《乘用车用燃料电池系统耐久性试验方法》

Q/LB.□XXXXX-XXXX目次TOC\o"1-1"\h\u20511前言 I27941引言 II8731范围 1159532规范性引用文件 148463术语和定义 1197864测量参数、单位和准确度 2238195试验要求 2314766试验方法 3237187故障及停机处理 6236788数据处理 7104019耐久试验报告 829153附录A（规范性）燃料电池系统功率谱循环工况 99631附录B（规范性）燃料电池系统振动测试工况 1515039附录C（资料性）燃料电池系统耐久性试验数据记录表 17乘用车用燃料电池系统耐久性试验方法范围本文件规定了乘用车用燃料电池系统耐久性测试评价的试验条件、试验方法、故障及停机处理、数据处理、耐久试验报告。本文件适用于燃料电池为主要动力提供的乘用车用燃料电池系统耐久性能评价。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/T2423.43-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法振动、冲击和类似动力学试验样品的安装GB/T2423.56-2023环境试验第2部分：试验方法试验Fh：宽带随机振动和导则GB/T24548-2009燃料电池电动汽车术语GB/T24554-2022燃料电池发动机性能试验方法GB/T28816-2020燃料电池术语GB/T37244-2018质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气GB/Z44116-2024燃料电池发动机及关键部件耐久性试验方法术语和定义GB/T24548-2009、GB/T28816-2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1燃料电池系统fuelcellsystem包括燃料电池堆和燃料电池辅助系统，在外接氢源的条件下可以正常工作。3.2燃料电池堆fuelcellstack由单电池、隔离板、冷却板、歧管和支承结构组成的设备，通过电化学反应把（通常）富氢气体和控制反应物转换成直流电、热和其他反应物。[来源：GB/T28816-2020，3.50]3.3怠速状态idleconditions燃料电池系统处于最小功率输出的稳定工作状态。3.4额定功率ratepower在生产商规定的正常运行条件下，所设计的燃料电池系统的最大连续电输出功率。注：在本测试条件下，燃料电池电堆单电池平均节电压不低于0.60V。[来源：GB/T28816-2020，3.85.4，有修改]3.5峰值功率peakpower燃料电池系统在制造商规定的时间内的最大有效净输出功率。3.6燃料电池系统参考电流referencecurrentoffuelcellsystem燃料电池系统在耐久性试验前进行稳态特性试验时，选定的功率点对应的燃料电池堆电流。注：PE为燃料电池系统额定功率(初始值),本文件选取燃料电池系统在100%PE、50%PE和10%PE对应的燃料电池堆电流I100、I50、I10作为参考电流。[来源：GB/Z44116-2024，3.2，有修改]测量参数、单位和准确度表1测量参数、单位和准确度要求测量参数单位准确度分辨率时间s±1.00.1电压V±0.5%FSDa0.1电流A±0.5%FSDa0.1温度℃±1.00.1压强kPa±1.00.1气体流量NLPM±1.0%FSDa0.1液体流量L/min±1.0%FSDa0.1相对湿度—±3.0%—电导率µS/cm±0.5%FSDa0.001aFSD：最大显示或标尺的长度。试验要求环境除非另有规定，试验应在环境温度为23℃±5℃，相对湿度为15%~90%，大气压力96kPa~106kPa的环境中进行。燃料电池系统应保证被测系统完整性的原则，确保能够实现燃料电池系统各项性能和功能，在外接氢源和启动电源条件下能够正常工作，且与装车状态一致。试验样本数量可根据制造商要求选择1台～3台燃料电池系统进行试验。试验平台及试验用氢气要求试验平台应提供满足燃料电池系统所需的散热条件，且通过CAN通信向燃料电池系统发送指令的频率应不低于10Hz。试验用氢气应符合GB/T37244-2018的规定。燃料电池系统控制试验过程中，燃料电池系统的启动、加载、降载、停机等均应由试验平台按照制造商提供的通信协议进行控制。试验数据采集、计算要求试验数据采样频率应不低于5Hz。循环工况试验过程中，宜每连续采集不超过5h进行一次数据分段保存。试验过程中，应记录燃料电池堆的电压、燃料电池堆的电流、单电池电压（若有）、环境温度和湿度、冷却液温度、辅助系统各部件的电压、辅助系统各部件的电流、氢气流量。振动测量系统测量系统的特性应使其能准确判断在基准点给定轴向测得的振动实际值是否在试验所要求的容差范围内。整个测量系统包括传感器、信号调理器和数据采集与处理装置，其频率响应对测量精度有显著影响。测量系统的频率范围应从试验最低频率(f1)的0.5倍延伸到最高频率(f2)的2.0倍。测量系统在该频率范围内的频率响应应平坦，并在±5%以内。任何超出该范围的偏差应记录于报告中。安装要求参照在车辆的安装位置和GB/T2423.43-2008的要求，将燃料电池系统安装在振动台。汽车行驶方向为x轴方向，另一垂直于行驶方向的水平方向为y轴方向。循环工况要求燃料电池系统在功率加载或电流加载的方式下，均以燃料电池系统的净输出功率作为循环工况功率公差判定对象。燃料电池系统实际功率和循环工况规定功率之间的允许公差按照GB/Z44116-2024第5.2.7.2条进行规定：当循环工况规定的功率PSET不大于60kW时，功率公差为±3kW；当循环工况规定的功率PSET大于60kW时，功率公差为±5%PSETkW。保养要求燃料电池系统在每累计完成240h循环工况的停机期间，制造商可按照GB/Z44116-2024第5.2.8条规定对燃料电池系统进行维护保养。试验方法气密性试验按照GB/T24554-2022第8.8.2.1条和8.8.2.2条分别进行燃料电池系统的氢气流道气密性和整体气密性测试。绝缘强度试验按照GB/T24554-2022第8.9条进行燃料电池系统的绝缘电阻测试。活化、额定功率及稳态特性试验燃料电池堆活化按照制造商的要求对燃料电池系统进行准备或活化，但总时间不应超过100h。额定功率试验按照GB/T24554-2022第8.2条进行燃料电池系统额定功率试验。有效测量时长60min运行功率的平均值作为燃料电池系统的额定功率（PE）测量值，额定功率测量值保留小数点后2位，额定功率标称值为额定功率测量值的整数部分。注：额定功率（PE）单位为kW。稳态特性试验燃料电池系统稳态特性试验按照以下步骤进行：a）若燃料电池系统未处于热机状态，则首先按照GB/T24554-2022第7.4条使其达到热机状态；b）热机过程结束后，回到怠速状态（或燃料电池系统最低功率点）运行10s；c）选取燃料电池系统在10%PE、50%PE和100%PE对应的燃料电池堆电流I10、I50和I100作为参考电流；d）选择怠速状态（或燃料电池系统最低功率点）、I10、10%PE、20%PE、30%PE、40%PE、I50、50%PE、60%PE、70%PE、80%PE、90%PE、I100和100%PE工况点进行燃料电池系统稳态特性试验，测试平台向燃料电池系统发送加载指令，在每个工况点至少稳定运行3min；e）每个工况点的分析数据时间长度不应少于2min，将试验数据记录到表C.1中。注:若燃料电池系统怠速状态（或燃料电池系统最低功率点）大于I10、10%PE，则不在I10、10%PE工况点运行。耐久试验环境预处理燃料电池系统在耐久试验开始前，制造商可以在以下环境条件中选择1项作为耐久试验阶段燃料电池系统的运行环境，并按照6.5.2或6.6.2耐久试验阶段步骤a)对燃料电池系统进行预处理：常温运行环境将环境舱的温度设定为23.0℃，按照GB/T24554-2022第7.1条的常温浸机方法进行浸机处理。同时，监测燃料电池系统空气进气温度，确保耐久试验过程中进气温度为23.0℃±2℃。试验过程应自动进行，不应有人工干预。低温运行环境将环境舱的温度设定为-10.0℃，按照GB/T24554-2022第7.2条的低温浸机方法进行浸机处理。同时，监测燃料电池系统空气进气温度，确保耐久试验过程中进气温度为-10.0℃±2℃。试验过程应自动进行，不应有人工干预。高温运行环境将环境舱的温度设定为45.0℃，按照GB/T24554-2022第7.3条的高温浸机方法进行浸机处理。同时，监测燃料电池系统空气进气温度，确保耐久试验过程中进气温度为45.0℃±2℃。试验过程应自动进行，不应有人工干预。山区工况耐久试验试验准备阶段试验准备阶段的步骤如下：a)按照6.1和6.2规定的方法进行初始气密性、绝缘电阻测试，测试结果应满足以下要求：燃料电池系统的气密性应满足制造商的要求；燃料电池系统的正负极对地的绝缘电阻不低于500Ω/V。b）按照制造商的要求对燃料电池系统进行活化和调整；c）按照6.3.2规定的方法对燃料电池系统进行额定功率试验；d）按照6.3.3规定的方法对燃料电池系统进行稳态特性试验（设定目标工况点为：怠速状态（或燃料电池系统最低功率点）、I10、10%PE、20%PE、30%PE、40%PE、I50、50%PE、60%PE、70%PE、80%PE、90%PE、I100和100%PE）；e）然后使燃料电池系统运行在怠速状态（或燃料电池系统最低功率点），再按照制造商规定的关机操作步骤关闭燃料电池系统；f）参照在车辆的安装位置和GB/T2423.43-2008的要求，将燃料电池系统安装在振动台。控制点放在台面或按试验要求点设置，形成控制系统回路。耐久试验阶段耐久性试验阶段的步骤如下：a)试验前燃料电池系统置于环境舱中，制造商根据试验需求，在6.4中选择1项环境条件进行预处理，并记录在试验报告中；b)预处理过程结束后，按照制造商建议的启动操作步骤，测试平台向燃料电池系统发送启动指令，启动燃料电池系统；c）然后使燃料电池系统运行在怠速状态（或燃料电池系统最低功率点）；d）振动试验台在三个轴向分别施加随机振动载荷，试验从z轴开始，然后是y轴，最后是x轴。试验过程参照GB/T2423.56-2023，按照附录B.1或B.2（根据制造商试验需求进行工况选择）的工况进行随机振动加载，每0.5h为1个振动循环，每个轴向累计完成20h循环工况（即40个循环工况），切换振动方向；e）与此同时，燃料电池系统按照附录A.1的工况进行功率加载（若燃料电池系统的最低净输出功率大于8.75%PE，则表A.1中8.75%PE工况点按燃料电池系统最低功率点运行），每0.5h为1个循环工况；f）每累计完成5h循环工况（即10个循环工况，记为一组）后，停机15min；g）每累计完成20h循环工况（即40个循环工况）后，停机5h；h）每累计完成240h循环工况（即480个循环工况）后，将环境舱的温度恢复至室温，按照6.3.3进行一次稳态特性试验，按照制造厂的要求进行正常关机，待燃料电池堆恢复至室温，按照6.1和6.2进行气密性和绝缘电阻测试；i）重复上述步骤的a）至h），当燃料电池系统达到试验终止条件时，停止试验并记录燃料电池系统累计运行时长，将环境舱的温度和燃料电池堆恢复至室温，按照6.3.3、6.1和6.2进行燃料电池系统稳态特性试验、气密性和绝缘电阻测试。试验终止条件试验过程中，达到以下任意一项条件则终止试验：——燃料电池系统在参考电流I100下的功率无法达到90%PE；——燃料电池系统的气密性无法满足制造厂规定的安全限值；——燃料电池系统的绝缘阻值结果＜500Ω/V；——燃料电池系统发生故障，且制造商建议终止试验；——循环工况加载的累计时间超过燃料电池系统设计寿命10%，且不少于480h时。城市工况耐久试验试验准备阶段试验准备阶段的步骤如下：a)按照6.1和6.2规定的方法进行初始气密性、绝缘电阻测试，测试结果应满足以下要求：燃料电池系统的气密性应满足制造商的要求；燃料电池系统的正负极对地的绝缘电阻不低于500Ω/V。b）按照制造商的要求对燃料电池系统进行活化和调整；c）按照6.3.2规定的方法对燃料电池系统进行额定功率试验；d）按照6.3.3规定的方法对燃料电池系统进行稳态特性试验（设定目标工况点为：怠速状态（或燃料电池系统最低功率点）、I10、10%PE、20%PE、30%PE、40%PE、I50、50%PE、60%PE、70%PE、80%PE、90%PE、I100和100%PE）；e）然后使燃料电池系统运行在怠速状态（或燃料电池系统最低功率点），再按照制造商规定的关机操作步骤关闭燃料电池系统；f）参照在车辆的安装位置和GB/T2423.43-2008的要求，将燃料电池系统安装在振动台。控制点放在台面或按试验要求点设置，形成控制系统回路。耐久试验阶段耐久性试验阶段的步骤如下：a)试验前燃料电池系统置于环境舱中，制造商根据试验需求，在6.4中选择1项环境条件进行预处理，并记录在试验报告中；b)预处理过程结束后，按照制造商建议的启动操作步骤，测试平台向燃料电池系统发送启动指令，启动燃料电池系统；c）然后使燃料电池系统运行在怠速状态（或燃料电池系统最低功率点）；d）振动试验台在三个轴向分别施加随机振动载荷，试验从z轴开始，然后是y轴，最后是x轴。试验过程参照GB/T2423.56-2023，按照附录B.1或B.2（根据制造商试验需求进行工况选择）的工况进行随机振动加载，每0.5h为1个振动循环，每个轴向累计完成20h循环工况（即40个循环工况），切换振动方向；e）与此同时，燃料电池系统按照附录A.2的工况进行功率加载（若燃料电池系统的最低净输出功率大于8.75%PE，则表A.2中8.75%PE工况点按燃料电池系统最低功率点运行），每0.5h为1个循环工况；f）每累计完成5h循环工况（即10个循环工况，记为一组）后，停机15min；g）每累计完成20h循环工况（即40个循环工况）后，停机5h；h）每累计完成240h循环工况（即480个循环工况）后，将环境舱的温度恢复至室温，按照6.3.3进行一次稳态特性试验，按照制造厂的要求进行正常关机，待燃料电池堆恢复至室温，按照6.1和6.2进行气密性和绝缘电阻测试；i）重复上述步骤的a）至h），当燃料电池系统达到试验终止条件时，停止试验并记录燃料电池系统累计运行时长，将环境舱的温度和燃料电池堆恢复至室温，按照6.3.3、6.1和6.2进行燃料电池系统稳态特性试验、气密性和绝缘电阻测试。试验终止条件试验过程中，达到以下任意一项条件则终止试验：——燃料电池系统在参考电流I100下的功率无法达到90%PE；——燃料电池系统的气密性无法满足制造厂规定的安全限值；——燃料电池系统的绝缘阻值结果＜500Ω/V；——燃料电池系统发生故障，且制造商建议终止试验；——循环工况加载的累计时间超过燃料电池系统设计寿命10%，且不少于480h时。耐久试验后外观检查耐久试验结束后，进行系统外观情况检查，系统结构应无损坏、无断裂、螺栓无松动脱落损坏等情况，硅胶软管等原则上无磨损破坏；经目视检查，燃料电池系统保持连接可靠、结构完好、无明显变形。故障及停机处理燃料电池系统进行耐久试验时，测量燃料电池系统基本性能特征值（包含但不限于氢气进气压力、氢气进气温度、氢气进气流量、空气进气压力、空气进气温度、空气进气流量、尾排气体温度、尾排气体压力、进堆温度、出堆温度、电导率、电堆电流、绝缘电阻等），通过测试设备的设置限制和燃料电池系统的控制系统等随时进行监测运行数据。根据危害程度，将其分为致命故障、严重故障、一般故障三类。各类型故障特性描述如表2所示。由外围条件（氢气、高低压电、天气环境等）影响的燃料电池系统停机不计入故障类型，可恢复后继续加载循环。表2燃料电池系统的故障分类故障等级故障类型故障特性描述1级致命故障燃料电池系统运行完全中断，无法正常运行启动。发生损坏、起火、失控等情况；危及人身安全、行车安全，或对周围环境造成严重危害；涉及安全的主要零部件功能失效（包括燃料电池堆、系统控制器、氢气循环泵、氢气浓度传感器、电流传感器、氢气调压阀等）2级严重故障燃料电池系统通过关机解决故障后可再次运行启动。燃料电池系统关机非正常关机；涉及运转的主要零部件功能失效（包括空压机、空压机控制器、水泵、电控三通阀、中冷器、增湿器、氢气循环泵、温度传感器、压力传感器、氢气电磁阀、电子节气门等）3级一般故障某项参数超出规定值，通过降功率或报警措施等方式可解决，不影响燃料电池系统正常运行（包括冷却液温度、氢空温度、氢空压力、电堆及系统电压、电流、单片电压等）燃料电池系统耐久性测试过程中出现上述故障时，故障处理应满足以下要求：a）记录每次停机的原因及操作内容；b）当出现故障时，应进行故障分析和记录，并由制造商根据具体情况给出处理建议；c）试验过程中，每累计完成240h循环工况的停机期间，制造商可按照5.9条对燃料电池系统进行维护保养；d）记录停机时本组循环工况中已完成的个数n。故障恢复后，继续进行循环工况试验，将本组未完成的循环工况数（10～n）加至下一组循环工况中，即连续完成（20～n）个循环工况，试验过程中不再停机。数据处理耐久前后燃料电池系统功率衰减燃料电池系统参考电流点下的功率衰减幅度按公式（1）计算：ΔPFCE=P0式中：ΔPFCE——燃料电池P0——耐久试验前，燃料电池系统P1——耐久试验后，燃料电池系统耐久前后燃料电池堆电压衰减根据所记录的燃料电池系统耐久性试验前和试验后，燃料电池堆参考电流点下的平均单片电压衰减率，按如下公式（2）计算：ηE=V1−式中：ηEV1——耐久性试验前燃料电池堆平均单片电压，单位为伏（VV2——耐久性试验后燃料电池堆平均单片电压，单位为伏（V耐久前后燃料电池系统效率衰减燃料电池系统耐久性试验前和试验后，额定功率下燃料电池系统的效率按照GB/T24554-2022中B.4进行计算，额定功率下燃料电池系统的效率衰减按如下公式（3）计算：ΔηF=η0式中：ΔηF——额定功率下燃料电池系统η0——耐久性试验前，首次稳态测试中额定功率下燃料电池系统的效率η1——耐久性试验后，末次稳态测试中额定功率下燃料电池系统的效率耐久前后燃料电池系统气体压降差采用压降差值法评价燃料电池系统耐振动特性，燃料电池系统耐久性试验前后气体压降差值按照公式（4）进行计算：Z=Q2−Q1式中：Z——燃料电池系统耐久试验前后气体压降差值，单位为千帕（kPa）；Q1——燃料电池系统耐久试验Q2——燃料电池系统耐久试验平均失效前时间（MTTFF）计算平均首次失效前时间（MTTFF）可通过公式（5）和公式（6）进行计算。（5）（6）式中：——平均首次失效前时间点估计值，单位为小时（h）；——无故障工作总时间，单位为小时（h）；——发生故障燃料电池系统数量；——第j个系统首次故障时间，单位为小时（h）；——试验的系统总数；——定时截尾时间。平均失效间隔时间（MTBF）计算平均失效间隔工作时间（MTBF）可通过公式（7）和公式（8）进行计算。（7）（8）式中：——平均失效间隔工作时间的点估计值，单位为小时（h）；——时间内发生的故障总数；——中止试验系统数；——工作总时间，单位为小时（h）；——第j个系统中止试验时间，单位为小时（h）。耐久试验报告耐久试验报告至少应包含以下内容：a）试验依据；b）试验项目；c）试验对象：注明被测燃料电池系统的数量、主要参数及试验照片；d）试验条件；e）试验结果：1）对原始数据加以整理，宜用曲线表示，重要的数据可以列表;2）气密性、绝缘强度及稳态特性测试结果；3）耐久性评价指标计算结果：系统功率衰减、电压衰减及压降差；4）描述故障的模式、类型、数量及发生故障的时间；5）可靠性评价指标计算结果：平均失效前时间、平均失效间隔时间；6）故障、维修统计。f）试验日期；g）相关人员签字。

（规范性）

燃料电池系统功率谱循环工况山区循环工况曲线和数据燃料电池系统山区循环工况如图A.1和表A.1所示。图A.1燃料电池系统山区循环工况曲线表A.1燃料电池系统山区循环工况数据步骤加载功率kW持续时间s开始时刻s结束时刻s18.75%PE8008028.75~18.75%PE18081318.75%PE1981100418.75~8.75%PE110010158.75%PE10110120268.75~18.5%PE1202203718.5%PE39203242818.5~12.75%PE1242243912.75%PE192432621012.75~8.75%PE1262263118.75%PE101263364128.75~42.75%P74%PE193653841442.75~11.75%P75%PE193854041611.75~8.75%PE1404405178.75%PE97405502188.75~26.75%P75%PE195035222026.75~61%PPE195235422261~36.25%P25%PE19543562表A.1燃料电池系统山区循环工况数据（续）步骤加载功率kW持续时间s开始时刻s结束时刻s2436.25~29.75%P75%PE195635822629.75~15.25%P25%PE195836022815.25~8.75%PE1602603298.75%PE106603709308.75~44.75%P75%PE197107293244.75~15%PPE197307493415~8.75%PE1749750358.75%PE98750848368.75~24.5%P5%PE198498683824.5~19.5%P5%PE198698884019.5~32%PPE198899084232~42.75%PE19089094342.75%PE199099284442.75~35.75%PE19289294535.75%PE199299484635.75~21.75%PE19489494721.75%PE199499684821.75~8.75%PE1968969498.75%PE1119691080508.75~28.5PE1108010815128.5%PE19108111005228.5~43.75%PE1110011015343.75%PE19110111205443.75~42.75%PE1112011215542.75%PE19112111405642.75~31%PE1114011415731%PE19114111605831~23%PE1116011615923%PE19116111806023~18%PE1118011816118%PE19118112006218~8.75%PE112001201

表A.1燃料电池系统山区循环工况数据（续）步骤加载功率kW持续时间s开始时刻s结束时刻s638.75%PE10212011312648.75~40.5%PE1131213136540.5%PE19131313326640.5~45.25%PE1133213336745.25%PE19133313526845.25~12.25%PE1135213536912.25%PE19135313727012.25~8.75%PE113721373718.75%PE10113731474728.75~32%PE1147414757332%PE19147514947432~37.75%PE1149414957537.75%PE19149515147637.5~18.5%PE1151415157718.5%PE19151515347818.5~8.75%PE115341535798.75%PE10015351635808.75~57.5%PE1163516368157.5%PE19163616558257.5~58%PE1165516568358%PE19165616758458~50%PE1167516768550%PE19167616958650~38.75%PE1169516968738.75%PE19169617158838.75~64.75%PE1171517168964.75%PE19171617359064.75~15%PE1173517369115%PE19173617559215~8.75%PE117551756938.75%PE4417561800

城市循环工况曲线和数据燃料电池系统城市循环工况如图A.2和表A.2所示。图A.2燃料电池系统城市循环工况曲线表A.2燃料电池系统城市循环工况数据步骤加载功率kW持续时间s开始时刻s结束时刻s18.75%PE7707728.75%~30.75%PE17778330.75%PE197897430.75%~45.25%PE19798545.25%PE1998117645.25%~40.75%PE1117118740.75%PE19118137840.75%~9.25%PE113713899.25%PE19138157109.25%~8.75%PE1157158118.75%PE128158286128.75%~19.25%PE12862871319.25%PE192873061419.25%~16.75%P75%PE193073261616.75%~11.5%P5%PE193273461811.5%~10.25%P5%PE193373662010.25%~9.5%PE1366367219.5%PE39367406229.5%~9%PE1406407239%PE19407426249%~8.75%PE1426427258.75%PE132427559268.75%~24.25%P25%PE19560579表A.2燃料电池系统城市循环工况数据（续）步骤加载功率kW持续时间s开始时刻s结束时刻s2824.25%~25.25%P25%PE195805993025.25%~15.75%P75%PE396006393215.75%~15.25%PE16396403315.25%PE196406593415.25%~8.75%PE1659660358.75%PE145660805368.75%~10%PPE198068253810%~17.5%P5%PE198268454017.5%~20.75%P75%PE198468654220.75%~10.75%P75%PE198668854410.75%~8.75%PE1885886458.75%PE1318861017468.75%~9.5%PE110171018479.5%PE1910181037489.5%~12.75%PE1103710384912.75%PE19103810575012.75%~20%PE1105710585120%PE19105810775220%~23%PE1107710785323%PE19107810975423%~8.75%PE110971098558.75%PE14610981244568.75%~14.5%PE1124412455714.5%PE19124512645814.5%~12.75%PE1126412655912.75%PE19126512846012.75%~10.75%PE1128412856110.75%PE19128513046210.75%~17.5%PE1130413056317.5%PE19130513246417.5%~21.5%PE1132413256521.5%PE19132513446621.5%~23.25%PE113441345表A.2燃料电池系统城市循环工况数据（续）步骤加载功率kW持续时间s开始时刻s结束时刻s6723.25%PE19134513646823.25%~17.25%PE1136413656917.25%PE19136513847017.25%~14%PE1138413857114%PE19138514047214%~28.5%PE1140414057328.5%PE19140514247428.5%~36.5%PE1142414257536.5%PE40142414647636.5%~32.5%PE1146414657732.5%PE19146514847832.5%~30.5%PE1148414857930.5%PE19148515048030.5%~24.75%PE1150415058124.75%PE19150515248224.75%~26%PE1152415258326%PE19152515448426%~40.75%PE1154415458540.75%PE19154515648640.75%~45%PE1156415658745%PE19156515848845%~42.75%PE1158415858942.75%PE19158516049042.75%~37%PE1160416059137%PE19160516249237%~32.25%PE1162416259332.25%PE19162516449432.25%~31%PE1164416459531%PE19164516649631%~26.25%PE1166416659726.25%PE19166516849826.25%~26.5%PE1168416859926.5%PE191685170410026.5%~21.75%PE11704170510121.75%PE191705172410221.75%~12.5%PE11724172510312.5%PE191725174410412.5%~8.75%PE1174417451058.75%PE5517451800

（规范性）

燃料电池系统振动测试工况常规道路燃料电池系统振动测试工况常规道路燃料电池系统振动测试工况如图B.1和表B.1所示。图B.1常规道路燃料电池系统随机振动测试曲线表B.1常规道路燃料电池系统振动测试条件随机振动（每个方向测试时间为20h）频率（Hz）z轴功率谱密度（PSD）（g2/Hz）频率（Hz）y轴功率谱密度（PSD）（g2/Hz）频率（Hz）x轴功率谱密度（PSD）（g2/Hz）0.53.79362E-40.55.28302E-40.53.47336E-41.50.0015411.60766E-41.53.73518E-53.51.64904E-433.91514E-546.26029E-65.51.40786E-444.7076E-582.63546E-581.92111E-472.03664E-59.51.07534E-410.55.80719E-410.56.14213E-511.54.18941E-412.50.00208121.4313E-413.52.3517E-415.52.45069E-4131.66697E-4142.44345E-418.55.68008E-5154.50183E-415.54.04246E-4222.61698E-515.54.55929E-4196.36344E-548.55.12195E-6196.10991E-5203.57774E-51048.30542E-8243.79781E-523.51.21265E-52561.33823E-9264.15129E-5542.0316E-6--48.56.65715E-677.52.36258E-61001.21331E-782.53.81103E-62561.3237E-9871.28058E-6--2561.32735E-9RMSz轴RMSy轴RMSx轴0.01178850.003935930.00366596强化道路燃料电池系统振动测试工况强化道路燃料电池系统振动测试工况如图B.2和表B.2所示。图B.2强化道路燃料电池系统随机振动测试曲线表B.2强化道路燃料电池系统振动测试条件随机振动（每个方向测试时间为20h）频率（Hz）z轴功率谱密度（PSD）（g2/Hz）频率（Hz）y轴功率谱密度（PSD）（g2/Hz）频率（Hz）x轴功率谱密度（PSD）（g2/Hz）0.57.10114E-40.50.001620.50.002061.50.0050314.11399E-41.51.87E-435.74656E-42.53.31794E-434.32582E-54.50.001424.56.72148E-44.58.53823E-566.86521E-461.77981E-467.18512E-570.0012384.51784E-471.7083E-49.50.0052293.70658E-487.0632E-4120.0248120.001749.50.00206150.00162140.0037910.50.00665175.29024E-418.54.21591E-412.50.0023222.51.69855E-4194.56812E-414.50.00438316.08716E-522.52.30688E-418.54.00876E-449.58.49399E-624.53.31974E-419.52.74451E-42561.46842E-9329.97535E-522.51.31303E-4--501.08039E-531.53.97827E-51008.51283E-8496.73392E-62561.38541E-92561.64701E-9RMSz轴RMSy轴RMSx轴0.1031710.02732540.0372149

（资料性）

燃料电池系统耐久性试验数据记录表稳态特性试验数据记录表燃料电池系统稳态特性试验数据记录表如表C.1所示。表C.1稳态特性试验数据记录表试验日期：试验时间：已完成循环工况时长（h）：设定燃料电池系统功率kW电堆电压V电堆电流A电堆功率kW辅助系统功率kW燃料电池系统功率kW氢气流量（标准状态）L/min怠速（或最低功率点）I10对应功率10%PE20%PE30%PE40%PEI50对应功率50%PE60%PE70%PE80%PE90%PEI100对应功率100%PE中电协团体标准编制说明（征求意见稿）一、制定标准背景、目的和意义2022年3月，国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》，规划明确指出氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。在“十四五”、“双碳”等政策推动下，我国氢能燃料电池系统功率等级、市场规模稳步提高。但是，目前质子交换膜燃料电池系统在成本、寿命方面还不尽人意，这是限制燃料电池汽车大规模产业化的最关键问题。因此，燃料电池系统的耐久性成为行业测试的研究重点，相关的检测要求也逐步提高。美国能源部（DOE）发布的FuelCellTechnicalTeamRoadmap中提出了商业化的车用燃料电池系统在耐久性、成本、效率、比功率、冷启动性能等方面所应达到的技术指标，耐久性的最终目标是乘用车用燃料电池达到8000h以上。同时，中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中也明确指出乘用车用燃料电池寿命在2025年达到5500h，在2030-2035年达到8000h。目前，国内外众多燃料电池系统和整车企业的研究重点也聚焦在燃料电池耐久性能。图1燃料电池乘用车运行路况相比于商用车的固定路线，乘用车则需要在更广泛的道路环境中行驶，包括城市道路、高速公路、乡村小路、山区道路等，且由于不同城市地形、环境差异较大，乘用车还需要面对各种复杂的工况。此外，乘用车行驶过程中，起步、停车、加速、减速等操作较为频繁，且等速行驶的情况较多。因此，对于燃料电池乘用车的耐久性标准，需要针对其特性单独制定。但是，国内外并没有专门针对乘用车燃料电池系统的耐久性测试标准，现有的燃料电池耐久性标准仅考虑通用的循环功率谱试验，无法充分考核复杂工况对乘用车用燃料电池系统耐久性的影响。为了有效的反映出燃料电池乘用车的实际运行工况，本项目计划针对氢燃料电池乘用车在高温高湿下的散热能力、连续陡坡下的过载能力、高寒下的低温启动能力、综合环境下的动态响应能力等运行情况，在整车路试过程中，开展整车运行过程中动力系统加减载、发动机舱温度、整车/系统振动信号采集，研究燃料电池乘用车综合环境动态响应特性。最终形成中国特色应用场景下，覆盖温度、振动环境因素的燃料电池乘用车工况谱，并形成相应的团体标准。二、工作简况（一）立项情况2024年11月，国家电投集团氢能科技发展有限公司、中国汽车工程研究院股份有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所等向中国电器工业协会申请《乘用车用燃料电池系统耐久性试验方法》团体标准立项。2024年12月30日，中国电器工业协会正式下文通知《乘用车用燃料电池系统耐久性试验方法》完成团体标准立项，项目计划号为CEEIA2024145。（二）主要工作过程2024年7月，与燃料电池系统、燃料电池乘用车等相关企业、协会等进行了沟通交流，对相关路谱采集方案、工况转化步骤、试验要求、试验方法进行了收集。2024年10月，召开团标草案研讨会，确定了团标草案基本框架、试验方法等。2024年11月，提交团标立项申请材料，根据评审专家意见，对标准草案标题、术语定义等进行了修改。2025年1月，标准起草工作组在宁波召开了标准启动会和讨论会，来自国氢科技、中国汽研、中国一汽、德燃动力、捷氢科技、武汉理工大学、北京交通大学等单位的10余名燃料电池领域专家及代表参加了本次会议，从燃料电池系统的耐久测试流程、带载振动试验方法、可靠性评价方法等多角度对标准内容进行了探讨。2025年2月，标准起草工作组在重庆召开了标准启动会和讨论会，来自国氢科技、中国一汽、国鸿氢能、深蓝汽车、东方氢能、大连锅检、德燃动力、氢沄科技、未势能源、重庆工职院、瑞氢动力、宁波拜特、中南大学、徐工智能、长安大学、长城汽车、陕西氢能、苏州元章等20余家氢能零部件及整车企业、检测机构、高校的专家及代表参加了本次会议。根据与会专家意见对标准草案规定的试验方法、故障分类和数据处理进行了进一步修改完善，形成征求意见稿。主要起草单位本标准在研究制定工作过程中，与燃料电池行业专家进行了多次研讨并开展了广泛的调研工作和大量的试验验证工作，得到了相关燃料电池系统及整车生产企业的支持，取得了大量具有建设性的意见、建议和数据，保证本标准的制定质量。主要起草单位有：国家电投集团氢能科技发展有限公司、中国汽车工程研究院股份有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、中国第一汽车集团有限公司、深蓝汽车科技有限公司、国鸿氢能科技（嘉兴）股份有限公司、东方电气（成都）氢能科技有限公司、大连锅炉压力容器检验检测研究院有限公司、德燃（浙江）动力科技有限公司、北京氢沄新能源科技有限公司、安徽瑞氢动力科技有限公司、上海徐工智能科技有限公司、长城汽车股份有限公司、未势能源科技有限公司、宁波拜特测控技术有限公司、陕西氢能检验检测有限公司、苏州元章新能源科技有限公司、上海捷氢科技股份有限公司、长安大学、中南大学、重庆工业职业技术学院、武汉理工大学、北京交通大学。主要起草人序号姓名单位1陈平国家电投集团氢能科技发展有限公司2李从心国家电投集团氢能科技发展有限公司3熊庆辉国家电投集团氢能科技发展有限公司4毛占鑫中国汽车工程研究院股份有限公司5付娜中国汽车工程研究院股份有限公司6邢晓慧中国汽车工程研究院股份有限公司7张勋中国汽车工程研究院股份有限公司8张亮机械工业北京电工技术经济研究所9刁力鹏机械工业北京电工技术经济研究所10郭冬来中国第一汽车集团有限公司11马秋玉中国第一汽车集团有限公司12游义富深蓝汽车科技有限公司13李如菊深蓝汽车科技有限公司14何锋国鸿氢能科技（嘉兴）股份有限公司15刘彦萍东方电气（成都）氢能科技有限公司16姜玉轩大连锅炉压力容器检验检测研究院有限公司17詹剑德燃（浙江）动力科技有限公司18张晓杰德燃（浙江）动力科技有限公司19吴维北京氢沄新能源科技有限公司20刘秀会北京氢沄新能源科技有限公司21潘陈兵安徽瑞氢动力科技有限公司22尹明光安徽瑞氢动力科技有限公司23王佳上海徐工智能科技有限公司24薛琼上海徐工智能科技有限公司25郭帅长城汽车股份有限公司26田俊龙未势能源科技有限公司27文海霞宁波拜特测控技术有限公司28高建平陕西氢能检验检测有限公司29朴世文苏州元章新能源科技有限公司30石伟玉上海捷氢科技股份有限公司31史培龙长安大学32高帷韬中南大学33张杨重庆工业职业技术学院34余小草重庆工业职业技术学院35王雅东武汉理工大学36岳美玲北京交通大学37张欣北京交通大学三、标准编制原则和主要内容（如技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等）的论据，解决的主要问题（一）编制原则在充分总结和比较了国内外燃料电池系统测试方法标准和文献，调研了国内系统厂家对燃料电池零部件相关测试方法的基础上，参考了GB/T24554燃料电池发动机性能试验方法、GB/Z44116-2024燃料电池发动机及关键部件耐久性试验方法等标准中的相关内容。并且在标准撰写的过程中严格遵守以下原则：通用性原则：本标准提出的测试方法充分考虑行业内燃料电池系统使用情况，重整了国标/行标/地标的评价指标，制定的测试要求及方法具有代表性和合理性，通用性高。规范性原则：本标准根据《中华人民共和国标准法》、GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》、T/CAQP015《“领跑者”标准编制通则》进行编制。指导性原则：现有国家标准中，没有针对乘用车用燃料电池系统的耐久