《燃料電池電動汽車 燃料電池熱平衡試驗方法》編制說明

福建省標準化協(xié)會團體標準

《燃料電池電動汽車燃料電池熱平

衡試驗方法》（征求意見稿）

編制說明

標準起草項目組

2023年7月

《燃料電池電動汽車燃料電池熱平衡試驗方法》（征求意

見稿）編制說明

一、工作簡況

1.背景和意義

2020年9月國家五部委(財政部、工業(yè)和信息化部、科技部、國家發(fā)展改革委、國家能源

局)聯(lián)合發(fā)布了《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》（下簡稱通知），啟動燃料電池

汽車城市群示范應用推廣，截止到現(xiàn)在燃料電池汽車城市群示范應用推廣形成“3+2”新格

局，其中廈門市、福州市率先加入河北省和廣東省燃料電池汽車示范城市。2022年12月底，

福建省發(fā)改委發(fā)布《福建省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2022-2025年）》，明確到2025年全省

燃料電池汽車（含重卡、中輕型物流、客車）應用規(guī)模達到4000輛。

燃料電池電動汽車使用的燃料是氫能，這是清潔、高效、安全、可持續(xù)的二次能源，被

視為21世紀的“終極能源”。因此，燃料電池具有效率高、噪音低、無污染等優(yōu)點，這確保

了燃料電池能夠在汽車上使用，并將成為真正意義上的高效、清潔汽車.燃料電池電動汽車

的發(fā)展是新時代汽車行業(yè)在踐行碳達峰、碳中和的歷史使命?，F(xiàn)階段燃料電池電動汽車還處

于產(chǎn)業(yè)初期，整個行業(yè)技術成熟度較低，因此，研究燃料電池電動汽車非常有必要。

車用燃料電池正常工作溫度范圍在70-85℃，能量轉換效率一般在50%以上，剩余的能量

主要以熱量的形式向外排放，產(chǎn)生與發(fā)電量相當?shù)膹U熱，現(xiàn)在燃料電池電動汽車對這部份廢

熱利用率極低，通常采用冷卻介質直接帶走多余的熱量，以保持燃料電池電堆內部溫度的相

對恒定。燃料電池系統(tǒng)內部溫度過高（如超過90℃），質子交換膜容易發(fā)生脫水現(xiàn)象，導致

整個系統(tǒng)的電導率下降，進而影響電堆工作性能下降，同時影響電堆使用壽命與安全；若系

統(tǒng)內部溫度過低（如低于60℃），質子交換膜附著的催化劑活性減弱，單片燃料電池輸出電

壓減小，燃料電池極化特性增強，阻抗增加，整體性能變差。作為燃料電池整車最關鍵的零

部件，燃料電池系統(tǒng)整車熱平衡備受關注，該性能直接決定了燃料電池車輛的性能和燃料電

池系統(tǒng)使用壽命。

隨著整車匹配燃料電池系統(tǒng)功率不斷提高，整車安裝空間又有限，這對燃料電池的散熱

系統(tǒng)提出更大的設計難點與行業(yè)痛點，此時整車燃料電池熱平衡的驗證方法顯得尤其重要。

根據(jù)實際車輛的應用場景，結合整車動力性轉轂模擬實際工況，測試與驗證燃料電池散熱系

統(tǒng)的設計方案具有可行性。填補了行業(yè)對于燃料電池散熱系統(tǒng)熱平衡性能試驗方法的空白，

為燃料電池系統(tǒng)熱管理的測試方法提出了評價體系。

制定燃料電池系統(tǒng)整車級熱管理的測試方法，根據(jù)實際車輛的應用場景，結合整車動力

性轉轂模擬實際工況，填補現(xiàn)有燃料電池系統(tǒng)整車級熱平衡的空白，提出熱平衡的試驗方法

1

及評價體系；提高氫能產(chǎn)業(yè)下游車用端的設計能力，提升燃料電池整車產(chǎn)品的可靠性，有效

延長燃料電池系統(tǒng)的使用壽命，降低燃料電池電動汽車的綜合成本，營造氫能行業(yè)健康有序

快速發(fā)展。

2.主要工作過程

根據(jù)標準起草工作組的計劃，《燃料電池電動汽車燃料電池熱平衡試驗方法》標準制

定于2023年正式啟動，由廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司牽頭組織開展研究工作。7月份

提交福建省標準化協(xié)會征求意見。

1、前期針對燃料電池整車與零部件企業(yè)、高校、檢測機構等展開一系列的調研和試驗，

梳理相關的性能與試驗要求，結合國內外標準及燃料電池汽車發(fā)展趨勢逐步完成標準草案。

2、2023年7月4日通過網(wǎng)上會議，對本標準進行了立項評審。專家組一致同意該標準

通過立項審核，進行立項。

二、標準編制原則和確定標準主要內容的依據(jù)

1.編制原則

（1）規(guī)范性原則。標準的內容符合現(xiàn)行的法律、法規(guī)、技術標準和規(guī)范的要求，標準

的編寫和表述方法遵照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》的要求進行。

（2）科學性原則。

（3）適用性原則。

（4）廣泛性原則。

2.標準主要內容

2.1范圍

適用于M2、M3和N類燃料電池電動汽車室內熱平衡試驗，在道路上試驗時可參照執(zhí)行術

語和定義。

2.2主要內容

根據(jù)國家針對燃料電池汽車應用場景的定位，以及近幾年國內燃料電池行業(yè)發(fā)展趨勢，

結合福建省氫能與燃料電池行業(yè)發(fā)展需求，制定整車級別燃料電池熱平衡試驗方法，規(guī)定

了試驗條件、試驗準備、試驗工況方法、試驗數(shù)據(jù)處理和記錄等內容。以下選擇標準技術

要求的部分重點內容進行說明：

第4章試驗條件

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由于燃料電池電動汽車采用氫氣作為主要能源載體，但氫氣又具有易燃易爆特性，在燃料

電池運行過程中存在氫氣外漏的可能。因此，在試驗條件中列出實際測試總結出來的安全要

求項目。比如4.3、試驗環(huán)境艙應具備氫氣濃度檢測報警裝置及通風裝置。同時考慮燃料電池

電動汽車與傳統(tǒng)內燃機汽車、純電動汽車等差異性，在標準中規(guī)定試驗車輛的使用要求，比

如4.4f）車輛滿足燃料電池系統(tǒng)開啟條件，如打開氫系統(tǒng)手動截止閥、關閉純電模式等；g)

對于裝有動力電池且動力電池參與驅動的燃料電池汽車，試驗前應按照制造廠的要求調整力

電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)（SOC）；l)燃料電池系統(tǒng)可通過標定等形式，手動開啟額定功率工況、

怠速工況等功率運行等相關試驗細則。

第6章試驗方法

現(xiàn)國內燃料電池電動汽車均采用燃料電池和動力電池電電混合方案，其中燃料電池為主、

動力電池為輔的能量架構，但現(xiàn)在行業(yè)普遍匹配相對小功率段的燃料電池，動力電池也采用

相對小電量方案，導致在熱平衡試驗過程中，存在燃料電池發(fā)電功率無法覆蓋整車需求功率，

出現(xiàn)動力電池SOC不斷下降，直接導致動力電池SOC過低報警結束試驗，因此在第六章規(guī)

定每個試驗工況對應的動力電池SOC范圍，同時規(guī)定燃料電池運行在額定功率工況，最大

化的模擬車輛在最嚴苛工況下的散熱能力。

三、主要試驗（或驗證）情況分析

（1）燃料電池高溫試驗：11米燃料電池客車和49T燃料電池牽引車在環(huán)境艙36℃進

行高溫性能試驗，在整車轉鼓上動態(tài)性能測試，采用最高車速、持續(xù)爬坡、加減速、中國循

環(huán)、燃料電池怠速等工況，試驗結果表明燃料電池系統(tǒng)達到熱平衡性能和各試驗工況許用環(huán)

境溫度。

（2）燃料電池低溫試驗：8.5米燃料電池客車在天津中汽中心測試低溫冷啟動性能，環(huán)

境艙溫度設定為-30℃，車輛采用靜態(tài)放置，開啟燃料電池正常運行，測試燃料電池系統(tǒng)溫

升及熱平衡性能。

四、標準中涉及專利的情況

無。

五、預期達到的社會效益等情況

制定燃料電池系統(tǒng)整車級熱管理的測試方法，根據(jù)實際車輛的應用場景，結合整車動力

性轉轂模擬實際工況，填補現(xiàn)有燃料電池系統(tǒng)整車級熱平衡的空白，提出熱平衡的試驗方法

及評價體系；提高氫能產(chǎn)業(yè)下游車用端的設計能力，提升燃料電池整車產(chǎn)品的可靠性，有效

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延長燃料電池系統(tǒng)的使用壽命，降低燃料電池電動汽車的綜合成本，營造氫能行業(yè)健康有序

快速發(fā)展。

六、采用國際標準和國外先進標準的情況

GB/T12542-2009《汽車熱平衡能力道路試驗方法》是針對傳統(tǒng)內燃機車型的動力系統(tǒng)

熱平衡的道路試驗方法，但燃料電池系統(tǒng)相比內燃機，具有發(fā)熱量大、溫度控制精度高、動

態(tài)性能差等特點，整車對燃料電池系統(tǒng)的冷卻提出更高要求，現(xiàn)階段國內外沒有相關的標準

可參考。

七、與現(xiàn)行相關法律、法規(guī)、規(guī)章及相關標準的協(xié)調性

本標準與現(xiàn)行相關法律、法規(guī)、規(guī)則及相關標準沒有沖突或者矛盾。

八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

本