氢燃料内燃机汽车燃料消耗量试验方法

T/CICEIA/CAMSXX-20XX

氢燃料内燃机汽车燃料消耗量试验方法

1范围

本文件规定了氢燃料内燃机汽车的氢气燃料消耗量试验方法。

本文件适用于装用氢燃料内燃机的最高车速大于或等于50km/h的汽车。氨/氢、氨/柴等氨燃料内

燃机汽车可参考本文件执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T15089机动车辆及挂车分类

GB18352.6-2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）

GB/T19233-2020轻型汽车燃料消耗量试验方法

GB/T27840-2021重型商用车辆燃料消耗量测量方法

GB/T29125-2012压缩天然气汽车燃料消耗量试验方法

GB/T35178-2017燃料电池电动汽车氢气消耗量测量方法

GB/T37244质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气

GB/T37340.1汽车和挂车类型的术语和定义

GB/T38146.1-2019中国汽车行驶工况第1部分：轻型汽车

GB/T38146.2-2019中国汽车行驶工况第2部分：重型商用车辆

3术语和定义

GB/T15089、GB/T35178-2017、GB/T38146.2-2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

氢平衡法hydrogenbalance

依据氢燃料在燃烧前后氢元素的质量守衡原理，通过测量燃烧产物中的氢含量来获取燃烧前的氢燃

料质量的一种方法。

4测试工况

轻型氢燃料内燃机汽车按照GB/T38146.1-2019中附录A规定的CLTC-P和CLTC-C循环（其中CLTC-P

适用于M1类车辆，CLTC-C适用于N1类车辆，和最大总质量不超过3500kg的M2类车）测量车辆的氢气

消耗量。

重型氢燃料内燃机汽车按照GB/T38146.2-2019中附录A规定的中国重型商用车辆行驶工况（CHTC）

测量车辆的氢气燃料消耗量。其中：

a)货车采用CHTC-LT（最大设计总质量GVW≤5500kg）或CHTC-HT（GVW>5500kg）行驶工况

b)普通客车采用CHTC-C行驶工况

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c)半挂牵引车采用CHTC-TT行驶工况

d)自卸汽车采用CHTC-D行驶工况

e)城市客车采用CHTC-B行驶工况

4.1测试方法

4.1.1流量法：该方法既适用于外部供氢，也适用于车载供氢的氢燃料内燃机汽车。流量计安装按照

附录A的规定执行。质量流量计或体积流量计测量氢燃料消耗量的试验方法和计算方法参考GB/T

29125-2012。

4.1.2氢平衡法：对于装用未引入氢元素后处理装置的车辆可通过测量排气中的未燃H2和H2O，利用

试验前后氢的质量守恒原则计算氢气燃料消耗量。对于装用引入氢元素后处理装置的车辆，如SCR后处

理系统（存在NH3和H2O摄入），可增加测量后处理氢的摄入量，通过尾气排放量减去后处理摄氢量，

即可利用试验前后氢的质量守恒原则计算氢气燃料消耗量。

5底盘测功机试验

5.1车辆准备

试验前，轻型氢燃料内燃机汽车应按照GB18352.6-2016中C.1.2.4.2～C.1.2.4.5和C.1.2.4.7的规

定对车辆进行试验前准备确认；重型氢燃料内燃机汽车应按照GB/T27840-2021的规定对车辆进行试验

前准备确认。

5.2试验燃料

试验用燃料应使用符合GB/T37244及其他后续相关国家标准规定的氢气。

5.3行驶阻力的确定

轻型氢燃料内燃机汽车按照GB18352-2016中附件CC进行道路载荷测量与测功机设定,并按照本文

件附录B的规定记录试验用车辆参数和试验数据。如果行驶阻力曲线由汽车生产企业提供，需提供试验

报告、计算报告或其他相关材料，并由检测机构确认。仲裁试验时，应按照GB18352-2016中附件CC.4.3

规定车辆的行驶阻力。

重型氢燃料内燃机汽车按照GB/T27840-2021附录C测定车辆行驶阻力，并按照本文件附录B的规定

记录试验用车辆参数和试验数据，若车辆生产企业同意，可以按照GB/T27840-2021附录E规定的行驶阻

力推荐值作为替代方法确定车辆的行驶阻力。

5.4底盘测功机法

5.4.1底盘测功机及相关试验装置

5.4.1.1轻型底盘测功机的技术特性符合GB18352.6-2016附件CD的规定，重型底盘测功机的技术特性

符合GB/T27840-2021附录F的规定。

5.4.1.2测量系统应能分别测量行驶工况各速度区间的氢燃料消耗量。

5.4.1.3根据氢燃料消耗量计量方法不同，计量设备应满足以下精度和准确度的要求：

a）采用流量法测量氢燃料消耗量时，体积流量计或质量流量计的测量精度应为测量值的±0.5%；

b）采用氢平衡法测量氢燃料消耗量时，未燃H2可采用电子轰击质谱法，分析仪测量精度不低于0.5%

F.S.，排气中的H2O采用傅里叶变换红外线光谱法（FTIR）测定，分析仪测量精度不低于1ppm。

5.4.2试验环境条件

2

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a)轻型氢燃料内燃机汽车燃料消耗量测试时，试验室环境条件应符合GB18352.6-2016中C.1.2.2

的要求。

b)重型氢燃料内燃机汽车燃料消耗量测试时，试验室环境条件应符合GB/T27840-2021的要求。

c）氢燃料内燃机汽车在开展极限环境试验下时，环境温度、湿度及大气压力可不受上述环境条件

要求限制，但应在试验报告中注明试验环境条件参数。

5.5试验规程

5.5.1将车辆放置在底盘测功机上并采取适当的方法对车辆进行固定，确保试验安全。根据试验方法，

选择将燃料流量计按照附录A的规定与车辆进行连接，或将氢气质谱法分析仪等测试设备与车辆排气管

连接，确认燃氢管路无泄漏且可以正常运行。

5.5.2轻型底盘测功机设置按照GB/T18352.6-2016附录CC规定进行;重型底盘测功机设置按照GB/T

27840-2021附录C规定进行。

5.5.3试验时，车辆载荷状态应确保车辆在试验过程中不打滑。对于氢燃料内燃机牵引汽车，应在鞍座

位置垂直加载。如果能证明不会出现明显影响测量结果的打滑现象，经车辆生产企业同意后可不加载。

5.5.4将底盘测功机设置为道路阻力模拟模式，并连接好数据采集系统和司机辅助驾驶系统。

5.5.5试验时，同步运行道路模拟冷却风机、车速和时间记录仪等相关设备。正式试验前，应驱车进行

1～2个完整的CHTC测试循环或采用其他方法对试验车辆和底盘测功机进行充分预热。

5.5.6试验时，对于车辆变速器的使用要求，轻型氢燃料内燃机汽车按照GB18352.6-2016中C.1.2.6.5

的规定进行操作；重型氢燃料内燃机汽车按照GB/T27840-2021中的要求执行。。

5.5.7轻型氢燃料内燃机汽车加速行驶要求和减速行驶要求分别按照GB18352.6-2016中C.1.2.6.7和

C.1.2.6.8中的要求执行；重型氢燃料内燃机汽车减速行驶应按照GB/T27840-2021中的要求执行。

5.5.8轻型氢燃料内燃机汽车按照GB18352.6-2016中C.1.2.5～C.1.2.7要求进行预试验循环、试验车

辆预处理和浸车；重型氢燃料内燃机汽车按照GB/T27840-2021标准要求进行预试验循环、试验车辆预

处理和热车。

5.5.9轻型氢燃料内燃机汽车，在预处理和浸车结束后，按照试验循环要求连续运行1个完整的CLTC行

驶工况，重复进行三次试验操作，并在每个循环结束后分别记录试验结果。重型氢燃料内燃机汽车，在

预处理和热车结束后，按照试验循环要求连续运行3个完整的CHTC行驶工况，并在每个循环结束后分别

记录试验结果。

5.5.10在相邻两个完整的行驶工况之间，车辆及相关设备应继续运行或采用其他方法以保持热机状态。

5.6试验偏差

5.6.1轻型氢燃料内燃机汽车试验过程中，车辆实际速度和测试循环规定的速度之间的允许误差为：

——公差上限，+2.0km/h，时间±1.0s之内；

——公差下限，-2.0km/h，时间±1.0s之内。

允许速度公差大于规定要求，但超差时间不能超过1次。

试验期间，出现上述速度超差的情况不能多于10次。

5.6.2重型氢燃料内燃机汽车在试验过程中，车辆实际运行状态应与CHTC行驶工况基本一致，其速度最

大偏差为±3km/h，超过速度偏差的单次时间不应大于2s，累计时间不应大于15s。

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当试验车辆不能达到CHTC行驶工况要求的加速度或试验车速时，应将加速踏板完全踩到底，该操

作不计入超过速度偏差的单次或累计时间，当试验车辆不能达到CHTC行驶工况规定的减速度或试验车

速时，应完全作用制动踏板或采用其他减速措施直至车辆运行状态再次回到CHTC行驶工况规定的偏差

范围内，该操作计入超过速度偏差的单次或累计时间。任何超过行驶工况偏差的状况都应在试验报告中

注明。

6计算方法

6.1燃料消耗量计算

每个完整的行驶工况结束时，应存储车速、里程，环境温度、压力，排气流量等运行结果，并按下

述方法计算各速度区间的燃料消耗量和综合燃料消耗量。

6.1.1流量法确定氢燃料消耗量

6.1.1.1采用质量流量计测量时，氢燃料消耗量应按照下列公式（1）计算MH：

m

M=×100……………（1）

HD×ρ

式中：

3

MH——氢燃料消耗量，单位为标准立方米每百千米（m/100km）；

m——氢燃料消耗量测量值，单位为千克（kg）；

D——试验期间的实际行驶距离，单位为千米（km）；

ρ——试验用氢燃料标准参比条件（15℃,101.325kPa）下密度，单位为千克每立方米（kg/m3）。

6.1.1.2采用体积流量计测量时，氢燃料消耗量应按照下列公式（2）计算MH：

VHP1×T0Zmix(T0，P0)

MH=××…………………（2）

100×DP0×T1Zmix(T1，P1)

式中：

3

MH——氢燃料消耗量，单位为标准立方米每百千米（m/100km）；

3

VH——氢燃料消耗量（体积）测量值，单位为立方米（m）；

P0——标准参比条件（15℃,101.325kPa）压力，101.325kPa；；

P1——试验状态下氢燃料实际测量压力，单位为千帕（kPa）；

T0——标准参比条件（15℃,101.325kPa）温度，288.15K；

T1——试验状态下氢燃料实际测量温度（T1=t1+273.15），单位为开尔文（K）；

D——试验期间的实际行驶距离，单位为千米（km）；

Zmix(T0，P0)—标准参比条件（15℃,101.325kPa）下的氢气压缩因子，按照GB/T29125-2012表B.2

取值；

Zmix(T1，P1)—压力P1、温度T1下的氢气压缩因子，按照GB/T29125-2012附录B进行求解。

6.1.2氢平衡法确定氢燃料消耗量

采用氢平衡法时，氢燃料消耗量应按照下列公式（3）和公式（4）计算MH：

0.1

M=×[H+(0.111×HO)−（ω×e）]………………（3）

HA×ρ22反应剂_H反应剂消耗量

H2O=Q尾气（H2O）-Q背景（H2O）………（4）

式中：

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3

MH——氢燃料消耗量，单位为标准立方米每百千米（m/100km）；

A——氢气的纯度，单位为百分比（%）；

ρ——试验用氢燃料标准参比条件下（15℃,101.325kPa）密度，单位为千克每立方米（kg/m3）；

H2——测量的排气污染物中的未燃氢气，单位为克每公里（g/km）；

H2O——计算得到仅由氢燃料燃烧生成的水含量（不含背景气水含量），单位为克每公里（g/km）；

ω反应剂_H——后处理反应剂中氢元素的质量分数，单位为百分比（%）；

e反应剂消耗量——后处理系统引入的反应剂消耗量，单位为克每公里（g/km）；

Q尾气（H2O）——尾气中由FTIR设备测量得到的水含量，单位为克每公里（g/km）；

Q背景（H2O）——测量得到的背景气中的水含量，单位为克每公里（g/km）。

6.2综合燃料消耗量确定

6.2.1重复性检验

氢燃料内燃机汽车应按照下列公式（5）计算三次试验结果的第95百分位分布的标准差σ，并将三

次测量结果中最大氢燃料消耗量与最小氢燃料消耗量之差（ΔQmax）与σ进行比较。

a）如果ΔQmax不大于σ，则视为试验通过重复性检验；

b）如果ΔQmax大于σ，则视为没有通过重复性检验。

σ=0.063×Qav…………（5）

式中：

σ——第95百分位分布的标准差，单位为立方米每百千米（m3/100km）；

3

Qav——三次试验所测得氢气消耗量的算术平均值，单位为立方米每百千米（m/100km）。

6.2.2综合燃料消耗量计算

按照6.2.1重复性检验方法对三个完整的CHTC行驶工况的燃料消耗量进行重复性检验：

如果通过重复性检验，则应计算三次试验结果的平均值分别作为CHTC/CLTC行驶工况各速度区间燃

料消耗量和综合燃料消耗量；

如果没有通过重复性检验，则应采用燃料消耗量较高的两个完整的CHTC/CLTC行驶工况试验结果的

平均值，分别计算CHTC/CLTC行驶工况各速度区间燃料消耗量和综合燃料消耗量。

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附录A

（规范性）

氢气流量计安装方法

A.1概述

在进行氢燃料内燃机汽车燃料消耗量试验时，氢气流量计的安装方法应符合本附录规定。

A.2氢气流量计安装方法

A.2.1采用车载供氢时，高压流量计（变压型）的安装应符合图A.1规定。

图A.1车载供氢，高压流量计（变压型）安装示意图

A.2.2采用车载供氢时，高压流量计（定压型）的安装应符合图A.2规定。

图A.2车载供氢，高压流量计（定压型）安装示意图

A.2.3采用车载供氢时，低压流量计的安装应符合图A.3规定。

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图A.3车载供氢，低压流量计安装示意图

A.2.4采用外部供氢时，高压流量计（变压型）的安装应符合图A.4规定。

图A.4外部供氢，高压流量计（变压型）安装示意图

A.2.5采用外部供氢时，高压流量计（定压型）的安装应符合图A.5规定。

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图A.5外部供氢，高压流量计（定压型）安装示意图

A.2.6采用外部供氢时，低压流量计的安装应符合图A.6规定。

图A.6外部供氢，低压流量计安装示意图

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附录B

（规范性）

试验记录表格

表B.1底盘测功机试验用车辆参数

试验车辆信息内容

车辆型号

车辆名称

商标及生产企业

底盘型号及生产企业a

生产日期

车辆类型

车辆识别代号(VIN)

里程表读数(km)

最高设计车速(km/h)

整备质量(kg)

最大设计总质量(kg)

列车最大总质量(kg)b

外廓尺寸：长×宽×高(mm×mm×mm)b

迎风面积a,b

空气阻力系数a,b

变速型号、型式及生产企业

档位数及各档速比

主减速比

轮胎型号、数量及生产企业

轮胎气压（前/后）(kPa)

驱动型式

半挂轴数a

半挂车轮胎型号、型式及生产企业b

半挂车轮胎气压(kPa)b

燃料类型

型号及生产企业

型式

进气方式

发动机排量(L)

净功率/转速kW/(r/min)

最大扭矩/转速N·m/(r/min)

怠速转速(r/min)

a.轻、重型车根据试验车辆填写相应信息，无参数可不填写

b.半挂牵引车试验时，填写与之配合的列车参数

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表B.2底盘测功机试验记录

ABC

道路阻力系数

NN/(km/h)N/(km/h)2

底盘测功机行驶阻力设定

目标阻力

设定阻力

类别型号精度生产企业检定校准情况

有效截止

底盘测功机检定/校准单位

日期

流量计

试验仪

压力计

器设备

温度计

称重装置

排放分析仪

试验序开始结束行驶里程燃料消耗量燃料平均实验室实验室大实验室相

号时间时间km试验值mL温度℃温度℃气压力kPa对湿度%

1部

12部

3部

1部

22部

3部

1部

32部

3部

其他说明（包括车辆能否达到循环最高车速、超差时间及次数等信息）

10

ICS43.02

CCST43

团体标准

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氢燃料内燃机汽车燃料消耗量试验方法

Hydrogenfueledinternalcombustionenginevehicles-Testmethodsforfuel

consumption

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中国内燃机工业协会

发布

中国机械工业标准化技术协会

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氢燃料内燃机汽车燃料消耗量试验方法

1范围

本文件规定了氢燃料内燃机汽车的氢气燃料消耗量试验方法。

本文件适用于装用氢燃料内燃机的最高车速大于或等于50km/h的汽车。氨/氢、氨/柴等氨燃料内

燃机汽车可参考本文件执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T15089机动车辆及挂车分类

GB18352.6-2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）

GB/T19233-2020轻型汽车燃料消耗量试验方法

GB/T27840-2021重型商用车辆燃料消耗量测量方法

GB/T29125-2012压缩天然气汽车燃料消耗量试验方法

GB/T35178-2017燃料电池电动汽车氢气消耗量测量方法

GB/T37244质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气

GB/T37340.1汽车和挂车类型的术语和定义

GB/T38146.1-2019中国汽车行驶工况第1部分：轻型汽车

GB/T38146.2-2019中国汽车行驶工况第2部分：重型商用车辆

3术语和定义

GB/T15089、GB/T35178-2017、GB/T38146.2-2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

氢平衡法hydrogenbalance

依据氢燃料在燃烧前后氢元素的质量守衡原理，通过测量燃烧产物中的氢含量来获取燃烧前的氢燃

料质量的一种方法。

4测试工况

轻型氢燃料内燃机汽车按照GB/T38146.1-2019中附录A规定的CLTC-P和CLTC-C循环（其中CLTC-P

适用于M1类车辆，CLTC-C适用于N1类车辆