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文档简介
燃料电池电动摩托车和燃料电池电动轻便摩托车能量消耗率及续驶里程测试规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TestSpecificationforEnergyConsumptionRateandDrivingRangeofFuelCellElectricMotorcyclesandFuelCellElectricMoped摘要随着全球能源结构转型与“双碳”战略目标的深入推进,燃料电池技术作为新能源汽车领域的重要技术路线,正加速向摩托车等两轮机动车辆领域延伸。然而,燃料电池电动摩托车和燃料电池电动轻便摩托车在能量消耗率及续驶里程的测试方法方面长期缺乏统一的国家标准,导致产品性能宣称口径不一、市场准入依据不足、国际竞争力受限。本报告围绕国家标准GB/Z173-2026《燃料电池电动摩托车和燃料电池电动轻便摩托车能量消耗率及续驶里程测试规范》的立项背景、编制过程与技术内容展开系统阐述。该标准由国务院标准化行政主管部门批准发布,于2026年4月30日正式实施,属于指导性技术文件(GB/Z)。标准立足于燃料电池电动两轮车辆的技术特征与运行工况,规定了能量消耗率与续驶里程的测试条件、测试程序、计算方法及结果判定要求,填补了我国在该领域的标准空白。本报告详细介绍了标准的编制原则、主要技术内容、与现行标准体系的衔接关系以及主要起草单位情况,并对标准发布后的实施推广与技术发展方向进行了展望,旨在为标准使用者与相关研究人员提供全面的参考。关键词:燃料电池;电动摩托车;能量消耗率;续驶里程;测试规范;国家标准Keywords:FuelCell;ElectricMotorcycle;EnergyConsumptionRate;DrivingRange;TestSpecification;NationalStandard一、引言1.1研究背景摩托车和轻便摩托车是我国城乡居民日常出行的重要交通工具之一。据统计,我国摩托车保有量已超过9000万辆,年产量稳定在2000万辆左右,是全球最大的摩托车生产国和消费市场。在“碳达峰、碳中和”战略目标驱动下,摩托车行业正经历从传统燃油动力向电动化、清洁化方向转型的关键时期。目前市场上已广泛推广的电动摩托车以锂离子电池为动力源,但随着用户对续航里程和补能速度要求的不断提高,燃料电池技术以其能量密度高、加注时间短、续驶里程长等优势,逐渐成为电动两轮车动力的重要技术路线之一。近年来,国内外多家企业已陆续推出燃料电池电动摩托车概念车型或量产产品。然而,该领域在产品性能评价方面存在明显不足——能量消耗率(氢耗)如何测定?续驶里程如何评价?加氢压力与储氢容量对测试结果有何影响?不同环境温度下测试结果的修正方法是什么?上述问题的解决均有赖于统一的测试规范。1.2标准立项的必要性首先,产业发展的迫切需要。燃料电池电动摩托车已进入产品化前期,但缺乏统一测试标准使得企业在产品研发对标、质量控制和性能宣称方面无据可依,不同企业的测试结果之间缺乏可比性。其次,行业管理的现实需求。工信部《道路机动车辆生产企业及产品准入管理办法》明确要求车辆产品需满足相关国家标准方可准入和上市,而此前该领域尚无能量消耗率与续驶里程的专项测试标准,造成产品准入审查依据不充分。第三,国际标准接轨的内在要求。国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)已启动燃料电池两轮车相关标准的预研工作,我国在该领域率先制定国家标准,有助于提升在国际标准化事务中的话语权和影响力。二、标准编制过程概述2.1立项阶段本标准的编制任务由全国汽车标准化技术委员会摩托车分技术委员会(SAC/TC114/SC1)提出,经国家标准化管理委员会审核批准后正式立项。项目起草任务下达后,牵头单位迅速组建了由行业协会、检测机构、高校及企业研发部门共同参与的编制工作组,明确了任务分工与工作计划。2.2起草阶段起草工作组在对国内外相关标准和文献进行广泛调研的基础上,重点参考了以下文件的技术框架与测试方法:-GB/T24150-2018《电动摩托车和电动轻便摩托车能量消耗率和续驶里程试验方法》-GB/T33978-2017《道路车辆燃料电池系统术语》-GB/T34593-2017《燃料电池发动机氢气排放测试方法》-GB/T39132-2020《燃料电池电动汽车定型试验规程》-GB/T43252-2023《燃料电池电动汽车能量消耗量与续驶里程试验方法》-GB/T37340-2019《电动汽车能耗折算方法》-SAEJ2574《燃料电池电动汽车能量消耗量和续驶里程测试推荐规程》(美国机动车工程师学会)-UNGTRNo.13《全球技术法规——燃料电池车辆》同时,工作组多次组织召开专题研讨会,对测试工况的选择、氢耗测量方法、续驶里程终止条件的判定等技术难点进行了深入论证。尤其是在燃料电池系统冷启动条件下测试起始状态的判定,以及环境温度对测试结果的修正方法等方面,工作组结合整车企业反馈的试验数据反复推敲,最终形成了一致的技术方案。2.3征求意见与审查阶段标准草案完成后,在全国范围内广泛征求了生产企业、检测机构、科研院校及行业主管部门的意见。征求意见期间共收到反馈意见百余条,编制组逐条进行汇总处理,并对标准文本进行了多轮修改完善。2025年底,标准通过了全国汽车标准化技术委员会组织的专家审查,于2026年4月30日经国家标准化管理委员会批准发布,同日实施。标准类型为指导性技术文件(GB/Z),编号为GB/Z173-2026。三、标准主要技术内容3.1范围界定本标准规定了燃料电池电动摩托车和燃料电池电动轻便摩托车能量消耗率及续驶里程测试的试验条件、试验仪器、试验方法、数据记录与处理方法以及试验报告的要求。标准适用于使用压缩气态氢作为燃料、燃料电池系统作为单一动力源或与储能电池共同构成混合动力系统的电动摩托车和电动轻便摩托车(以下统称为“车辆”)。根据GB/T24158-2018《电动摩托车和电动轻便摩托车通用技术条件》的分类定义,电动摩托车分为电动两轮摩托车(最高设计车速大于50km/h)和电动轻便摩托车(最高设计车速大于25km/h且不大于50km/h),本标准涵盖上述两类车型。3.2规范性引用文件标准在编制过程中系统梳理了与本标准技术内容密切关联的现行有效标准,主要包括:-GB/T24150-2018电动摩托车和电动轻便摩托车能量消耗率和续驶里程试验方法-GB/T24158-2018电动摩托车和电动轻便摩托车通用技术条件-GB/T33978-2017道路车辆燃料电池系统术语-GB/T34593-2017燃料电池发动机氢气排放测试方法-GB/T43252-2023燃料电池电动汽车能量消耗量与续驶里程试验方法-GB17930车用氢气(质子交换膜燃料电池汽车用燃料)-QC/T1095-2018燃料电池电动车氢气加注枪3.3术语和定义为统一理解和执行,标准对以下关键术语进行了定义:-燃料电池系统(FuelCellSystem):包含燃料电池堆及为实现其正常工作所必需的空气供给子系统、氢气供给子系统、热管理子系统和控制子系统的完整系统总成。-能量消耗率(EnergyConsumptionRate):车辆在规定的测试工况下运行,每行驶100km所消耗的氢气质量,单位为kg/100km。-续驶里程(DrivingRange):车辆在规定的测试工况和环境条件下,从试验开始直至达到终止条件时累计行驶的里程,单位为km。-冷态启动(ColdStart):燃料电池系统在环境温度下停机超过12小时后进行的启动过程。3.4测试条件要求3.4.1环境条件标准规定试验环境温度应控制在20℃±5℃范围内,大气压力应在86kPa~106kPa范围内。环境风速不应超过3m/s。若实际环境条件超出上述范围,应在试验报告中如实记录,但对试验结果的修正方法需按照附录中的规定执行。3.4.2车辆准备试验车辆应按照企业规定的磨合规范完成磨合,总行驶里程应不小于300km。轮胎气压应调整至车辆制造厂规定的压力值。车辆整备质量状态应包含标准配置的随车工具和附件,并计入氢系统及其支架的全部质量。试验前,车辆应在20℃±5℃的环境中静置不少于12小时。3.4.3氢源与测量仪器试验用氢气纯度应符合GB17930中关于质子交换膜燃料电池汽车用燃料的规定(氢气纯度不低于99.97%),加氢压力按照车辆制造厂规定的额定加注压力执行。氢气消耗量的测量采用质量流量计法,测量精度要求不低于±1%;车速测量仪器精度要求不低于±0.5km/h,里程测量精度要求不低于±0.1%。3.5测试工况标准规定的测试工况以中国摩托车典型行驶工况为基础,考虑到不同排量等级车型的使用场景差异,设置了城市工况和综合工况两种模式。城市工况模拟城市道路条件下的频繁启停状态,平均车速约25km/h,最高车速不超过50km/h,运行时间共计780秒,行驶里程约5.4km。综合工况则在此基础上叠加了市郊高速行驶段,最高车速可达80km/h以上,用于评估车辆在更广泛行驶状态下的能量消耗水平。试验前需进行充分的预热和工况适应操作,确保燃料电池系统进入稳定工作状态。3.6能量消耗率测试方法能量消耗率测试按照以下步骤执行:(1)车辆按照规定的试验工况进行预热运行,使燃料电池系统达到正常工作温度范围。(2)试验车辆在加氢站或专用加氢装置上加注氢气至额定工作压力,静置使氢瓶温度稳定后记录初始氢量m₁。(3)按照规定的测试工况循环运行车辆,每次循环结束后记录实际行驶里程。(4)连续运行不少于2个完整测试循环(或行驶里程不低于20km)后,再次加注氢气至相同压力和温度条件,记录终止氢量m₂。(5)能量消耗率C按下式计算:C=(m₁−m₂)/S×100式中:-C——能量消耗率,单位为千克每百公里(kg/100km);-m₁——试验前氢量,单位为千克(kg);-m₂——试验后氢量,单位为千克(kg);-S——两次称量之间的实际行驶里程,单位为千米(km)。采用高精度质量流量计法可直接在线测量消耗的氢气质量,减少加注环节的系统误差。3.7续驶里程测试方法3.7.1测试程序续驶里程测试应在能量消耗率测试的基础上连续进行,或单独启动新一轮测试流程。测试开始时车辆氢瓶内氢气的压力和温度应满足规定的加注条件,确保为额定工作压力的95%以上。试验按照规定的测试工况连续循环运行,直至满足下列任一终止条件时结束:-燃料电池系统无法维持规定测试工况的下限车速(城市工况为20km/h,综合工况为40km/h);-储氢瓶压力低于燃料电池系统允许的最低工作压力;-车辆仪表显示氢量耗尽或系统提示停车。3.7.2结果计算续驶里程为试验开始至满足终止条件期间累计行驶的全部里程,以km为单位,取整至0.1km。对于具备制动能量回收功能的混合动力燃料电池车辆,若储能电池在试验过程中通过制动能量回收补充了电能,导致燃料电池系统输出的电能减少,则续驶里程结果需按标准附录中规定的方法进行修正,以消除储能系统初始SOC差异和回收能量差异对测试结果的影响。3.8试验报告标准规定试验报告应包含但不限于以下内容:车辆基本信息(制造商、型号、VIN代码、整车整备质量、外形尺寸等);燃料电池系统主要参数(额定功率、峰值功率、电堆类型等);储氢系统参数(储氢瓶容积、额定工作压力、储氢量);测试环境条件记录;测试设备清单及计量校准信息;测试原始数据和计算结果;试验人员及日期等信息。四、与相关标准及法规的衔接分析4.1与GB/T24150-2018的协调关系GB/T24150-2018规定了纯电动摩托车和纯电动轻便摩托车的能量消耗率和续驶里程测试方法,其技术框架(试验工况、数据处理和结果表达方式)为本标准的编制奠定了重要基础。本标准在术语定义、工况设定和结果表达等方面与GB/T24150-2018保持了最大限度的协调一致性,便于整车企业在同一平台下对不同动力类型车辆进行横向对比。两者之间的主要差异在于储能系统的不同——纯电动车辆以电网充电作为能量来源,而燃料电池车辆以车载储氢作为能量来源,由此导致测量方法和计算逻辑的差异。4.2与燃料电池电动汽车标准体系的对口衔接我国已建立了较为完善的燃料电池电动汽车标准体系。GB/T43252-2023《燃料电池电动汽车能量消耗量与续驶里程试验方法》适用于M类和N类燃料电池电动汽车(即乘用车和商用车),但不适用于L类车辆(两轮车和三轮车)。本标准的发布填补了GB/T43252-2023在L类车辆适用性方面的空白,与燃料电池电动汽车标准体系形成互补。在技术方案上,本标准充分吸收了GB/T43252-2023的成熟经验,如氢耗测量方法的选择、工况循环的设计理念、数据处理方法等,同时结合摩托车整车质量轻、风阻面积小、运行工况差异大等特征进行了适应性调整。4.3与国际标准的关系目前ISO/TC22/SC37(燃料电池车辆分技术委员会)正积极推进两轮车燃料电池测试标准的预研工作,IEC/TC105也已关注到燃料电池在小型车辆上的应用趋势。我国率先制定本标准,不仅有助于统一国内产业的技术要求和评价口径,更为后续参与国际标准制定积累了技术储备和实践经验。五、主要起草单位介绍本标准由中国汽车技术研究中心有限公司(以下简称“中汽中心”)牵头起草,多家行业骨干企业、检测机构和高校参与了编制工作。以下对中汽中心进行重点介绍。中汽中心成立于1985年,是国务院国资委直属的中央企业,总部位于天津市,是国内外公认的汽车行业权威技术机构和综合性技术服务企业。中汽中心业务涵盖汽车标准化研究与服务、产品检测认证、工程技术咨询、信息服务等多个领域,在汽车标准法规研究领域具有举足轻重的地位。在标准化工作方面,中汽中心作为全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC114)秘书处承担单位,负责组织协调我国汽车行业国家标准和行业标准的制修订工作,同时承担着联合国世界车辆法规协调论坛(UN/WP.29)中国工作委员会(C-WP.29)秘书处职能,在国际汽车法规协调中发挥着重要作用。在摩托车标准化领域,中汽中心对SAC/TC114/SC1摩托车分技术委员会的工作给予了长期、系统的技术支持,先后主导或参与制修订了数十项摩托车领域的国家和行业标准。中汽中心在新能源汽车和燃料电池技术领域的研究实力尤为突出。中心建有国家新能源汽车质量检验检测中心、燃料电池汽车试验验证平台等国家级技术平台,配备了大功率燃料电池发动机测试台架、高精度氢气质量流量计、环境模拟试验舱等一批国际先进的试验仪器设备,具备从材料级到整车级的全套燃料电池测试验证能力。近年来,中汽中心先后承担了多项国家重点研发计划项目中关于燃料电池汽车测试评价技术的研究任务,在燃料电池系统性能衰减评估、低温冷启动特性研究、氢耗测量不确定度分析等方面积累了丰富的试验数据和工程经验,为本标准的编制提供了坚实的技术支撑。在本标准的编制过程中,中汽中心具体负责标准框架的设计论证、核心技术指标的试验验证、征求意见稿的汇总处理以及标准各阶段文本的编写完善工作,同时为各参编单位提供了有力的组织协调和技术支持。六、标准实施的意义与展望6.1标准实施的意义本标准的发布实施具有多方面的重要意义:推动技术进步。统一的测试规范为整车和动力系统企业提供了明确的产品开发和优化目标,有助于引导企业在降低氢耗、提升续驶里程方面开展有序的技术竞争,推动燃料电池系统效率的持续提升。规范市场秩序。标准的实施使得不同企业产品的能量消耗率和续驶里程数据具有统一口径和可比性,有助于消费者科学认知和比较不同品牌产品,营造公平竞争的市场环境。支撑行业治理。本标准为工
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