GB/T 26990—2023《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》标准分析

孙田 兰昊 郝冬 陈光 杨沄芃

摘 要：近年来随着燃料电池电动汽车技术不断升级，与35 MPa车载氢系统相比，公称压力为70 MPa的车载氢系统具有储氢体积密度大可提高整车续驶里程的优点，在乘用车上得到广泛应用。而在GB/T 26990—2011《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》及GB/T 29126—2012《燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法》中仅适用于公称工作压力不超过35 MPa的车载氢系统，而且该版标准已实施十余年，已不能完全适应现阶段燃料电池电动汽车车载氢系统技术现状，因此2023年11月，我国发布了GB/T 26990—2023《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》，该标准修改和增加了部分技术内容以适应当前燃料电池电动汽车行业发展水平。本文将阐述GB/T 26990—2023的主要技术内容及其与上一版标准的异同，并对新标准中相关技术内容和测试方法进行解析，供行业内企业参考。

关键词：燃料电池电动汽车，车载氢系统，标准

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.05.030

0 引 言

近年来，随着国家对氢能及燃料电池产业持续发展，燃料电池电动汽车（Fuel Cell ElectricVehicles，FCVs）技术得到快速发展。为提高燃料电池电动汽车续驶里程，70 MPa车载氢系统已在乘用车领域广泛应用且已有部分企业、研究机构也开始着手70 MPa车载氢系统在商用车领域应用方案的设计开发。车载氢系统的可靠性与安全性是燃料电池电动汽车的大规模应用的基础条件之一，然而我国于十余年前发布的GB/ T 26990—2011《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》[1]和GB/ T 29126—2012《燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法》[2]（以下简称旧版标准）中仅适用于工作压力不超过35 MPa的车载氢系统，虽然GB/ T 26990—2011与GB/ T 29126—2012后续发布了修改单，将适用工作压力由不超过35 MPa修改为不超过70 MPa，但经过多年技术发展该版的标准已无法适用于现阶段燃料电池电动汽车的技术现状。因此，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织多家机构修订形成了GB/T 26990—2023《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》[3]（以下简称2023版标准），该标准替代了GB/T 26990—2011及GB/T 29126—2012，修改和增加了部分车载氢系统技术要求和试验方法，可以满足现阶段燃料电池电动汽车技术发展趋势。本文将重点分析2023版标准中的主要技术内容，并将其与旧版标准进行对比分析。

1 标准主要技术内容

2023版标准共分为7章，规定了燃料电池汽车车载氢系统技术条件与试验方法，其内容主要包括：范围，规范性引用文件，术语和定义，测量参数、单位、准确度和分辨率，要求，试验条件，试验方法，本文对标准关键性技术内容进行介绍与分析。

1.1 要求

燃料电池汽车车载氢系统技术要求中，主要是围绕车载氢系统外观标志、安全要求等提出了相关技术要求，主要包括一般要求、安装强度要求、气密性要求、环境适应性要求四部分。

1.1.1 一般要求

车载氢系统在结构设计方面需要考虑合理性和安全性因素，为车载氢系统安全运行和后期保养、维修提供基础性保障。一般要求中，主要是对以下9个方面进行规定，见表1。

1.1.2 安装强度要求

燃料电池汽车在行驶过程中如果遇到紧急刹车、路面冲击或碰撞等特殊情况，车载氢系统会受到一定冲击载荷，因此在安装强度要求中要求储氢气瓶（组）需按照2.3.2中试验要求进行冲击和静推试验，保证冲击试验完成后储氢气瓶（组）应固定在固定座上，紧固部件未出现变形、断裂、松动现象，静推试验后储氢气瓶与固定座最大相对位移不得超过13 mm，以保证车载氢系统受到冲击和静力作用下的安全可靠性。

1.1.3 气密性要求

车载氢系统为高压氢气的储存和传输装置，因此其气密性是保障燃料电池汽车安全的基础条件。气密性要求中，瓶体、瓶阀、管路和各连接处应该保证密封良好，按照2.3.3中气密性试验方法进行气密性测试用检漏液测试时各阶段各检测点3 min应无气泡产生，用气体检测仪测试时各阶段各连接点的泄漏率应不大于1×10-4 mbarL/s。

1.1.4 环境适应性要求

当燃料电池汽车在运行过程中，会受到在高温、低温、湿热、盐雾、振动等极端环境的影响和作用，因此车载氢系统需具备一定的环境适应能力保证燃料电池汽车性能及寿命。在环境适应性要求中，对于车载氢系统提出了高低温、盐雾、湿热和振动四种环境适应性要求，具体要求见表2。

1.2 试验条件

为避免环境因素导致试验结果偏差，在GB/ T26990—2023中，对试验条件进行了规定，要求大气压力应不低于91 kPa，温度在5～35℃之间，相对湿度小于95%。风速方面要求，在试验场地距离地面1.2 m高处测量风速时平均风速应小于3 m/s，阵风小于5 m/s。同时规定试验气体为清洁的干燥氢气或10%以上的氦气与氮气的混合气。

1.3 试验方法

1.3.1 主关断阀试验方法

进行主关断阀试验时，将主关断阀下游管路与压力检测装置和截止阀连接，向气瓶（组）中充装干燥空气或氮气至车载氢系统公称工作压力。通电并关闭截止閥，压力示数升高，则主关断阀正常开启；断电并打开截止阀，压力示数下降一段时间保持稳定则主关断阀正常，共循环3次。

1.3.2 安装强度试验方法

根据车载氢系统在实车上的安装方式将样品固定在试验台，还原实际使用场景不应有加固措施。试验过程中，向气瓶（组）中充装干燥空气或氮气至额定充装重量，也可以采用气瓶重量加额定充装重量的试验工装代替，但工装气瓶外径应与储氢气瓶相同，保证施力时不变形。气瓶安装强度试验分为动态试验和静态试验两部分。

动态试验中，要求对试验对象施加半正弦冲击波，并至少保持30 ms，相关要求见表3。

静态试验中，要求调整施力机构，施力点通过任一储氢气瓶重心，施力点方向分别为汽车前进方向、汽车左右任一方向、垂直固定底座向上方向，施力大小为储氢气瓶充满后质量的8倍，对施力对象施力，到达设定之后，自动停止施力，并能够实时记录力和位移数据，绘制“力-位移”的关系曲线。

1.3.3 气密性试验方法

在进行气密性试验前，应通过加氢口对车载氢系统内气体进行置换，保证置换后车载氢系统内气体中氧气体积浓度不超过0.5%。

测试时，针对35 MPa和70 MPa两种车载氢系统按标准中的规定步骤分别加压至公称压力1.25倍，在每个压力点用检漏液或氦检仪进行检漏。加压至1.25倍公称压力后，保压5 min，观察各部件有无损坏。

1.3.4 环境适应性试验方法

环境适应性试验中包含高低温试验、盐雾试验、湿热试验和振动试验四个部分，要求被测车载氢系统需加注气体至公称工作压力并按上述顺序进行试验，每次试验结束后需按照1.3.3中规定方法进行气密性测试。

低温试验中，将被测系统静置在-40℃试验环境12 h以上，然后环境温度升至25℃再静置12 h以上，重复以上过程三次；高温试验中，将被测系统静置在60℃试验环境12 h以上，然后环境温度降至25℃再静置12 h以上，重复以上过程三次。

湿热试验参考GB/T 2423.4的测试条件进行试验，其中最高温度是60℃±3℃，共循环5次。试验结束后在试验环境温度下静置观察2 h以上。

振动试验中，将试验对象安装固定在振动台上，对每个方向分别施加随机和定频振动载荷，标准中建议加载顺序为z轴随机、z轴定频、y轴随机、y轴定频、x轴随机、x轴定频。标准中对不同车辆上的车载氢系统振动参数进行区分，分为装载在M1、N1类车辆上的车载氢系统和装载在除M1、N1类以外的车辆上的车载氢系统两种。

盐雾试验按照GB/T 2423.17的测试条件进行试验，盐溶液采用氯化钠（化学纯、分析纯）和蒸馏水或去离子水配制的5%±1%（质量分数）溶液。在35℃±2℃下pH值在6.5～7.2之间。一个循环持续24h，在35℃±2℃下对试验对象喷雾8 h，然后静置16h，共进行6个循环。

2 与2011版标准的比较

相较于2011版标准，2023版标准显著的特征是增加了部分试验方法，并且对部分定义和试验内容进行了修改。此外2023版标准在技术内容上也有诸多的调整。相较于2011版标准，2023版标准中新增或删减的内容如表4所示。

2023版标准除上述新增的内容外，在一些技术条件及试验要求上存在一些变动，这些内容的对比分析如表5所示。

3 结 语

通过对GB/T 26990—2023《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》标准的主要内容进行分析，并将其与GB/T 26990—2011《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》和GB/T 29126—2012《燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法》标准进行比较，阐释了2023版标准中主要技术要求的变动情况。本文的分析有助于相关企业及技术人员较好理解2023版标准中变动，有利于推动燃料电池汽车车载氢系统技术快速发展。

参考文献

[1] 燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件：GB/T 26990—2011[S].

[2] 燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法：GB/T 29126—2012[S].

[3] 燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件：GB/T 26990—2023[S].

作者簡介

孙田，硕士研究生，工程师，主要研究方向为燃料电池系统及车载氢系统测试与评价技术。

郝冬，通信作者，博士，高级工程师，GB/T 26990-2023主要起草人之一，主要研究方向为燃料电池及关键部件测试评价方法。

（责任编辑：袁文静）