务，目前已顺利完成测试并交付。
图3上海机动车检测认证技术研究中心有限公司氢能与燃料电池检测研究实验室如皋测试场地
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总结
GB/T 27748.1-2017《固定式燃料电池发电系统 第1部分：安全》作为一项固定式燃料电池发电系统安全测试的标准，以保障固定式燃料电池发电系统的安全运行为目标，制定相关的安全要求，其安全要求涵盖了燃料电池发电系统的设计、安装及运行，对固定式燃料电池发电系统的生产具有重要的指导意义，其实施将保障相关发电系统安全性，提升相关产品质量，并与国际社会接轨，促进氢能行业健康发展。
关于我们
上海机动车检测认证技术研究中心有限公司氢能与燃料电池检测研究实验室配备50间独立试验室单元，纵向覆盖制氢-储化-加氢-用氢全链条环节，横向以测评认证服务为基础，扩展至标准规范、咨询设计、培训实训、装备开发、产业规划等全产业链条服务能力，致力于以泛能源为平台，形成完整的合格评定、标准、计量技术链条，构建氢能质量保证体系。
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