《燃料电池发动机环境耦合模拟性能试验方法》编制说明

刘挺8675《燃料电池发动机环境刘挺8675耦合模拟性能试验方法》刘挺8675

编制说明

一、工作简况

刘挺86751.1任务来源刘挺8675刘挺8675

《燃料电池发动机极端环境耦合模拟性能试验方法》团体标准是由中国汽车工

程学会批准立项。文件号中汽学标【2025】144号，任务号为2025-006。本标准由

中国汽车工程学会标准化工作委员会提出，国家市场监督管理总局认证认可技术研

究中心、襄阳达安汽车检测中心有限公司等单位起草。

刘挺86751.2编制背景与目标刘挺8675刘挺8675

随着我国燃料电池汽车产业正进入快速发展的新阶段，燃料电池发动机作为高

效且绿色的车载动力源，有着更为广阔的应用场景。特别是近几年，燃料电池发动

机的环境适应性在不断扩展，能够克服普通环境以及一般程度的高低温及海拔环境

来满足客户需求。但除我国中东部地区等温和的气候条件外，从东北地区到青藏高

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原再到新疆高温干热的地区，燃料电池汽车工作的范围越来越广，需要在更为复杂

的极端综合环境条件下工作。因此，燃料电池发动机在面对更为严苛的高温、高寒

及高海拔等相互耦合环境下的性能表现成为制约燃料电池商业化的关键因素。

当前我国关于燃料电池发动机环境适应性方面的标准往往掺杂在其他的性能测

试标准之中，已发布的相关标准考核的环境仅限于普通的高低温环境。以目前燃料

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电池技术水平而言，绝大部分企业已经能够超过目前标准要求，急需拓展测试的边

界。同时，目前的标准体系中缺乏各种极端环境耦合在一起对燃料电池发动机进行

测试的相关标准。如果进行实车环境测试，又面临寒区、热区、高原加氢资源及配

套设施缺乏、测试环境不可控、测试数据不易读取分析等问题。综上，采用环境仓

对燃料电池发动机进行极端环境耦合模拟性能测试很有必要，制定相关的测试标准

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对复杂极端环境下燃料电池发动机各个方面的性能进行考核，有助于推动燃料电池

汽车的示范应用以及技术的发展。

1.3主要工作过程

1.3.1预研阶段

刘挺8675本标准于2023年6月开始标准调研刘挺8675，2023年10月开展相关标准测试大纲刘挺8675的策

划，2023年11月组织内部对测试方案进行评估，并于燃料电池生产厂家沟通；2024

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刘挺8675年2月至2024年8月开展测试验证工作刘挺8675。刘挺8675

1.3.2立项阶段

2025年4月在北京召开了标准立项审查会，会议上由襄阳达安汽车检测中心有

限公司对本标准的立项背景、内容、编制说明等进行了简要介绍，会上中汽研新能

源汽车检验中心（天津）有限公司、中国第一汽车集团有限公司研发总院、东风汽

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车集团有限公司研发总院、上海重塑能源集团股份有限公司等专家对标准立项进行

评审，立项通过。

1.3.3起草阶段

2025年5月在武汉与东风汽车集团有限公司研发总院、上海重塑能源集团股份

有限公司就标准的测试方法及标准内容框架进行了讨论，初步确定了怠速启动、额

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定功率启动、稳态特性测试等测试内容，就测试高温高原环境、高温干热环境、高

温高湿环境的环境条件初步达成一致。2025年6月开展相关试验验证计划，结合前

期论证提出的意见，对标准的测试细节及试验验证结果进行了充分的讨论和交流，

初步完成了标准草案的制定。

刘挺86751.3.4征求意见阶段（含征求意见刘挺8675时间及意见处理情况的说明）刘挺8675

暂无

1.3.5审查阶段（含审查结果及意见处理）

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暂无

1.3.6报批阶段（含报批意见及处理）

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暂无

1.3.7发布阶段

暂无

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1.4编制工作组

序号姓名单位工作组分工

国家市场监督管理总局认证认可技项目全面指导，把控研究

1孙天晴

术研究中心方向

2张晓鹏襄阳达安汽车检测中心有限公司文稿编制，召集进度会议

3张剑东风汽车集团有限公司研发总院测试方案校核

4马义东风汽车集团有限公司研发总院测试现场支持

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5张斌襄阳达安汽车检测中心有限公司文稿标准化

6时贞勃襄阳达安汽车检测中心有限公司测试现场支持

国家市场监督管理总局认证认可技标准意见反馈

7杨泽慧

术研究中心

8王丹襄阳达安汽车检测中心有限公司标准意见反馈

9海闯华丰燃料电池有限公司标准意见反馈

10封利利特嗨氢能检测（保定）有限公司标准意见反馈

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11刘秋艳北京市产品质量监督检验研究院标准意见反馈

12杨泽文山东理工大学标准意见反馈

13商政襄阳达安汽车检测中心有限公司标准意见反馈

14周锋襄阳达安汽车检测中心有限公司标准意见反馈

国家市场监督管理总局认证认可技标准意见反馈

15王梦晓

术研究中心

16顿涛涛特嗨氢能检测（保定）有限公司标准意见反馈

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17杨佳举北京市产品质量监督检验研究院标准意见反馈

18邢晓慧中国汽车工程研究院股份有限公司标准意见反馈

二、标准编制原则和主要内容

2.1标准制定原则

刘挺8675本标准充分调研了燃料电池发动机刘挺8675性能测试及高低温环境适应性的现状、刘挺8675本标

准编写符合GB/T1.1《标准化工作导则》的规定，明确了耦合环境的环境条件，参

考我国青藏高原、海南、吐鲁番地区极端环境条件，初步定义低温高海拔、高温高

湿、高温干热三种极端综合环境条件。其中，模拟极端海拔高度设定为1000m，2000m，

3000m；模拟试验极端温度分别为-20℃，-30℃，-40℃共3个低温，35℃，40℃，

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45℃共3个高温。模拟相对湿度为80%，90%，95%为试验极端湿度中高湿环境；模

拟相对湿度为15%，20%，30%为试验极端湿度中极干环境。以上环境仓中模拟的极

端环境耦合，构成标准的试验环境工况。

2.1.1通用性原则

无。

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2.1.2指导性原则

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刘挺8675目前国内缺少燃料电池发动环耦合刘挺8675环境模拟性能测试方法，本标准提出的刘挺8675低温

高海拔、高温干热、高温湿热等环境条件，对燃料电池发动机在真实复杂环境下性

能测评具有一定的指导性。

2.1.3协调性原则

本标准提出的怠速启动、额定功率启动、稳态特性及动态加载响应等测试方法

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与现有国标GB/T24554-2022中燃料电池发动机性能试验方法保持方法协调统一，

仅作了测试环境条件的要求，为燃料电池发动机多环境下的性能测评提供补充。

2.1.4兼容性原则

本标准提出耦合环境模拟性能试验方法充分考虑了燃料电池测试行业测试设备

功能、精度要求，具备普遍适用性。

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2.1.5规范性原则

本标准按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构

和起草规则》的规定起草。

2.2标准主要技术内容

刘挺8675本标准共分为6章，规定了适用范刘挺8675围、规范性引用文件、术语和定义测量刘挺8675参数

单位和准确度、试验条件和试验要求、试验方法。

2.3关键技术问题说明

本标准提出了燃料电池燃耦合环境模拟性能试验方法，将海拔、低温、高温、

湿度等多环境因素进行组合，对燃料电池发动机在耦合环境下的电性能、安全性进

刘挺8675行测评。刘挺8675刘挺8675

2.4标准主要内容的论据

参考我国自然环境条件以及目前燃料电池汽车运营场景，初步定义低温高海拔、

高温高湿、高温干热三种极端综合环境条件。其中，模拟极端海拔高度设定为1000m，

2000m，3000m；模拟试验极端温度分别为-20℃，-30℃，-40℃共3个低温，35℃，

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40℃，45℃共3个高温。模拟相对湿度为80%，90%，95%为试验极端湿度中高湿环

境；模拟相对湿度为15%，20%，30%为试验极端湿度中极干环境。以上环境仓中模

拟的极端环境耦合，构成标准的试验环境工况。

参考GB/T24554-2022中燃料电池发动机性能试验方法，结合三高环境下燃料

电池发动机失效机理研究发现，在极端低温高海拔工况下，燃料电池发动机的冷启

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动特性，输出功率，动态响应将产生较大变化。在低温缺氧环境中，燃料电池电堆

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刘挺8675的电化学性能及内部结构可能遭受破坏刘挺8675；燃料电池发动机相关部件，如空压机刘挺8675，可

能寄生功率增加，进而降低整体对外输出功率。因此，在极端低温高海拔工况下，

重点进行燃料电池发动机的（1）怠速冷启动特性试验；（2）额定功率冷启动特性

试验；（3）稳态特性试验；（4）加载动态响应试验。以此评估燃料电池发动机在

低温高海拔耦合工况下的性能。

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2.5标准工作基础

编写组主要起草单位国家市场监管总局认证认可研究中心，拥有多年的认证认

可经验，承接单位襄阳达安汽车检测中心有限公司，独立的第三方检测结构，具备

燃料电池核心材料、核心部件、系统集成等全产品链的测试能力，首批次授权的国

家燃料电池汽车质量检验检测中心，具备5~500kW等级燃料电池发动机测试能力，

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配套环境模拟系统可实现0~5000m海拔、-40~90℃，10%~95%Rh湿度的多环境模拟，

并开展过多批次燃料电池发动机高温、低温、高寒、干热等耦合环境测试评价工作，

积累了丰富测试经验，本标准具有一定的先进性、通用性、科学性和可操作性。

三、主要试验（或验证）情况分析

刘挺86753.1低温冷启动试验刘挺8675刘挺8675

低温下整车启动慢、成功率低是普遍存在的问题。这些问题的根源，在一定程

度上取决于氢燃料电池发动机的低温冷启动状况。低温冷启动试验能够有效验证氢

燃料电池发动机在启动阶段的性能表现，包含启动响应时间、系统输出功率大小、

辅耗大小及燃料消耗量。结合发动机的低温启动性能参数和整车需求，标定出一套

刘挺8675合理的运行参数，针对整车低温启动难刘挺8675的问题，提出合适的控制策略和方法，刘挺8675解决

整车动力性问题。

3.1.1低温怠速冷启动试验

常温怠速冷机启动、常温怠速热机启动、低温怠速冷机启动时间分别为8.7s，

5.2s，586.8s，水温对燃料电池启动特性影响较大，主水路水温越接近于燃料电池

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正常运行温度（（60~80）℃），启动特性越快，反之越慢。

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刘挺8675图1不刘挺8675同温度下启动特性刘挺8675

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图2不同温度下启动时间

在怠速稳定时间段，常温怠速冷机启动、常温怠速热机启动、低温怠速冷机启

动对应的电堆的电流和电压也不尽相同，低温怠速冷机启动电堆的电流和电压为

42.08A和520.14V，相比于常温怠速冷机启启动和常温怠速热机启动，电堆电压展

现出较大的一个降低值，说明电堆在低温存储后，内部仍有部分催化反应点位被占

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据，无法恢复至常温下性能。

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刘挺8675图3不同启动刘挺8675温度下电堆的电流电压刘挺8675

3.1.2低温额定冷启动试验

相比于常温额定启动，低温额定启动在启动的过程中更为“波折”。常温额定

热启动时长共计23.4s，而低温额定功率冷启动时长共计294.6s，从图中可见拉载

过程中有两处明显功率回落过程：一是（0-100）s，使能信号下发后，此时电堆功

刘挺8675率缓慢上升但系统净输出功率为负值，刘挺8675为使系统快速起机，PTC启动外辅助加刘挺8675热，

使循环水温快速升温，致使系统净输出功率为负；二是（270-290）s，经过一段时

间PTC加热以及系统自产热升温后，水温已达到正常运行值，此时直接关闭PTC造

成了水温的剧烈变化，导致水温突然下降，电堆受冷却液温度影响，导致此时电堆

和系统输出功率同步下降，随着水温的逐渐升高，电堆和系统功率逐步达到下发值。

刘挺8675启动成功，水温到正常运行温度后，对刘挺8675稳态、动态加减载速率等其他性能无明刘挺8675显影

响。

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图4不同温度下额定功率启动特性

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刘挺8675图5常温与低温额刘挺8675定功率冷启动电堆电流电压刘挺8675

3.2燃料电池系统高温测试

氢燃料电池汽车在高温条件下，容易出现结构热胀，影响气密性。高的环境温

度让散热系统在散热时的能量交换中变得更困难，增加了整个系统的能耗。以空压

机为代表的零部件，在高温下呈现能耗增大、流量降低等问题。针对此问题，氢燃

刘挺8675料电池发动机需重点关注大功率运行试刘挺8675验。刘挺8675

附图为常温与45℃时系统额定功率一小时运行情况，可以看出在45℃时，系统

减少了热机过程，能够更快速的启机，达到额定功率后，几乎与常温启动系统净输

出功率保持一致，同时常温与45℃环境温度下，额定功率运行时，氢耗几乎不变。

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图6常温与高温输出功率

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3.3海拔测试

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刘挺8675在高原地区，海拔高、空气稀薄、刘挺8675氧含量低，这些因素直接决定了同等条刘挺8675件下

进入氢燃料电池发动机内的氧气更少，导致电阴极“欠气”，降低发动机的输出功

率，进而影响整车的整体性能。针对此问题，氢燃料电池发动机需重点关注怠速运

行、动态加减载、额定功率以及稳态特性等试验，本课题中系统研究了0m、1000m、

2000m、3000m海拔下，燃料电池系统的性能表现。

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图7海拔与温度耦合下发动机怠速功率

四、标准中涉及专利的情况

无

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用的情况

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本标准能够规范燃料电池发动机在模拟极端低温高海拔、高温高湿、高温干热

耦合环境下性能测试方法，输出更准确丰富且真实可靠的测试数据，补充燃料电池

发动机测试标准体系，提高燃料电池发动机极端环境下安全性及可靠性。并且此标

准顺应了燃料电池技术发展的趋势，拓展燃料电池汽车应用场景，促进燃料电池汽

车商业化应用。。

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六、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况，国内外关键

指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况

本标准和国际上类似标准相比，我们的标准更符合当前燃料电池发动机技术发

展趋势，国际类似标准通常针对于环境的某一维度进行测试，本标准强调多环境耦

刘挺8675合，更加贴近真实情况。刘挺8675刘挺8675

七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协

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刘挺8675调性刘挺8675刘挺8675

本标准符合国家有关法律、法规和相关强制性标准的要求，与现行的国家标准、

行业标准相协调。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

尚无。

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九、标准性质的建议说明

本标准为中国汽车工程学会标准，属于团体标准,供学会会员和社会自愿使用。

十、贯彻标准的要求和措施建议

严格按照本标准提出的试验方法开展燃料电池发动机相关测试，对试验人员进行理论学习

和操作培训，保证检测方法操作的准确性。

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十一、废止现行相关标准的建议

无。

十二、其他应予说明的事项

无。

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标准起草工作组

2025年7月23日

（注：具体内容可以结合项目本身撰写，如不涉及的可填写无）

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刘挺8675《燃料电池发动机环境刘挺8675耦合模拟性能试验方法》刘挺8675

编制说明

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中国汽车工程学会标准化工作委员会提出，国家市场监督管理总局认证认可技术研

究中心、襄阳达安汽车检测中心有限公司等单位起草。

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随着我国燃料电池汽车产业正进入快速发展的新阶段，燃料电池发动机作为高

效且绿色的车载动力源，有着更为广阔的应用场景。特别是近几年，燃料电池发动

机的环境适应性在不断扩展，能够克服普通环境以及一般程度的高低温及海拔环境

来满足客户需求。但除我国中东部地区等温和的气候条件外，从东北地区到青藏高

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原再到新疆高温干热的地区，燃料电池汽车工作的范围越来越广，需要在更为复杂

的极端综合环境条件下工作。因此，燃料电池发动机在面对更为严苛的高温、高寒

及高海拔等相互耦合环境下的性能表现成为制约燃料电池商业化的关键因素。

当前我国关于燃料电池发动机环境适应性方面的标准往往掺杂在其他的性能测

试标准之中，已发布的相关标准考核的环境仅限于普通的高低温环境。以目前燃料

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电池技术水平而言，绝大部分企业已经能够超过目前标准要求，急需拓展测试的边

界。同时，目前的标准体系中缺乏各种极端环境耦合在一起对燃料电池发动机进行

测试的相关标准。如果进行实车环境测试，又面临寒区、热区、高原加氢资源及配

套设施缺乏、测试环境不可控、测试数据不易读取分析等问题。综上，采用环境仓

对燃料电池发动机进行极端环境耦合模拟性能测试很有必要，制定相关的测试标准

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