孫田 王培中 郝冬 蘭昊 陳光

摘 要：近年來(lái)國(guó)內(nèi)燃料電池電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)作為燃料電池汽車的動(dòng)力核心，其關(guān)鍵部件研發(fā)及系統(tǒng)集成技術(shù)隨之不斷更新，原有燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試評(píng)價(jià)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)亟需升級(jí)完善。因此，為適應(yīng)新的技術(shù)現(xiàn)狀，我國(guó)于2022年12月發(fā)布了GB/T 24554-2022《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)。老版GB/T 24554-2009《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法》已實(shí)施十余年，此次GB/T 24554-2022的發(fā)布實(shí)施，對(duì)于完善燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試評(píng)價(jià)方法，促進(jìn)燃料電池產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。本文主要闡述GB/T 24554-2022中主要技術(shù)內(nèi)容及其與2009版標(biāo)準(zhǔn)的異同。

關(guān)鍵詞：燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)，試驗(yàn)方法，標(biāo)準(zhǔn)

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.07.025

基金項(xiàng)目：本文受國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“車載儲(chǔ)能系統(tǒng)安全評(píng)估技術(shù)與裝備”（項(xiàng)目編號(hào)：2021YFB2501500）資助。

Analysis of GB/T 24554-2022， Performance Test Methods For Fuel Cell System

SUN Tian1，2 WANG Peizhong1，2 HAO Dong1，2 LAN Hao2 CHEN Guang1，2

〔1. CATARC New Energy Automotive Test Center （Tianjin） Co.， Ltd.； 2. China Automotive Technology and Research Center Co.， Ltd.〕

Abstract： In recent years， the domestic fuel cell electric vehicle industry has developed rapidly. As the power core of the fuel cell vehicle， the key component research and development and system integration technologies of the fuel cell engine have been constantly updated. The previous standards related to the test and evaluation of the fuel cell engine need to be revised and upgraded. In order to adapt to the new technical situation， China issued the national standard GB/T 24554-2022， Performance test methods for fuel cell system in December 2022. The old version of GB/T 24554-2009 has been implemented for more than ten years. The release and implementation of GB/T 24554-2022 is of great signifi cance for improving the test and evaluation methods for fuel cell engines and promoting the sustainable and healthy development of the fuel cell industry. This paper mainly describes main technical contents of GB/T 24554-2022 and the similarities and differences with the 2009 version.

Keywords： fuel cell engine， test method， standard

0 引 言

近年來(lái)，我國(guó)高度重視氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?！稓淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》《“十四五”全國(guó)清潔生產(chǎn)推行方案》《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案的通知》等政策規(guī)劃中都明確指出，加速推進(jìn)氫能及燃料電池技術(shù)在不同行業(yè)的研究與規(guī)?；瘧?yīng)用。隨著燃料電池電動(dòng)汽車示范運(yùn)行政策實(shí)施，多款燃料電池電動(dòng)汽車大規(guī)模投入運(yùn)營(yíng)，國(guó)內(nèi)燃料電池電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，推動(dòng)燃料電池相關(guān)部件到整車的全產(chǎn)業(yè)鏈綜合研發(fā)及測(cè)試評(píng)價(jià)能力建設(shè)。

燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)作為燃料電池電動(dòng)汽車的動(dòng)力核心，由燃料電池堆、空壓機(jī)、氫泵、水泵、PTC等輔件組成，其工作特性直接影響燃料電池電動(dòng)汽車性能。因此，針對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能的試驗(yàn)方法，我國(guó)于2009年10月30日發(fā)布了GB/T 24554-2009《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法》[1]標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱2009版標(biāo)準(zhǔn)）。2009版標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的常規(guī)性能試驗(yàn)方法，為推動(dòng)燃料電池行業(yè)發(fā)展起到了重要作用。而伴隨產(chǎn)業(yè)技術(shù)飛速發(fā)展，該標(biāo)準(zhǔn)已無(wú)法滿足現(xiàn)階段行業(yè)發(fā)展需求。因此，全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)電動(dòng)車輛分技術(shù)委員會(huì)組織行業(yè)機(jī)構(gòu)和企業(yè)對(duì)2009版標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂。2022年12月30日，GB/T 24554-2022《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)[2]（以下簡(jiǎn)稱2020版標(biāo)準(zhǔn)）正式發(fā)布。本文將重點(diǎn)分析2022版標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容，并將其與2009版標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析。

1 標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容

2022版標(biāo)準(zhǔn)共分為8章，規(guī)定了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法，其內(nèi)容主要包括：范圍，規(guī)范性引用，術(shù)語(yǔ)和定義，測(cè)量參數(shù)、單位和準(zhǔn)確度，試驗(yàn)條件，一般試驗(yàn)要求，預(yù)處理方法，試驗(yàn)方法。本文對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵性技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行介紹與分析。

1.1 起動(dòng)特性試驗(yàn)

起動(dòng)特性試驗(yàn)，主要是基于燃料電池汽車在不同狀態(tài)、不同環(huán)境的起動(dòng)場(chǎng)景來(lái)考量燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性。起動(dòng)特性試驗(yàn)主要分為常溫起動(dòng)特性試驗(yàn)和低溫起動(dòng)特性試驗(yàn)。

1.1.1 常溫起動(dòng)特性試驗(yàn)

本部分規(guī)定在常溫環(huán)境（23℃±5℃）中，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)分別進(jìn)行由冷機(jī)狀態(tài)起動(dòng)至怠速狀態(tài)（或燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)最低功率點(diǎn)）、由冷機(jī)狀態(tài)起動(dòng)至額定狀態(tài)、由熱機(jī)狀態(tài)起動(dòng)至怠速狀態(tài)（或燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)最低功率點(diǎn)）、由熱機(jī)狀態(tài)起動(dòng)至額定狀態(tài)四次起動(dòng)，起動(dòng)后要在相應(yīng)工況點(diǎn)持續(xù)運(yùn)行10 min，則認(rèn)定起動(dòng)成功。該過(guò)程中需要記錄起動(dòng)時(shí)間、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)電壓等數(shù)據(jù)。其中熱起動(dòng)中，要求熱機(jī)結(jié)束后（即燃料電池堆出水口溫度達(dá)到制造廠商規(guī)定溫度值），停機(jī)10 s，然后再按照制造商規(guī)定的操作步驟起動(dòng)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)。

1.1.2 低溫起動(dòng)特性試驗(yàn)

低溫環(huán)境溫度可由制造廠商自行決定。但該溫度必須低于0 ℃，且在低溫浸機(jī)和起動(dòng)過(guò)程中溫度波動(dòng)不得超過(guò)設(shè)定值的±1 ℃。該部分規(guī)定燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫環(huán)境中，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)浸機(jī)12 h以上后，分別進(jìn)行起動(dòng)至怠速（或燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)最低功率點(diǎn)）、起動(dòng)至額定兩次起動(dòng)試驗(yàn)。起動(dòng)至怠速（或燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)最低功率點(diǎn)）和額定狀態(tài)后燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)運(yùn)行10 min，則認(rèn)定起動(dòng)成功。

1.2 額定功率試驗(yàn)

額定功率試驗(yàn)，主要是結(jié)合燃料電池汽車在高速運(yùn)行下燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)大功率持續(xù)運(yùn)行的需求考量燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)大功率穩(wěn)定運(yùn)行能力。額定功率試驗(yàn)部分，要求燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在完成熱機(jī)后，在怠速點(diǎn)（或燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)最低功率點(diǎn)）運(yùn)行10 s后按照規(guī)定方式（加載方式見(jiàn)圖1）加載至額定功率且持續(xù)運(yùn)行63 min，且以有效測(cè)量時(shí)長(zhǎng)60 min運(yùn)行功率的平均值作為燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率的測(cè)量值，額定功率標(biāo)稱值則為額定功率測(cè)量值的整數(shù)部分，同時(shí)要求燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在有效測(cè)量時(shí)長(zhǎng)中的輸出功率應(yīng)始終處于60 min平均功率的97%～103%之間。

1.3 峰值功率試驗(yàn)

峰值試驗(yàn)是考慮燃料電池汽車在急加速或高速運(yùn)行過(guò)程中需要燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)提供極限功率的實(shí)際使用場(chǎng)景。峰值功率試驗(yàn)部分，要求燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在完成熱機(jī)后，在怠速點(diǎn)（或燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)最低功率點(diǎn)）運(yùn)行10 s后按照規(guī)定加載方式加載至額定功率且持續(xù)運(yùn)行10 min，然后按照規(guī)定的加載方式加載至所設(shè)定的峰值功率并在該功率點(diǎn)持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，時(shí)間長(zhǎng)度由制造廠商自行規(guī)定，到達(dá)設(shè)定時(shí)間后按照制造廠商規(guī)定的卸載方式進(jìn)行卸載。

1.4 動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性試驗(yàn)

動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試中，為評(píng)價(jià)燃料電池汽車在加速或制動(dòng)過(guò)程燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)加載和降載特性。試驗(yàn)分為加載動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)和卸載動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)兩部分。

1.4.1 加載動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)

加載動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)部分，要求燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在完成熱機(jī)后，在怠速點(diǎn)（或燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)最低功率點(diǎn)）運(yùn)行10 s后按照規(guī)定加載方式加載至動(dòng)態(tài)響應(yīng)的起始功率點(diǎn)且在該點(diǎn)至少穩(wěn)定運(yùn)行1 min，測(cè)試平臺(tái)向燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)送動(dòng)態(tài)階躍指令，測(cè)試平臺(tái)按照規(guī)定方式加載直至到達(dá)動(dòng)態(tài)階躍的截止點(diǎn)，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在該點(diǎn)持續(xù)運(yùn)行至少10 min。推薦取怠速（或燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)最低功率點(diǎn)）狀態(tài)～90%PE（燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率）的響應(yīng)時(shí)間作為評(píng)價(jià)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的加載動(dòng)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)。

1.4.2 卸載動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)

卸載動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)部分，要求燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在完成熱機(jī)后，在怠速點(diǎn)（或燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)最低功率點(diǎn)）運(yùn)行10 s后按照規(guī)定加載方式加載至動(dòng)態(tài)響應(yīng)的起始功率點(diǎn)且在該點(diǎn)至少穩(wěn)定運(yùn)行1 min，測(cè)試平臺(tái)向燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)送動(dòng)態(tài)階躍指令，測(cè)試平臺(tái)按照規(guī)定方式卸載直至到達(dá)動(dòng)態(tài)階躍的截止點(diǎn)，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在該點(diǎn)持續(xù)運(yùn)行至少10 min。推薦取90%PE～怠速（或燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)最低功率點(diǎn)）狀態(tài)的響應(yīng)時(shí)間作為評(píng)價(jià)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的加載動(dòng)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)。

1.5 穩(wěn)態(tài)特性試驗(yàn)

穩(wěn)態(tài)特性試驗(yàn)是衡量燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)及其部件在不同工況點(diǎn)極化特性、輸出特性、經(jīng)濟(jì)特性的主要方法。穩(wěn)態(tài)特性試驗(yàn)部分，要求燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在其工作范圍內(nèi)選擇的工況點(diǎn)分別是怠速（或燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)最低功率點(diǎn)）、10%PE、20%PE、30%PE、40%PE、50%PE、60%PE、70%PE、80%PE、90%PE。在完成熱機(jī)后，回到怠速（或燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)最低功率點(diǎn)）運(yùn)行10 s后按照規(guī)定加載方式加載至預(yù)先確定的工況點(diǎn)（按照從低到高順序加載），在每個(gè)工況點(diǎn)至少運(yùn)行3 min，且每個(gè)工況點(diǎn)分析數(shù)據(jù)的時(shí)間長(zhǎng)度不得少于2 min。本試驗(yàn)項(xiàng)目中數(shù)據(jù)處理結(jié)果包括額定功率點(diǎn)和峰值功率點(diǎn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用2.2和2.3中介紹的試驗(yàn)結(jié)果，不需重復(fù)進(jìn)行。試驗(yàn)過(guò)程中要記錄燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)電壓及電流、氫氣消耗量、輔助系統(tǒng)電壓及電流，繼而可得到：燃料電池堆的極化特性曲線（V-I曲線）、燃料電池堆的功率曲線、燃料電池堆的效率曲線、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的功率曲線、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的效率曲線、輔助系統(tǒng)的功率曲線等。

1.6 高溫運(yùn)行試驗(yàn)

由于燃料電池工作過(guò)程中散熱量較大，因此在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)散熱系統(tǒng)可靠性具有較高要求。高溫運(yùn)行試驗(yàn)前，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)要在（45±2）℃的高溫環(huán)境中浸機(jī)2 h，同時(shí)需要注意的是在燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)高溫運(yùn)行試驗(yàn)中，用于燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器或者熱交換器應(yīng)置于環(huán)境艙中。燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在浸機(jī)完成后，按照測(cè)試平臺(tái)規(guī)定的方法加載至額定功率且持續(xù)運(yùn)行63min，要求燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在有效測(cè)量時(shí)長(zhǎng)中的輸出功率應(yīng)始終處于60min平均功率的95%～105%之間。

1.7 動(dòng)態(tài)平均效率特性試驗(yàn)

燃料電池汽車在運(yùn)行過(guò)程中，面對(duì)不同工況需要頻繁加減載。在動(dòng)態(tài)工況下燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)效率與穩(wěn)態(tài)工作時(shí)存在一定差異。動(dòng)態(tài)平均效率特性試驗(yàn)中，引用GB/T 34593—2017第5.2.2[3]中規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試。燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)后回到怠速點(diǎn)運(yùn)行10 s，然后按照表1工況運(yùn)行，運(yùn)行完成后按照制造商規(guī)定停機(jī)即可。試驗(yàn)需要進(jìn)行三次，試驗(yàn)結(jié)果求平均值。

1.8 燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)氣密性測(cè)試

燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)氣密性測(cè)試是衡量燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)安全性的重要手段之一。燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)氣密性測(cè)試中包括氫氣側(cè)保壓和氫空液三側(cè)保壓兩項(xiàng)測(cè)試。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定要在冷機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)氣密性測(cè)試。

氫氣側(cè)保壓測(cè)試中，關(guān)閉燃料電池堆的氫氣排氣端口，從氫氣進(jìn)氣端口充入氦氮混合氣體（氦氣濃度不低于10%），保壓 20 min，記錄壓力下降值。從氫氣進(jìn)氣端口充入氦氮混合氣體（氦氣濃度不低于10%）壓力設(shè)定值與燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)氫氣側(cè)工作壓力有關(guān)，二者關(guān)系見(jiàn)表2。

氫空液三側(cè)保壓測(cè)試中，關(guān)閉燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)氫氣排氣端口、空氣排氣端口、冷卻液出口，同時(shí)向氫氣流道、空氣流道、冷卻液流道加注氦氮混合氣體（氦氣濃度不低于10%），壓力均設(shè)定為正常工作壓力，壓力穩(wěn)定后關(guān)閉進(jìn)氣閥門(mén)，保壓20 min，記錄壓力下降值。

1.9 絕緣電阻測(cè)試

由于燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中輸出高壓功率，因此絕緣電阻特性是評(píng)價(jià)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)電安全的重要方法之一。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，要在所有性能測(cè)試項(xiàng)目完成后方可進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試。燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷機(jī)狀態(tài)，用兆歐表分別測(cè)量燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)正對(duì)地和負(fù)對(duì)地的絕緣電阻值，其中兆歐表量程根據(jù)燃料電池堆工作電壓選擇，若燃料電池堆工作電壓最大值低于250 V，兆歐表選用500 V量程，若工作電壓最大值大于250 V且低于1000 V，兆歐表選用1000 V量程。

如果燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)輔助系統(tǒng)中工作電壓以GB 18384《電動(dòng)汽車安全要求》[4]中規(guī)定的B級(jí)電壓運(yùn)行（即最大工作電壓高于60 V且不高于1500 V）時(shí)，也需要單獨(dú)測(cè)量絕緣電阻值，其中兆歐表的量程選擇同燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)一致?？蓪⑷剂想姵匕l(fā)動(dòng)機(jī)和所有B級(jí)電壓部件的絕緣阻值并聯(lián)值作為燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的絕緣值。

1.10 質(zhì)量及功率密度測(cè)試

質(zhì)量及功率密度測(cè)試中主要包含燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量及質(zhì)量功率密度和燃料電池堆體積功率密度兩項(xiàng)測(cè)試。

1.10.1 燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量及質(zhì)量功率密度測(cè)試

燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量測(cè)試要求對(duì)燃料電池模塊、空氣供應(yīng)系統(tǒng)、氫氣供應(yīng)系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)控制系統(tǒng)及其他部件進(jìn)行稱重。稱重部分的原則為結(jié)構(gòu)完整、能夠?qū)崿F(xiàn)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的基本性能且與裝車狀態(tài)一致，連接高壓氫氣源及散熱器后即可正常工作。

1.10.2 燃料電池堆體積功率密度測(cè)試

燃料電池堆體積功率密度測(cè)試，要求測(cè)量電堆的體積，即分別量取兩個(gè)端板之間寬度、雙極板外廓長(zhǎng)度及高度，計(jì)算電堆外輪廓體積減掉空白區(qū)域體積即為電堆體積，然后以燃料電池堆額定功率實(shí)測(cè)值計(jì)算燃料電池堆體積功率密度（單位為kW/L）。

2 與2009版標(biāo)準(zhǔn)的比較

2.1 新增或變動(dòng)內(nèi)容分析

相較于2009版標(biāo)準(zhǔn)，2022版標(biāo)準(zhǔn)更著重燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能的測(cè)試，貼近燃料電池電動(dòng)汽車整車中對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的基本性能需求。2022版標(biāo)準(zhǔn)中新增或刪減的內(nèi)容如表3所示。

（1）對(duì)于功率加載誤差，2009版標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有明確說(shuō)明，2022版標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)一步規(guī)范了測(cè)試方法，增加了加載功率實(shí)際值與加載功率設(shè)定值不得高于3%（不足1 kW的取1 kW）的誤差的要求。

（2）對(duì)于起動(dòng)特性，2009版標(biāo)準(zhǔn)中只考慮了常溫環(huán)境下燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在冷熱機(jī)狀態(tài)起動(dòng)至怠速狀態(tài)測(cè)試，未考慮在實(shí)際情況常溫環(huán)境下燃料電池電動(dòng)汽車中起動(dòng)后大功率拉載及低溫環(huán)境下燃料電池汽車起動(dòng)的實(shí)際使用場(chǎng)景。因此2022版標(biāo)準(zhǔn)中增加了常溫環(huán)境下額定功率冷起動(dòng)和熱啟動(dòng)測(cè)試、低溫環(huán)境冷起動(dòng)試驗(yàn)。2009版標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有常溫額定功率冷熱機(jī)起動(dòng)和低溫冷起動(dòng)測(cè)試內(nèi)容。

（3）對(duì)于動(dòng)態(tài)平均效率特性試驗(yàn)，2009版標(biāo)準(zhǔn)未有相關(guān)性能的試驗(yàn)方法，而2022版標(biāo)準(zhǔn)考慮到對(duì)動(dòng)態(tài)循環(huán)工況下燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)氫氣經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的考核，增加了動(dòng)態(tài)平均效率特性試驗(yàn)。

（4）對(duì)于高溫運(yùn)行試驗(yàn)，2009版標(biāo)準(zhǔn)未有相關(guān)性能的試驗(yàn)方法。而2022版標(biāo)準(zhǔn)，基于燃料電池電動(dòng)汽車在高溫環(huán)境下運(yùn)行的實(shí)際需求，增加了高溫運(yùn)行試驗(yàn)，考核燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在高溫條件下運(yùn)行的可靠性。

（5）對(duì)于燃料電池堆體積質(zhì)量功率密度測(cè)試，2009版標(biāo)準(zhǔn)未有相關(guān)測(cè)試方法介紹，且目前行業(yè)內(nèi)對(duì)燃料電池堆體積測(cè)量方法不一致。2022版標(biāo)準(zhǔn)提出了燃料電池堆體積及體積功率密度測(cè)試方法，統(tǒng)一了測(cè)試方法，保障了評(píng)價(jià)的一致性。

（6）對(duì)于輔助系統(tǒng)功率規(guī)定，2009版標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有明確規(guī)定，由于燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)中散熱方案存在散熱器風(fēng)扇、板換等多種冷卻方案，且進(jìn)行燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)時(shí)散熱器風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)與在整車中差異較大，因此將散熱器功率作為輔助系統(tǒng)功率會(huì)引起較大爭(zhēng)議。2022版標(biāo)準(zhǔn)明確說(shuō)明輔助系統(tǒng)功率包括空壓機(jī)、水泵、氫循環(huán)泵、控制器等部件消耗的功率，散熱器風(fēng)扇的功率不計(jì)入輔助系統(tǒng)功率內(nèi)。

（7）對(duì)于額定功率試驗(yàn)，2009版標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)完成熱機(jī)后按照測(cè)試平臺(tái)規(guī)定方法加載到額定功率點(diǎn)運(yùn)行60 min，沒(méi)有實(shí)際輸出功率波動(dòng)范圍要求，而2022版標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)加載到額定功率點(diǎn)運(yùn)行63 min，取后60 min為有效測(cè)試時(shí)長(zhǎng)，要求波動(dòng)不得超過(guò)60 min燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率平均值±3%的范圍。

（8）對(duì)于燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)氣密性測(cè)試，2009版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定氫氣側(cè)保壓壓力設(shè)定值為50 kPa，而對(duì)于部分低壓燃料電池堆無(wú)法承受50 kPa的壓力，因此2022版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定氫氣側(cè)保壓壓力設(shè)定值可根據(jù)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)氫氣側(cè)實(shí)際工作壓力選擇。

（9）對(duì)于絕緣電阻測(cè)試，2009版標(biāo)準(zhǔn)要求是在熱機(jī)且轉(zhuǎn)水泵的狀態(tài)下測(cè)量，而且沒(méi)有規(guī)定兆歐表的量程。水泵運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下測(cè)試絕緣電阻非常危險(xiǎn)，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在不同兆歐表量程下測(cè)試絕緣電阻數(shù)值會(huì)存在一定差異，因此在2022版標(biāo)準(zhǔn)中取消了水泵運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，而且規(guī)定了兆歐表量程根據(jù)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)最大工作電壓選擇，同時(shí)還要求如果輔助系統(tǒng)部件以B級(jí)電壓運(yùn)行時(shí)要將燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)和所有檢測(cè)B級(jí)電壓部件的絕緣阻值的并聯(lián)阻值作為燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)絕緣值，以系統(tǒng)層級(jí)更加客觀科學(xué)地反應(yīng)絕緣阻值。

（10）對(duì)于功率密度測(cè)試，2009版標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于稱重范圍規(guī)定較為籠統(tǒng)，2022版標(biāo)準(zhǔn)則對(duì)稱重范圍及邊界條件有了明確的說(shuō)明。而且在2022版標(biāo)準(zhǔn)中，增加了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量功率密度、電堆體積功率密度的測(cè)試項(xiàng)目，彌補(bǔ)了現(xiàn)階段對(duì)于功率密度測(cè)試評(píng)價(jià)方法不統(tǒng)一的行業(yè)空白。

（11）對(duì)于測(cè)試順序，2009版標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有相關(guān)推薦及規(guī)定。2022版標(biāo)準(zhǔn)則推薦測(cè)試項(xiàng)目的順序，并明確要求絕緣電阻測(cè)試放在所有性能測(cè)試項(xiàng)目結(jié)束后進(jìn)行。

2.2 刪除內(nèi)容分析

相較于2009版標(biāo)準(zhǔn)，2022版標(biāo)準(zhǔn)更加全面地關(guān)注燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能和環(huán)境適應(yīng)性。2009版標(biāo)準(zhǔn)中的緊急停機(jī)測(cè)試因不符合行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，故在2022版標(biāo)準(zhǔn)中已被刪除。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)GB/T 24554-2022《 燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容進(jìn)行分析，并將其與GB/T 24554-2009《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，闡釋了2022版標(biāo)準(zhǔn)中主要技術(shù)要求的變動(dòng)情況。本文的分析有助于相關(guān)企業(yè)及技術(shù)人員較好理解2022版標(biāo)準(zhǔn)中變動(dòng)，有利于推動(dòng)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法：GB/T 24554-2009[S].

[2]燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法：GB/T 24549-2022[S].

[3]燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)氫氣排放測(cè)試方法：GB/T 34593-2017[S].

[4]電動(dòng)汽車安全要求：GB 18384-2020[S].

作者簡(jiǎn)介

孫田，碩士研究生，工程師，主要研究方向?yàn)槿剂想姵叵到y(tǒng)測(cè)試及應(yīng)用。

（責(zé)任編輯：袁文靜）