燃料電池發(fā)動機性能試驗方法

GB/T24554—XXXX

目次

前言..................................................................................1

1范圍...............................................................................2

2規(guī)范性引用文件.....................................................................2

3術語和定義.........................................................................2

4測量參數、單位和準確度.............................................................2

5試驗條件...........................................................................3

6一般試驗要求.......................................................................4

7預處理方法.........................................................................4

8試驗方法...........................................................................5

附錄A（規(guī)范性）穩(wěn)態(tài)試驗數據處理...................................................13

附錄B（規(guī)范性）動態(tài)平均功率試驗數據處理...........................................15

附錄C（規(guī)范性）燃料電池發(fā)動機邊界界定框圖.........................................16

附錄D（資料性）試驗項目測試順序...................................................17

附錄E（規(guī)范性）燃料電池堆體積功率密度測量方法.....................................18

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燃料電池發(fā)動機性能試驗方法

Performancetestmethodsforfuelcellengines

I

GB/T24554—XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件替代GB/T24554-2009《燃料電池發(fā)動機性能試驗方法》，與GB/T24554-2009相比，除編輯

性改動外，主要變化內容如下：

a)增加了功率加載誤差要求

b)增加了常溫額定功率冷起動測試

c)增加了常溫額定功率熱起動試驗；

d)增加了低溫冷起動特性試驗；

e)增加了動態(tài)平均效率特性試驗

f)增加了高溫運行試驗

g)增加了燃料電池堆體積功率密度測試

h)增加了輔助系統功率規(guī)定

i)刪除了緊急停機功能測試

請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。

本文件由中華人民共和國工業(yè)和信息化部提出。

本文件由全國汽車標準化技術委員會（SAC/TC114）歸口。

本文件起草單位：

本文件主要起草人：

本文件于2009年首次發(fā)布，本次為第一次修訂:

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燃料電池發(fā)動機性能試驗方法

Performancetestmethodsforfuelcellengines

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燃料電池發(fā)動機性能試驗方法

1范圍

本文件規(guī)定了燃料電池發(fā)動機起動特性、穩(wěn)態(tài)特性、動態(tài)響應特性、氣密性檢測、絕緣電阻檢測等

試驗方法。

本文件適用于車用質子交換膜燃料電池發(fā)動機。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)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。

GB18384電動汽車安全要求

GB/T24548燃料電池電動汽車術語

GB/T24549燃料電池電動汽車安全要求

GB/T34593—2017燃料電池發(fā)動機氫氣排放測試方法

GB/T35178燃料電池電動汽車氫氣消耗量測量方法

GB/T37244質子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣

3術語和定義

GB/T24548界定術語和定義適用于本文件。

4測量參數、單位和準確度

表1規(guī)定了試驗測量的參數、單位和準確度。

表1測量參數、單位和準確度要求

測量參數單位準確度分辨率

電壓V±0.3％FSDa或讀數的±1%b0.1

電流A±0.3％FSDa或讀數的±1%b,c0.1

溫度K±10.1

濕度±3％

質量流量g/s≤1.0％FS

時間s±0.10.1

質量kg≤0.5％FS

絕緣阻值MΩ±2%rdg.±2dgt

aFSD：最大顯示或標尺的長度；b取較大者；c電流積分頻率20Hz或更高。

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5試驗條件

燃料電池發(fā)動機要求

燃料電池發(fā)動機應滿足以下要求：

——保持燃料電池發(fā)動機出廠時的外形結構和技術參數；

——燃料電池發(fā)動機各系統要完整；

——燃料電池發(fā)動機要有可靠的安全保障系統。

測試前燃料電池發(fā)動機狀態(tài)規(guī)定

測試前燃料電池發(fā)動機狀態(tài)應符合以下規(guī)定：

——冷卻液加注完成；

——燃料電池發(fā)動機準備工作完成，接收指令即可起動。

試驗平臺及使用氫氣要求

試驗過程中，試驗平臺和使用的氫氣應滿足以下要求：

a)試驗過程中燃料電池發(fā)動機的輔助系統可采用外部電源供給的方式，試驗平臺應滿足所需的

供電要求；

b)試驗平臺應提供滿足燃料電池發(fā)動機所需的散熱要求；

c)試驗用燃料應符合GB/T37244的規(guī)定要求；

輔助系統功率規(guī)定

輔助系統功率包括空壓機、水泵、氫循環(huán)泵、控制器等部件所消耗的功率，散熱器風扇的功率不計

入輔助系統功率內。

試驗數據采集、計算及功率加載誤差要求

試驗過程中，數據采集頻率及加載誤差應滿足以下要求：

a)試驗數據采樣頻率不低于5Hz。

b)在功率、效率等參數計算中，采用四舍五入的方法，小數點后取2位有效數字，特殊說明除

外。

c)在任何測試項目中，燃料電池發(fā)動機的實際加載功率誤差都要滿足下面式（4）或者式（5）的

規(guī)定：

?3.0%=3.0%?設····················································(1)

?差=?設??加·····················································(2)

?

δ=差×100%·····················································(3)

?設

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式中：?設——設定的燃料電池發(fā)動機加載功率（kW）

?3.0%——設定的燃料電池發(fā)動機加載功率?設的3.0%（kW）

?加——燃料電池發(fā)動實際加載功率（kW）

?差——功率加載誤差（kW）

δ——燃料電池發(fā)動機功率加載相對誤差

如果?3.0%>1.0kW，則燃料電池發(fā)動機功率加載滿足：

δ≤3.0%·························································(4)

如果?3.0%≤1.0kW，則燃料電池發(fā)動機功率加載滿足：

?差≤1.0kW······················································(5)

6一般試驗要求

試驗過程中，應遵守以下規(guī)定：

——燃料電池發(fā)動機在測試過程中不允許補充冷卻液及加濕用水；開始進行測試后，包括在測試過

程中，燃料電池發(fā)動機不應做出任何改動。

——如果試驗沒有對環(huán)境條件做特殊要求，都是在常溫環(huán)境條件下進行測試

——對于項目的測試順序，可參考附錄D。

7預處理方法

常溫浸機方法

浸機前應完成一次燃料電池發(fā)動機開關機過程，關閉燃料電池發(fā)動機。將燃料電池發(fā)動機（冷卻液

加注完成）在常溫環(huán)境條件下（23℃，允許偏差為±5℃）靜置，浸機時間為不少于12h。在浸機期間，

不能對燃料電池發(fā)動機做任何改動。

按照上述方法處理后，則可認為燃料電池發(fā)動機處于冷機狀態(tài)。

低溫（0℃以下）浸機方法

在浸機開始前，燃料電池發(fā)動機應起動至怠速狀態(tài)，持續(xù)時間（含起動）不超過3min，然后立即

關閉燃料電池發(fā)動機。對于具備低溫吹掃功能的燃料電池發(fā)動機，可在環(huán)境艙降至廠商指定溫度并持

續(xù)至少15分鐘后進行低溫吹掃。

當環(huán)境溫度達到設定溫度的時候，開始計時，有效浸機時間為不少于12h。有效浸機時間是指從

環(huán)境艙的溫度達到設定溫度后開始計時到浸機結束所用的時間。

在整個低溫冷起動以及低溫運行過程中，環(huán)境艙的溫度控制在設定溫度的±2℃內，且低于0℃。

按照上述方法處理后，則可認為燃料電池發(fā)動機處于冷機狀態(tài)。

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注：在燃料電池發(fā)動機低溫冷起動試驗中，用于燃料電池發(fā)動機的散熱器或者熱交換器應置于環(huán)境艙中。

高溫浸機方法

浸機前應完成一次燃料電池發(fā)動機開關機過程，關閉燃料電池發(fā)動機。

將環(huán)境艙的溫度設為45℃，當環(huán)境溫度達到設定溫度的時候開始計時，有效浸機時間為不少于

2h。有效浸機時間是指從環(huán)境艙的溫度達到設定溫度后開始計時到浸機結束所用的時間。

在整個高溫浸機及高溫運行過程中，環(huán)境艙的溫度控制在設定溫度的±2℃內。

注：在燃料電池發(fā)動機高溫運行試驗中，用于燃料電池發(fā)動機的散熱器或者熱交換器應置于環(huán)境艙中。

熱機方法

按照制造商的使用規(guī)定，使燃料電池發(fā)動機工作在一定功率，同時監(jiān)測燃料電池發(fā)動機冷卻液的出

口溫度，燃料電池發(fā)動機冷卻液的出口溫度達到正常工作溫度（該溫度由制造商指定），即認為燃料電

池發(fā)動機達到熱機狀態(tài)。

8試驗方法

起動特性試驗

8.1.1常溫起動特性試驗

8.1.1.1常溫怠速冷起動特性試驗

8.1.1.1.1試驗條件

試驗前燃料電池發(fā)動機處于常溫環(huán)境下，按照7.1的浸機方法進行浸機處理。試驗過程應自動進行，

不能有人工干預。

8.1.1.1.2試驗方法

按照下列程序進行試驗：

a)按照制造商建議的起動操作步驟起動燃料電池發(fā)動機；

b)燃料電池發(fā)動機起動后，在怠速狀態(tài)（或燃料電池發(fā)動機最低功率點）下持續(xù)運行10min，則

起動成功，否則起動失敗，需重新按照8.1.1.1.1和8.1.1.1.2.進行試驗。

8.1.1.1.3試驗過程中測量記錄的數據

試驗中測量的數據：冷起動時間、燃料電池發(fā)動機電壓等。

8.1.1.2常溫怠速熱起動試驗

8.1.1.2.1試驗條件

試驗前燃料電池發(fā)動機按照7.4規(guī)定的方法進行熱機，使燃料電池發(fā)動機處于熱機狀態(tài)，試驗過程

應自動進行，不能有人工干預。

8.1.1.2.2試驗方法

按照下列程序進行試驗：

a)熱機過程結束后，停機10s，然后按照制造商規(guī)定的起動操作步驟起動燃料電池發(fā)動機；

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b)燃料電池發(fā)動機起動后，在怠速狀態(tài)（或燃料電池發(fā)動機最低功率點）下持續(xù)運行10min，則

起動成功，否則起動失敗，需重新按照8.1.1.2.1和8.1.1.2.2進行試驗。

8.1.1.2.3試驗過程中測試記錄的數據

試驗中測量的數據：熱起動時間、燃料電池發(fā)動機電壓等。

8.1.1.3常溫額定功率冷起動試驗

8.1.1.3.1試驗條件

試驗前燃料電池發(fā)動機處于常溫環(huán)境下，按照7.1的浸機方法進行浸機處理，使燃料電池發(fā)動機處

于冷機狀態(tài)。試驗過程應自動進行，不能有人工干預。

8.1.1.3.2試驗方法

按照下列程序進行試驗：

a)按照制造商建議的起動操作步驟起動燃料電池發(fā)動機；

b)測試平臺按照制造廠建議的方法向燃料電池發(fā)動機發(fā)送工作指令，同時測試平臺按照規(guī)定的

加載方法進行加載，加載到額定功率點后，燃料電池發(fā)動機在額定功率下持續(xù)運行10min，則

燃料電池發(fā)動機額定功率起動成功，否則額定功率起動失敗，需重新按照8.1.1.3.1和8.1.1.3.2

進行試驗。

8.1.1.3.3試驗過程中測量記錄的數據

試驗中測量的數據：冷起動時間、燃料電池發(fā)動機電壓等。

8.1.1.4常溫額定功率熱起動試驗

8.1.1.4.1試驗條件

試驗前燃料電池發(fā)動機按照7.4規(guī)定的方法進行熱機，使燃料電池發(fā)動機處于熱機狀態(tài)，試驗過程

應自動進行，不能有人工干預。

8.1.1.4.2試驗方法

按照下列程序進行試驗：

a)熱機過程結束后，停機10s，然后按照制造商建議的起動操作步驟起動燃料電池發(fā)動機；

b)測試平臺按照制造商建議的方法向燃料電池發(fā)動機發(fā)送工作指令，同時測試平臺按照規(guī)定的

加載方法進行加載，加載到額定功率點后，燃料電池發(fā)動機在額定功率下持續(xù)運行10min，則

燃料電池發(fā)動機額定功率起動成功，否則額定功率起動失敗，需重新按照8.1.1.4.1和8.1.1.4.2

進行試驗。

8.1.1.4.3試驗過程中測量記錄的數據

試驗中測量的數據：熱起動時間、燃料電池發(fā)動機電壓等。

8.1.2低溫冷起動特性試驗

8.1.2.1低溫怠速冷起動試驗

8.1.2.1.1試驗條件

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試驗前燃料電池發(fā)動機置于環(huán)境艙中，將環(huán)境艙的溫度設定為規(guī)定的溫度，按照7.2的浸機方法進

行浸機處理。試驗過程應自動進行，不能有人工干預。

8.1.2.1.2試驗方法

按照下列程序進行試驗：

a)預處理過程結束后，按照制造商建議的起動操作步驟起動燃料電池發(fā)動機；

b)燃料電池發(fā)動機起動后，在怠速（或燃料電池發(fā)動機最低功率點）狀態(tài)下持續(xù)運行10min，則

燃料電池發(fā)動機怠速（或燃料電池發(fā)動機最低功率點）低溫冷起動成功，否則怠速（或燃料電

池發(fā)動機最低功率點）低溫冷起動失敗，需重新按照8.1.2.1.1和8.1.2.1.2進行試驗。

8.1.2.1.3數據處理

試驗中測量的數據：起動時間、環(huán)境溫度、冷卻液起始溫度、燃料電池堆的電壓、燃料電池堆的電

流、輔助系統的電壓、輔助系統的電流、氫氣的消耗量等。

8.1.2.2低溫額定功率冷起動試驗

8.1.2.2.1試驗條件

試驗前燃料電池發(fā)動機處于環(huán)境艙中，將環(huán)境艙的溫度設定為規(guī)定的溫度，按照7.2的浸機方法進

行浸機處理。試驗過程應自動進行，不能有人工干預。

8.1.2.2.2試驗方法

按照下列程序進行試驗：

a)預處理過程結束后，按照制造商建議的起動操作步驟起動燃料電池發(fā)動機；

b)測試平臺按照制造廠建議的方法向燃料電池發(fā)動機發(fā)送工作指令，同時測試平臺按照規(guī)定的

加載方法進行加載，加載到額定功率點后燃料電池發(fā)動機在額定功率下持續(xù)運行10min，則燃

料電池發(fā)動機額定功率低溫冷起動成功，否則額定功率低溫冷起動失敗，需重新按照8.1.2.2.1

和8.1.2.2.1進行試驗。

8.1.2.2.3數據處理

試驗中測量的數據：起動時間、環(huán)境溫度、冷卻液起始溫度、燃料電池堆的電壓、燃料電池堆的電

流、輔助系統的電壓、輔助系統的電流、氫氣的消耗量等。

額定功率試驗

8.2.1試驗條件

試驗前燃料電池發(fā)動機的狀態(tài)為熱機狀態(tài)，試驗過程應自動進行，不能有人工干預。

8.2.2試驗方法

按照下列程序進行試驗：

a)熱機過程結束后，回到怠速狀態(tài)（或燃料電池發(fā)動機最低功率點）運行10s；

b)測試平臺按照規(guī)定的加載方法進行加載，加載到額定功率且以該功率持續(xù)運行63min（加載

過程如圖1所示）；

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c)以圖1中有效測量時長60min運行功率的平均值作為燃料電池發(fā)動機的額定功率（?E）測

量值（以kW為單位），額定功率測量值小數點后取2位有效數字（采用四舍五入的方法），

額定功率標稱值為額定功率測量值的整數部分；

d)燃料電池發(fā)動機在有效測量時長內的輸出功率應始終處于60min平均功率的97%~103%之間，

否則試驗結果無效，需重新按照8.2.1和8.2.2進行試驗。

8.2.3試驗過程中測量記錄的數據

試驗中測量的數據：燃料電池發(fā)動機的電壓、電流，氫氣的消耗量，輔助系統的電壓、電流。

P(功率)

63min

測量總時長

P設

3min60min

有效測量時長

PI

加載卸載

t(時間)

P設——設定的加載功率PI——怠速功率或最低功率點

圖1額功率測量過程示意圖

峰值功率試驗

8.3.1試驗條件

試驗前燃料電池發(fā)動機的狀態(tài)為熱機狀態(tài)。試驗過程應自動進行，不能有人工干預。

8.3.2試驗方法

按照下列程序進行試驗：

a)燃料電池發(fā)動機首先進行熱機處理，熱機過程結束后，回到怠速狀態(tài)（或燃料電池發(fā)動機最低

功率點）運行10s；

b)測試平臺按照規(guī)定的加載方法進行加載，加載到額定功率后在該功率點至少穩(wěn)定運行10min，

然后按照規(guī)定的加載方式加載到設定的峰值功率，在該功率點持續(xù)運行（時間長度由制造商指

定），到達設定的時間后按照制造商規(guī)定的卸載方式進行卸載，則試驗成功，否則試驗失敗，

需重新按照8.3.1和8.3.2進行試驗。

8.3.3試驗過程中測量記錄的數據

試驗中測量的數據：峰值功率運行的時間、燃料電池發(fā)動機的電壓、電流，氫氣的消耗量，輔助系

統的電壓、電流等。

動態(tài)響應特性試驗

8.4.1試驗條件

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試驗前燃料電池發(fā)動機處于熱機狀態(tài)。試驗過程應自動進行，不能有人工干預。

8.4.2試驗方法

8.4.2.1加載動態(tài)響應試驗

按照下列程序進行試驗：

a)燃料電池發(fā)動機首先進行熱機處理，熱機過程結束后，回到怠速（或燃料電池發(fā)動機最低功率

點）狀態(tài)運行10s；

b)按照規(guī)定的加載方式加載到動態(tài)響應的起始功率點，在該功率點至少穩(wěn)定運行1min；

c)測試平臺向燃料電池發(fā)動機發(fā)送動態(tài)階躍指令，同時測試平臺按照規(guī)定的加載方式加載，直至

達到動態(tài)階躍的截止點，燃料電池發(fā)動機在該功率點至少持續(xù)運行10min，否則試驗失敗，需

重新按照8.4.1和8.4.2.1進行試驗。

注：推薦取怠速（或燃料電池發(fā)動機最低功率點）狀態(tài)～90%??的響應時間作為評價燃料電池發(fā)動機的加載動態(tài)響

應指標。P?為燃料電池發(fā)動機額定功率。

8.4.2.2卸載動態(tài)響應試驗

按照下列程序進行試驗：

a)燃料電池發(fā)動機首先進行熱機處理，熱機過程結束后，回到怠速（或燃料電池發(fā)動機最低功率

點）狀態(tài)運行10s；

b)按照規(guī)定的加載方式加載到動態(tài)響應的起始功率點，在該功率點至少穩(wěn)定運行1min；

c)測試平臺向燃料電池發(fā)動機發(fā)送動態(tài)階躍工作指令，同時測試平臺按照規(guī)定的卸載方式卸載，

在規(guī)定的時間內達到動態(tài)階躍的截止點，燃料電池發(fā)動機在該功率點至少持續(xù)穩(wěn)定運行10min，

否則試驗失敗，需重新按照8.4.1和8.4.2.2進行試驗。

注：推薦取90%??～怠速（或燃料電池發(fā)動機最低功率點）狀態(tài)的響應時間作為評價燃料電池發(fā)動機的卸載動態(tài)響

應指標。??為燃料電池發(fā)動機額定功率。

8.4.3試驗過程中測量記錄的數據

試驗中測量的數據：動態(tài)階躍響應時間、燃料電池發(fā)動機的電壓、電流，氫氣的消耗量，輔助系統

的電壓、電流等。

穩(wěn)態(tài)特性試驗

8.5.1試驗條件

試驗前燃料電池發(fā)動機處于熱機狀態(tài)。試驗過程應自動進行，不能有人工干預。

8.5.2試驗方法

按照下列程序進行試驗：

a)在燃料電池發(fā)動機工作范圍內選擇以下工況點，分別是怠速（或燃料電池發(fā)動機最低功率點）

狀態(tài)、10%??、20%??、30%??、40%??、50%??、60%??、70%??、80%??、90%??；

b)熱機過程結束后，回到怠速（或燃料電池發(fā)動機最低功率點）狀態(tài)運行10s；

c)按照規(guī)定的加載方法加載到預先確定的工況點（按照從低到高順序加載），在每個工況點至少

持續(xù)穩(wěn)定運行3min;

d)每個工況點分析數據時間長度不能少于2min；

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e)本試驗項目數據處理結果包括額定功率點和峰值功率點，對于額定功率點的試驗數據，采用8.2

章節(jié)的額定功率試驗數據；對于峰值功率點的試驗數據，采用8.3章節(jié)的峰值功率試驗數據，

本試驗項目不再重復進行，峰值功率點的分析數據時間長度取決于峰值功率試驗數據時間長

度；

f)如果在試驗過程中試驗中斷，則試驗需重新按照8.5.1和8.5.2進行試驗。

8.5.3試驗過程中測量記錄的數據

試驗中測量的數據：燃料電池發(fā)動機的電壓、電流，氫氣的消耗量，輔助系統的電壓、電流。由此

可以得到：燃料電池堆的極化特性曲線（V－I曲線）、燃料電池堆的功率曲線、燃料電池堆的效率曲線；

燃料電池發(fā)動機的功率曲線、燃料電池發(fā)動機的效率曲線；輔助系統的功率曲線等。

高溫運行試驗

8.6.1試驗條件

試驗前燃料電池發(fā)動機置于環(huán)境艙中，將環(huán)境艙的溫度設定為45℃，按照7.3的浸機方法進行浸機

處理。試驗過程應自動進行，不能有人工干預。

8.6.2試驗方法

按照下列程序進行試驗：

a)預處理過程結束后，按照制造商建議的起動操作步驟起動燃料電池發(fā)動機；

b)測試平臺按照規(guī)定的加載方法進行加載，加載到額定功率且以該功率持續(xù)運行63min（加載

過程如圖1所示）；

c)燃料電池發(fā)動機在圖1有效測量時長內的輸出功率應始終處于有效測量時長60min運行功率

的平均值的97%~103%之間，否則試驗結果無效，需重新按照8.6.1和8.6.2進行試驗。

8.6.3試驗過程中測量記錄的數據

試驗中測量的數據：燃料電池發(fā)動機的電壓、電流，氫氣的消耗量，輔助系統的電壓、電流。

動態(tài)平均效率特性試驗

按照GB/T34593—2017第5.2.2中規(guī)定的試驗方法進行測試，采集燃料電池發(fā)動機的電壓、電流、氫

氣流量等參數，試驗進行三次，試驗結果取三次平均值。試驗數據處理方法按照附錄B進行處理。

燃料電池發(fā)動機氣密性測試

8.8.1試驗條件

將燃料電池發(fā)動機置于環(huán)境溫度下，按照7.1的方法進行浸機處理，使燃料電池發(fā)動機處于冷機狀

態(tài)。

8.8.2試驗方法

浸機過程結束后，按照下面方法進行測試：

a)如果燃料電池發(fā)動機氫氣側的工作壓力高于50kPa（包括50kPa）：關閉燃料電池堆的氫氣排

氣端口，從氫氣進氣端口充入氦氮混合氣體（氦氣濃度不低于10%），壓力設定為50kPa，壓

力穩(wěn)定后關閉進氣閥門，其他端口保持暢通，保壓20min，記錄壓力下降值。

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GB/T24554—XXXX

b)如果燃料電池發(fā)動機氫氣側的工作壓力低于50kPa（不包括50kPa）：關閉燃料電池堆的氫氣

排氣端口，從氫氣進氣端口充入氦氮混合氣體（氦氣濃度不低于10%），如果燃料電池堆氫氣

側工作壓力介于30kPa～50kPa之間，壓力設定值為燃料電池堆的工作壓力，如果燃料電池堆

氫氣側的工作壓力低于30kPa，則壓力設定值為30kPa，保壓20min，記錄壓力下降值。

c)關閉燃料電池發(fā)動機的氫氣排氣端口、空氣排氣端口和冷卻液出口，同時向氫氣流道、空氣流

道和冷卻液流道加注氦氮混合氣體（氦氣濃度不低于10%），壓力均設定在正常工作壓力，壓

力穩(wěn)定后關閉進氣閥門，保壓20min，記錄壓力下降值。

絕緣電阻測試

冷卻液處于熱態(tài)，用兆歐表測量燃料電池發(fā)動機正負極分別對燃料電池發(fā)動機外表面可導電或金

屬接地點的絕緣電阻值。參考表2選擇兆歐表量程。測量時，應在兆歐表指針或者顯示數值達到穩(wěn)定后

再讀數。

燃料電池發(fā)動機輔助系統部件工作電壓以B級（電壓等級參照國家標準GB18384《電動汽車安全要

求》）電壓運行，則應單獨測量其絕緣電阻。若其內部含有高壓接觸器，測試絕緣電阻時接觸器需處于

閉合狀態(tài)。用兆歐表測量其正負極分別對其外殼的絕緣電阻值。參考表2選擇兆歐表量程。測量時，應

在兆歐表指針或者顯示數值達到穩(wěn)定后再讀數。

取燃料電池發(fā)動機和所有檢測B級電壓部件的絕緣阻值的并聯阻值，作為燃料電池發(fā)動機絕緣值。

如果采用兩個或以上數量的系統并聯，以其各系統絕緣阻值，為發(fā)動機絕緣電阻值。在所有性能測

試項目結束后進行該項目的測試。

表2工作電壓及兆歐表量程選擇

序號最大工作電壓Umax（V）兆歐表量程（V）

1Umax≤250500

2250＜Umax≤10001000

質量及功率密度測試

8.10.1燃料電池發(fā)動機質量及質量功率密度測試

測量燃料電池發(fā)動機質量要求：燃料電池發(fā)動機結構完整、能夠實現燃料電池發(fā)動機各項性能和功

能，且與裝車狀態(tài)一致，在連接氫氣源和散熱器的條件下即可正常工作。燃料電池發(fā)動機邊界劃分如附

錄C中圖C.1所示。

測量部件包括燃料電池模塊和輔助系統的質量：

a)測量燃料電池發(fā)動機應包含表3規(guī)定的部件：

表3燃料電池發(fā)動機包含部件

燃料電池模塊空氣供應系統氫氣供應系統水熱管理系統控制系統其他部件

燃料電池堆、集成空氣濾清器、消音氫氣循環(huán)泵和/或冷卻泵、去離子器、控制器、傳感器等；組成燃料電池發(fā)動

外殼、軋帶、固定螺裝置、空氣壓縮機、氫氣引射器、氫氣PTC等；機所必需的閥件、

桿、CVM等中冷器、增濕器等噴射器等；管路、線束、接頭和

框架等

b)下列部件可不計入質量測量范圍：

11

GB/T24554—XXXX

輔助散熱組件、散熱器總成、水箱、冷卻液及加濕用水、尾排管路、外接散熱器連接的冷卻管

路、外接高壓電纜。所帶部件如與第1）、2）條規(guī)定有不同之處，應在試驗報告中加以說明。

c)質量功率密度應以燃料電池發(fā)動機額定功率測量值（單位：千瓦（kW））計算其質量功率密

度，質量單位采用：千克（kg）。

8.10.2燃料電池堆體積功率密度測試

燃料電池堆體積功率密度測試方法應按照附錄E進行。

12

GB/T24554—XXXX

A

A

附錄A

（規(guī)范性）

穩(wěn)態(tài)試驗數據處理

A.1燃料電池堆的功率

燃料電池堆功率按下式計算：

??=?????/1000·················································(A.1)

式中：

??——燃料電池堆功率，單位為千瓦（kW）；

??——燃料電池堆電壓，單位為伏特（V）；

??——燃料電池堆電流，單位為安培（A）。

A.2燃料電池堆效率

燃料電池堆效率按下式計算：

1000??

??=×100%·············································(A.2)

??2?????2

式中：

??——燃料電池堆效率；

氫氣流量，單位為克每秒（）；

??2——g/s

氫氣低熱值，5。

????2——1.2×10??/???

A.3燃料電池發(fā)動機功率

如果燃料電池發(fā)動機的系統電壓和電流直接測量得到，則燃料電池發(fā)動機功率按下式計算：

??=?????/1000················································(A.3)

式中：

??——燃料電池發(fā)動機功率，單位為千瓦（kW）；

??——燃料電池發(fā)動機系統電壓，單位為伏特（V）；

??——燃料電池發(fā)動機系統電流，單位為安培（A）。

如果燃料電池發(fā)動機的功率由燃料電池堆功率和輔助系統功率相減得到，那么燃料電池發(fā)動機功

率按照下式計算:

??=?????····················································(A.4)

式中：

??——燃料電池發(fā)動機功率，單位為千瓦（kW）；

??——燃料電池堆功率，單位為千瓦（kW）；

??——輔助系統功率，單位為千瓦（kW）。

A.4燃料電池發(fā)動機效率

13

GB/T24554—XXXX

燃料電池發(fā)動機效率按下式計算：

1000??

??=×100%·············································(A.5)

??2?????2

式中：

??——燃料電池發(fā)動機效率；

氫氣流量，單位為克每秒（）。

??2——g/s

14

GB/T24554—XXXX

B

B

附錄B

（規(guī)范性）

動態(tài)平均功率試驗數據處理

B.1燃料電池發(fā)動機實際氫氣耗量

氫氣消耗量的測量方法可以參考GB/T35178-2017規(guī)定的方法。如果氫氣以流量單位記錄結果，則

燃料電池發(fā)動機在某段時間內的實測氫氣消耗量按下式計算：

?2

?=????················································(B.1)

?2∫?1?2

式中：

燃料電池發(fā)動機實測氫氣消耗量，單位為。

??2——g

燃料電池發(fā)動機實測氫氣流量，單位為。

??2——g/s

?1——起始時間，單位為s。

?2——結束時間，單位為s。

B.2燃料電池發(fā)動機能量：

?2

??=∫?????················································(B.2)

?1

式中：

??——某段時間內燃料電池發(fā)動機能量，單位為kJ，

??——燃料電池發(fā)動機功率，單位為kW，

B.3燃料電池發(fā)動機動態(tài)平均效率

1000??

????????=×100%············································(B.3)

??2?????2

式中：

??——某段時間內燃料電池發(fā)動機能量，單位為kJ，

燃料電池發(fā)動機實測氫氣消耗量，單位為，

??2——g

氫氣低熱值，5

????2——1.2x10kJ/kg,

????????——燃料電池發(fā)動機動態(tài)平均效率。

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GB/T24554—XXXX

C

C

附錄C

（規(guī)范性）

燃料電池發(fā)動機邊界界定框圖

圖C.1是燃料電池發(fā)動機邊界界定框圖，虛擬框內為質量測量包含的部件。

圖C.1燃料電池發(fā)動機邊界界定框圖

16

GB/T24554—XXXX

D

D

附錄D

（資料性）

試驗項目測試順序

表D.1是推薦的試驗項目測試順序，可以參考執(zhí)行。對于絕緣電阻測試標準正文里面明確規(guī)定在所

有性能測試之后進行，其他測試項目可以根據實際情況調整測試順序。

表D.1試驗項目測試順序

序號測試項目備注

1燃料電池發(fā)動機氣密性測試

2常溫怠速冷起動特性試驗

3常溫額定功率冷起動測試

4常溫怠速熱起動試驗

5穩(wěn)態(tài)特性試驗

6常溫額定功率熱起動試驗

7額定功率試驗

8峰值功率試驗

9動態(tài)響應特性試驗

10動態(tài)平均效率特性試驗

11低溫怠速冷起動測試

12低溫額定功率冷起動測試

13高溫運行試驗

14絕緣電阻測試

15質量及功率密度測試

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GB/T24554—XXXX

附錄E

（規(guī)范性）

燃料電池堆體積功率密度測量方法

E.1燃料電池堆體積Vstack

完成燃料電池發(fā)動機性能試驗后，制造商應對被測的燃料電池發(fā)動機進行必要的拆解，以便對燃

料電池堆的體積進行測量。燃料電池堆體積測量示意圖如圖E.1所示，根據公式E.1計算，單位為升。

6

??????=?×?×?/10·············································(E.1)

式中：

?——兩個端板之間的寬度（mm）；

?——雙極板外廓長度（mm）；

?——雙極板外廓高度（mm）。

注1：寬度w不包括端板、絕緣板、集流板，但應包括所有極板。

注2：拆解過程中不應拆解端板，防止因預緊力改變影響測量結果。

圖D.1燃料電池堆體積測量示意圖

雙極板長度應測量燃料電池堆雙極板長度方向的最遠外廓尺寸，單位為mm；雙極板高度應測量燃

料電池堆雙極板高度方向的最遠外廓尺寸，單位為mm，圖E.2枚舉了可能的測量場景，其他測量場景應

參考執(zhí)行。

其中，對于連續(xù)空白區(qū)域面積大于等于雙極板外廓面積（l*h）4%的部分，計算雙極板面積時應去

除該部分面積(氫氣、空氣、水路通道除外)。連續(xù)空白區(qū)域面積的計算，應由第三方檢測機構基于被測

試對象的雙極板實物進行測量計算。

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GB/T24554—XXXX

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hA

A

圖例1圖例2

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圖例3圖例4