燃料电池发动机用氢气循环泵

目录

前言..............................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................2

4设备和仪器要求.....................................................................4

5工作模式...........................................................................4

5.1工作模式1......................................................................4

5.2工作模式2......................................................................5

6技术要求...........................................................................5

6.1一般性项目.....................................................................5

6.2工作特性与机械特性.............................................................5

6.3电气特性.......................................................................6

6.4环境适应性.....................................................................7

6.5安全与法规.....................................................................9

6.6耐久性.........................................................................9

7试验方法..........................................................................10

7.1试验条件......................................................................10

7.2工作特性与机械特性............................................................11

7.3电气特性......................................................................15

7.4环境适应性....................................................................16

7.5禁用物质......................................................................18

7.6耐久性........................................................................18

8检验..............................................................................21

8.1检验项目......................................................................21

8.2型式检验......................................................................22

8.3出厂检验......................................................................22

8.4抽查检验......................................................................22

9标志、包装、运输和储存............................................................22

9.1标志..........................................................................22

9.2包装..........................................................................23

9.3运输..........................................................................23

9.4储存..........................................................................23

附录A（资料性）氢循环泵工作特性图示例............................................24

附录B（规范性）计算公式..........................................................25

附录C（资料性）记录表格..........................................................26

I

前言

本文件按照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》的规则

起草。

本文件由全国汽车标准化技术委员会（SAC/TC114）提出并归口。

本文件主要起草单位：***

本文件主要起草人：***。

本文件为首次发布。

II

燃料电池发动机用氢气循环泵

1范围

本文件规定了燃料电池发动机用氢气循环泵（以下简称氢泵）的技术条件、试验方法等内容。

本文件适用于车用燃料电池发动机的罗茨式氢气循环泵，其他类型氢气循环泵可参照使用。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是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/T2408—2021塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法

GB3836.1—2021爆炸性环境第1部分设备通用要求

GB/T4208外壳防护等级（IP代码）

GB/T6908—2018锅炉用水和冷却水分析方法电导率的测定

GB/T13277.1—2008压缩气体第1部分：污染物净化等级

GB/T13277.4—2015压缩气体第4部分：固体颗粒测量方法

GB/T13277.5—2019压缩气体第5部分：油蒸气及有机溶剂测量方法GB/T18488.1-2015电动汽

车用驱动电机系统第1部分：技术条件

GB/T18488.2—2015电动汽车用驱动电机系统第2部分：试验方法

GB/T18655—2018车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法

GB/T19951道路车辆静电放电产生的电骚扰试验方法

GB/T20113电气绝缘结构（EIS）热分级

GB/T21437.2道路车辆电气/电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法第2部分：沿电源线

的电瞬态传导发射和抗扰性

GB/T21437.3道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰第3部分：除电源线外的导线通过容性和感

性耦合的电瞬态发射

GB/T28046.2—2019道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第2部分：电气负荷

GB/T28046.3—2011道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷

GB/T28046.4—2011道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷

GB/T30512—2014汽车禁用物质要求

GB/T31562—2015铸造机械清洁度测定方法

GB/T33014.2道路车辆电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法第2部分：电波暗室

法

GB/T33014.4道路车辆电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法第4部分：大电流注

入法

GB/T33014.8道路车辆电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法第8部分：磁场抗扰

法

GB50800—2012消声室和半消声室技术规范

JB/T12334—2015涡轮增压器噪声测试方法

1

3术语和定义

GB/T18488.1—2015界定的的及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

氢气循环泵hydrogenrecirculationblower

用于燃料电池发动机氢气循环的机械设备。

注：主要包含泵头、驱动电机、控制器、线束和安装支撑部分等。泵头和驱动电机一般为整体式设计，控制器可以

与泵头和驱动电机集成设计或分体设计。

3.2

泵头pump

将旋转机械能转换为压力能的机械装置。

3.3

驱动电机（以下简称电机）drivemotor

将电能转换成旋转机械能的电气装置。

注：燃料电池发动机用氢泵一般使用电机作为主要驱动装置，将电能转换成转子部件的旋转机械能。

3.4

控制器motorcontroller

控制动力电源（也可以是燃料电池发动机）与驱动电机之间进行能量传输的装置。由控制信号接口

电路、驱动电机控制电路和驱动电路组成。

3.5

总效率overallefficiency

将一定量的气体（可以是纯气体或混合气体）压缩到特定压力时的绝热压缩功率与控制器输入功率

之比，其包含了泵头绝热效率、机械效率、驱动电机效率和控制器效率。

3.6

泵头绝热效率pumpadiabaticefficiency

气体压缩后泵头进出口气体的绝热温升与实际温升之比。其物理意义为，气体压缩到一定的压比时

绝热压缩功率与实际压缩功率之比，表征泵头内部气体压缩过程与等熵过程的接近程度。

3.7

泵头容积效率pumpvolumetricefficiency

进气流量与理论流量之比，表征泵头在压缩气体时通过转子间隙和转子与壳体间隙等位置的内泄

漏程度。

3.8

最低稳态工况minimumpoint

由制造商规定的氢泵工作点，该工作点的转速为最低转速，流量和压比由制造商规定。

2

3.9

额定工况ratedpoint

由制造商规定的氢泵工作点，该工作点对应的流量、压比、转速分别为额定流量、额定压比和额定

转速。额定工况的进气压力和进气温度由制造商规定。

3.10

氢气循环泵转速HRBrotationalspeed

氢泵电机轴单位时间内的回转数，单位为r/min。

3.11

最高转速maximumrotationalspeed

产品技术文件规定的氢泵的最高工作转速。

3.12

标准环境状况standardambientconditions

大气压力p0：100kPa(750mmHg)；

环境温度T0：298K（25℃）；

[来源：GB/T23341.1—2018,3.7]

3.13

进气流量inletvolumetricflow

泵头在单位时间内实际能够输送的气体折算到进气状态后的体积流量，单位为L/min。

3.14

理论流量theoreticalvolumetricflow

对于容积式泵头，理论流量是指不考虑压缩和内泄漏等影响因素，泵头在单位时间内输送的气体折

算到进气状态的容积，单位为L/min。

3.15

进气温度inlettemperature

氢泵入口的气体温度，单位为K。

3.16

排气温度outlettemperature

氢泵出口的气体温度，单位为K。

3.17

进气压力inletpressure

氢泵入口的气体绝对压力，单位为kPa。

3.18

排气压力outletpressure

3

氢泵出口的气体绝对压力，单位为kPa。

3.19

压比pressureratio

氢泵排气压力（总压）与进气压力（总压）之比。

3.20

压升pressurerise

氢泵排气压力（总压）与进气压力（总压）之差，单位为kPa。

3.21

破冰启动icebreak

在外部环境低于0℃时，氢泵克服内部结冰时的启动。

注：氢泵工作时其入口的氢气通常含有大量水蒸气，当氢泵停机并冷却到低于0℃时，氢泵内部会产生结冰现象。

4设备和仪器要求

所有试验用的仪器设备精度应满足表1要求。

表1仪器设备精度表

仪器设备名称单位准确度备注

电压表V≤0.5%FSFS：满量程

电流表A≤0.5%FSFS：满量程

绝缘表MΩ±1.5%FSFS：满量程

压力传感器kPa±1—

温度传感器℃±0.5—

质量流量计kg/s≤1%

体积流量计L/min≤1%

噪声频谱分析仪dB（A）±1—

空气检漏仪ml/min≤1.5%

氦气检漏仪ml/min≤1.5%

转速测定仪r/min≤0.5%FSFS：满量程

相对湿度%±3

电导率仪μS/cm±0.01

重量kg±0.01kg

5工作模式

5.1工作模式1

氢泵不通电。

工作模式1.1：未连接到线束；

工作模式1.2：氢泵的固定方式、线束和管路连接应符合氢泵产品技术文件的规定。

4

5.2工作模式2

氢泵的所有电气连接完好，高压电源电压满足6.3.2的要求，低压电源电压满足6.3.5的要求。氢泵的

固定方式、线束和管路连接应符合氢泵产品技术文件的规定。

工作模式2.1：氢泵未被激活（如休眠模式）；

工作模式2.2：氢泵运行在最低稳态工况；

工作模式2.3：氢泵运行在额定工况。

6技术要求

6.1一般性项目

6.1.1外观

对产品外观进行目视检查，所有外观件表面不应有锈蚀、碰伤、划痕，涂覆层不应有剥落，紧固件

连接应牢固，引出线或接线端完整无损，颜色和标志正确，铭牌的字迹和内容应清楚无误。高压电警示

标识应符合产品技术文件规定。

6.1.2尺寸与重量

氢泵的尺寸和重量应符合产品技术文件规定。

6.2工作特性与机械特性

6.2.1氢泵性能

按照7.2.1的规定测试氢泵的性能。

氢泵的进气流量、压升、总效率、容积效率等应符合产品技术文件规定。按照7.2.1.2中i）的规定测

试氢泵在额定工况的性能，其额定转速和额定压升对应的进气流量偏差不超过±5%。

6.2.2破冰启动

按照7.2.2的规定测试氢泵的破冰启动能力。

氢泵破冰启动的的时间不应超过15s。

6.2.3动态响应

按照7.2.3的规定测试氢泵的动态响应。

氢泵的升载时间不应超过3s，降载时间不应超过2s。

6.2.4启动响应

按照7.2.4的规定测试氢泵的启动响应。

氢泵的启动和停机响应时间均不应超过1s。

6.2.5噪声

按照7.2.5的规定测试氢泵的整体噪声。

氢泵在额定工况点以及6.2.3规定的动态响应工况的最大噪声值均不应超过75dB（A）。氢泵在最低

稳态工况的最大噪声值不应超过70dB（A）。

5

6.2.6冷却水道流阻特性

对于氢泵中采用水冷的部分（可以是氢泵整体、泵头、电机或控制器），按照7.2.6分别测试冷却水

道流阻。

冷却水道的流阻应符合产品技术文件的规定，且同流量下的流阻偏差值不超过±10%。

6.2.7氢气路密封性

按照7.2.7测试氢气路的密封性。

氢气路的泄漏量不超过0.1mL/min。

6.2.8冷却水道密封性

对于氢泵中采用水冷的部分（可以是氢泵整体、泵头、电机或控制器），按照7.2.8分别测试冷却水

道的密封性。

冷却水道的泄漏量不超1mL/min。

6.2.9氢气路清洁度

按照7.2.9测试氢泵氢气路的清洁度。氢气路的清洁度应符合以下规定：

a）0~200μm的金属颗粒物不计数，总重量不超过40mg/m2；

b）不允许直径大于200μm的金属颗粒物；

c）非金属类纤维长度不超过1000μm。

6.2.10冷却水道清洁度

对于氢泵中采用水冷的部分（可以是氢泵整体、泵头、电机或控制器），按照7.2.9测试冷却水道清

洁度。冷却水道的清洁度应符合以下规定：

a）0~500μm的金属颗粒物不计数，总重量不超过40mg/m2；

b）不允许直径大于500μm的金属颗粒物；

c）非金属类纤维长度不超过1000μm。

6.2.11冷却水道电导率

对于氢泵中采用水冷的部分（可以是氢泵整体、泵头、电机或控制器），如果冷却水道与电堆共用

冷却水，则按照7.2.10测试冷却水道的电导率。

冷却水道在25℃时的电导率不超过10μS/cm。

6.2.12压缩气体纯度

按照7.2.11进行压缩气体纯度测试。

压缩气体的纯度应满足以下要求：

a）氢泵出口压缩气体的颗粒纯度应符合GB/T13277.1-2015中7.1等级1的规定；

b）氢泵出口压缩气体的含油等级应符合GB/T13277.1-2015中7.3等级0的规定；

6.3电气特性

6.3.1电机温升

按照7.3.1进行电机温升试验。

电机温升限值应符合GB/T18488.1中5.3的规定。

6

6.3.2高电压

按照7.3.2测试氢泵的高电压工作范围。

控制器的高电压工作范围和满功率工作范围应符合产品技术文件规定。

6.3.3绝缘电阻

按照7.3.3测试电机和控制器的绝缘电阻。

电机和控制器的绝缘电阻应符合GB/T18488.1-2015中5.2.7的规定。

6.3.4耐电压

按照7.3.4测试电机和控制器的耐电压。

电机和控制器的耐电压应符合GB/T18488.1-2015中5.2.8的规定。

6.3.5低电压

按照7.3.5测试低电压。

控制器低电压输入范围应符合GB/T28046.2中4.2代码C或F的规定。

6.3.6安全接地检查

按照7.3.6检查驱动电机及控制器的接地特性，应符合GB/T18488.1-2015中5.5.1的规定。

6.3.7控制器保护功能

按照7.3.7检查控制器保护功能。

控制器应具有短路、过电流、过电压、欠电压和过温的保护功能。

驱动电机及控制器的所有高压接插件应具有高压互锁功能。

6.3.8控制器支撑电容放电时间

按照7.3.8测试控制器支撑电容放电时间。被动放电时间应不大于5min，主动放电时间应不大于3s。

6.3.9高压线缆

高压线缆应具有360度屏蔽，耐热等级不低于150℃。

6.3.10电磁兼容性

按照7.3.9测试氢泵的电磁兼容性。

对于a）、b）、c）、d）项测试，其不同频段的限值应符合空压机制造商的规定。

对于e）、f）、g）、h）、i）、j）项测试，试验中和试验后空压机的功能特性状态应符合制造商的

规定。

6.3.11转速控制精度

按照7.3.10测试氢泵的转速控制精度，应小于100r/min或最高转速的0.2%（取较大值）。

6.4环境适应性

6.4.1一般检查项

所有环境适应性试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合以下要求：

7

1）氢泵内部各面不应出现裂纹和损坏，螺栓不应有松动；

2）气腔密封性符合6.2.7的规定；

3）冷却水道密封性符合6.2.8的规定；

4）绝缘电阻符合6.3.3的规定；

5）润滑油、冷却液无泄漏；

6）应能在额定电压、额定功率下持续正常运行不少于1小时；

7）相比试验开始前，在额定转速和额定压升下，氢泵的额定流量偏移不超过10%。

6.4.2低温存储

按照7.4.1进行低温存储试验。

箱内复测绝缘电阻应符合6.3.3的规定。

试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合6.4.1的规定。

6.4.3高温存储

按照7.4.2进行高温存储试验。

箱内复测绝缘电阻应符合6.3.3的规定。

试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合6.4.1的规定。

6.4.4低温工作性能

按照7.4.3进行低温工作性能试验。

箱内复测绝缘电阻应符合6.3.3的规定。

试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合6.4.1的规定。

6.4.5高温工作性能

按照7.4.4进行高温工作性能试验。

箱内复测绝缘电阻应符合6.3.3的规定。

试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合6.4.1的规定。

6.4.6温度冲击

按照7.4.5进行温度冲击试验。

试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合6.4.1的规定。

6.4.7湿热循环

按照7.4.6进行湿热循环试验。

氢泵应无明显的外表面质量变坏及影响正常工作的锈蚀现象。

试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合6.4.1的规定。

6.4.8稳态湿热

按照7.4.7进行稳态湿热试验。

氢泵应无明显的外表面质量变坏及影响正常工作的锈蚀现象。

试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合6.4.1的规定。

6.4.9防水防尘

8

按照7.4.8进行防水防尘试验。氢泵工作模式为1.1或1.2。

氢泵的防护等级应满足GB/T4208规定的IP67。

试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合6.4.1的规定。

6.4.10盐雾试验

按照7.4.9进行盐雾试验。

氢泵应能承受GB/T28046.4-2011中5.5规定的盐雾试验。

试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合6.4.1的规定。

6.4.11随机振动

按照7.4.10进行随机振动试验。

试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合6.4.1的规定。

6.4.12机械冲击

按照7.4.11进行机械冲击试验。

试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合6.4.1的规定。

6.5安全与法规

6.5.1高压安全

氢泵的高压接插件应当满足GB18384-2020中5.1的安全要求。

6.5.2阻燃

氢泵中外露的塑料件，水平燃烧性能和垂直燃烧性能应当分别满足GB/T2408-2021中8.4规定的HB

级和9.4规定的V-0级。

6.5.3禁用物质

按照7.5检测禁用物质。

氢泵禁用物质应满足GB/T30512-2014的要求，且石棉不得检出。

6.5.4防爆安全

氢泵外壳的非金属部件应符合GB3836.1-2021中7.1的规定，金属部件应符合GB3836.1-2021中8.3的

规定。

氢泵外部非金属部件上的静电电荷应符合GB3836.1-2021中7.4.2的规定。

氢泵外部附属导电部件的电容应符合GB3836.1-2021中7.5的规定。

氢泵的电缆引入装置应符合GB3836.1-2021中16.3的规定。

氢泵应符合制造商对于防爆安全的其他要求。

6.6耐久性

6.6.1启停耐久

按照7.6.1进行氢泵启停循环耐久试验。

试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合6.4.1的规定。出口滤网的杂质总量应小于50mg。

试验后对氢泵各部件进行拆解确认，不应有影响功能的磨损、断裂、变形、松动等异常现象。

9

6.6.2温度循环耐久

按照7.6.2进行温度循环耐久试验。

试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合6.4.1的规定。出口滤网的杂质总量应小于50mg。

试验后对氢泵各部件进行拆解确认，不应有影响功能的磨损、断裂、变形、松动等异常现象。

6.6.3变载耐久

按照7.6.3进行氢泵变载循环耐久试验。

试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合6.4.1的规定。出口滤网的杂质总量应小于50mg。

试验后对氢泵各部件进行拆解确认，不应有影响功能的磨损、断裂、变形、松动等异常现象。

6.6.4高负载耐久

按照7.6.4进行高负载耐久试验。

试验完成后，将氢泵恢复常态，应符合6.4.1的规定。出口滤网的杂质总量应小于50mg。

试验后对氢泵各部件进行拆解确认，不应有影响功能的磨损、断裂、变形、松动等异常现象。

7试验方法

7.1试验条件

7.1.1试验环境

如无额外环境适应性要求，试验应当在3.12规定的标准环境状况下进行。环境温度允许偏差±10℃，

大气压力允许偏差±10kPa。

7.1.2试验电源

试验电源由动力直流电源提供，或者由动力直流电源和其他储能（耗能）设备联合提供，试验电源

的稳压误差不超过±1%。

试验电源应当满足氢泵控制器对于功率的需求。如氢泵有馈电功能，则试验电源必须能够吸收氢泵

的馈电或将馈电返回电网。

7.1.3试验仪器

试验仪器的精度应符合第4节的规定。

7.1.4管路布置

气体管道应当为圆形截面，内壁光滑，且保证气流速度低于0.3倍马赫数。所有连接管路不允许有

截面突变、急转弯，且渐扩、渐缩管路锥角不大于12°。

7.1.5冷却装置

试验台架的冷却装置应满足氢泵的流量和散热需求。冷却水应先进入控制器后进入其他冷却水道，

冷却水流量和进水温度应满足产品规范要求。如中冷器与氢泵共用冷却水，中冷器应串联布置并位于冷

却水路的最下游。

应当记录试验使用的冷却液型号、流量和进出温度。

7.1.6数据记录

10

对于工作模式2，应至少测量并记录以下参数，数据记录周期不大于0.5s：

a）试验时的环境压力和环境温度；

b）氢泵进气压力；

c）氢泵进气温度；

d）氢泵进气流量；

e）氢泵排气压力；

f）氢泵排气温度；

g）氢泵转速；

h）控制器输入功率；

i）冷却液进出温度；

j）冷却液流量。

7.2工作特性与机械特性

7.2.1氢泵性能

7.2.1.1试验环境

氢泵的性能应在能调节工况和可测量相应参数的专用台架进行，试验台架应符合7.1的规定。

试验介质为氢气。按照工作模式2.3设定氢泵的进气压力和进气温度，压力偏差应不超过±5kPa，

温度偏差应不超过±5℃。

7.2.1.2试验步骤

a）将氢泵安装在测试台架上，安装方式应符合产品技术文件的规定；

b）按照产品技术文件的要求设置冷却液流量、温度；

c）使用氮气吹扫氢泵的气体回路；

d）将氢泵运行至工作模式2.3，检查各连接部位不得有漏气、漏液、漏电等现象，氢泵运行中不得

有异响；

e）待冷却液温度稳定后，开始进行测试；

f）固定氢泵转速，调整节气门开度使氢泵排气压力达到预定值后记录数据。试验时，每个测点取

值应在控制参数达到规定值后稳定不少于3分钟，每个点测5次，计算时取平均值（或者取稳定

后1分钟内的平均值）；

g）逐渐改变阀门开度，氢泵排气压力从小到大，直至达到压力上限；

h）做完一条转速线后，继续下一条转速线测试，直至完成MAP图。转速线应不少于7条且包含最

低转速和额定转速，转速间隔不大于15%的最高转速；

i）对于额定工况的性能测试，将氢泵运行至额定工况点，使氢泵的转速偏差不超过6.3.11的规定，

压升偏差不超过±1.5kPa，并稳定运行不少于10min。各试验参数的结果取10min稳定运行的平

均值；

j）试验完成后，关闭氢泵和台架。

7.2.1.3数据处理

根据试验中所测量的参数，按照附录B计算氢泵进气流量、压升、控制器输入功率、氢泵总效率等

参数，参照附录C整理数据，并参照附录A绘制相应的氢泵工作特性图。

7.2.2破冰启动

11

允许使用包含在产品范围内的外加热等方式实现破冰启动。

试验介质为空气，并按照如下步骤进行破冰启动试验：

a)将氢泵安装在测试台架上，安装方式应符合产品技术文件的规定；

b)将氢泵的进出气口联通，并在出口到进口的管路加节流阀，使氢泵的气腔完全封闭；

c)在氢泵的入口安装湿度传感器；

d)向氢泵的气体回路加入液态水，液态水的量按照下式计算：

푎∗푇

푓∗퐸0∗10푏+푇

퐺=휌푤∗푉=∗푉

푅푤∗(푇+273)

式中：

ρw：绝对湿度，kg/m3；

f：相对湿度；

E0：T=0℃时的饱和蒸汽压，611Pa；

T：氢泵进气温度，按照工作模式2.3对应的进气温度；

a，b：T>0时，a=7.5，b=237.3

T≤0时，a=9.5，b=265.5

Rw：水的气体常数，461.52J/(kg*K)；

V：氢泵气体回路的容积。

e)启动氢泵至工作模式2.3；

f)观察氢泵入口的湿度，如湿度低于95%，应当再次加入液态水，直至进气湿度大于95%；

g)将氢泵整体放置在7.5.3规定的的低温环境中保持12小时；

h)启动氢泵至工作模式2.3对应的转速，实时记录氢泵转速；

i)从发出启动指令至氢泵转速达到工作模式2.3规定的转速所经过的时间即为破冰启动时间。

7.2.3动态响应

试验介质为空气，并按照如下步骤进行动态响应试验：

a）将氢泵安装在测试台架上，安装方式应符合产品技术文件的规定；

b）按照产品技术文件的要求设置冷却液流量、温度；

c）将氢泵运行至工作模式2.3，固定氢泵出口节气门开度；

d）将氢泵转速调整至工作模式2.2对应转速，待氢泵运行稳定后开始升载试验；

e）将氢泵迅速升载至工作模式2.3对应转速，并连续记录氢泵相应参数；

f）待氢泵在工作模式2.3稳定后开始降载试验；

g）将氢泵迅速降载至工作模式2.2对应转速，并连续记录氢泵相应参数；

h）根据试验数据计算氢泵的升载、降载时间。

7.2.4启动响应

试验介质为空气，并按照如下步骤进行动态响应试验：

a）将氢泵安装在测试台架上，安装方式应符合产品技术文件的规定；

b）按照产品技术文件的要求设置冷却液流量、温度；

c）待冷却液温度稳定后，将氢泵在工作模式2.2稳定运行5分钟后固定节气门开度并停机，；

d）测试平台向氢泵发送启动命令并加载至工作模式2.2，在该工况点稳定运行5min；

e）测试平台向氢泵发送停机命令；

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f）记录发送命令到氢泵由停机状态切换至工作模式2.2以及由工作模式2.2切换至停机的时间。

7.2.5噪声

7.2.5.1试验条件

按照JB/T12334-2015中第7节规定的工程法测试空压机的噪声。

测试环境：应在符合GB50800-2012规定的消声室或半消声室进行测试；

测点数量：前、后、左、右、上，共5点，如图1中1、2、3、4、5所示；

测点距离：距被测物表面1m；

背景噪声：<40dB（A）。

图1氢泵噪声试验测点位置

7.2.5.2试验方法

试验介质为空气，并按照如下步骤进行噪声试验：

a）将氢泵安装在测试台架上，安装方式应符合产品技术文件的规定。空压机的进排气应放在消声

室外，不允许对氢泵本体进行包裹；

b）按照产品技术要求设置冷却液流量、温度。

c）将氢泵运行至工作模式2.3，固定氢泵出口节气门开度；

d）待冷却液温度稳定后，将氢泵加载至工作模式2.2，运行5min，并记录最低工况的噪声值；

e）将氢泵在6.2.4规定的时间内升载至工作模式2.3，并记录升载工况的噪声值；

f）氢泵升载至工作模式2.3后，运行5min，并记录额定工况的噪声值；

g）将氢泵在6.2.4规定的时间内降载至工作模式2.2，并记录降载工况的噪声值。

7.2.5.3数据处理

按照JB/T12334-2015中8.2.4的规定计算氢泵不同工况的声压级dB（A），并取最大值作为氢泵的噪

声值。

13

7.2.6冷却水道流阻

7.2.6.1综述

测试台架的水箱加热功能和水泵的动力应能满足测试需求，应能测试冷却水流量、进出水温度和进

出水压力。试验介质为纯净水和50%乙二醇加50%纯净水的混合溶液分别测试。

7.2.6.2试验方法

a）将氢泵安装在测试台架上，安装方式应符合产品技术文件的规定；

b）氢泵工作模式为1.2，开启水泵，检查各连接部位不得有漏液现象；

c）将冷却液温度设置为25℃，待温度稳定后开始测试；

d）调整水泵转速，逐渐增加冷却液流量从0L/min到最大流量，在0L/min到最大流量之间，均匀选

取不少于6个测点；

e）分别记录不同流量下的氢泵进出水压力值；

f）将冷却液温度设置为65℃，重复步骤d和步骤e；

g）试验完成后，整理数据并绘制氢泵冷却水道流阻特性图。

7.2.7氢气路密封性

试验介质为氢气或氦气，并按照以下步骤进行密封性试验：

a）使用制作好的工装封闭氢气路出口；

b）将氢气路进口与检漏仪的高压气体连接好；

c）对氢气路通入不低于最大工作压力（绝压）1.5倍的试验介质后保压5分钟；

d）记录测量的泄漏值。

7.2.8冷却水道密封性

试验介质为空气、氮气或者氦氮混合气，并按照以下步骤进行密封性试验：

a）使用制作好的工装封闭冷却水道出口；

b）将冷却水道进口与检漏仪的高压气体连接好；

c）对冷却水道通入不低于最大工作压力（绝压）1.5倍的试验介质后保压5分钟；

d）记录测量的泄漏值。

7.2.9清洁度

按照GB/T31562-2015的规定分别测试氢气路和冷却水道的清洁度。

7.2.10电导率

按照GBT6908-2018的规定测试冷却水道的电导率。

将冷却水道封灌去离子水，在常温25℃下静置12小时后进行取样。

7.2.11压缩气体纯度

试验介质为空气，并按照以下步骤进行压缩气体纯度试验：

a）将氢泵安装在测试台架上，安装方式应符合产品技术文件的规定；

b）按照产品技术文件的要求设置冷却液流量、温度；

c）将氢泵运行至工作模式2.3，检查各连接部位不得有漏气、漏液、漏电等现象，氢泵运行中不得

有异响；

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d）按照GB/T13277.4-2015的规定对氢泵出口气体的固体颗粒物进行测量；

e）按照GB/T13277.5-2019的规定对氢泵出口气体的油气和有机溶剂含量进行测量；

f）试验完成后，关闭氢泵和台架。

7.3电气特性

7.3.1电机温升

按照GB/T18488.2-2015中第6节的规定进行电机温升试验。

环境温度按照7.4.4中的高温。对于氢泵中采用水冷的部分（可以是氢泵整体、泵头、电机或控制器），

冷却液流量按照产品技术文件中的最小值，冷却液温度按照产品技术文件中的最大值。

试验介质为氢气、氦气或氮气，将氢泵持续运行在工作模式2.3直至电机温度稳定。

7.3.2高电压

将试验电源的直流母线电压分别设定在产品规范中要求的最高工作电压和最低工作电压处，在不

同工作电压下，氢泵能在产品技术文件规定的最大功率下运行不低于1小时。

7.3.3绝缘电阻

按照GB/T18488.2-2015中5.7的规定测试电机和控制器的绝缘电阻。

7.3.4耐电压

按照GB/T18488.2-2015中5.8的规定测试电机和控制器的耐电压。

7.3.5低电压

按照GB/T28046.2-2019中4.2的规定测试低电压供电范围。

7.3.6安全接地检查

按照GB/T18488.2-2015中8.1的规定测试被测驱动电机系统相应的接地电阻。

7.3.7控制器保护功能

按照GB/T18488.2-2015中8.2的规定进行。

7.3.8支撑电容放电时间

按照GB/T18488.2-2015中8.3的要求测试支撑电容放电时间。

7.3.9电磁兼容性

分别进行以下电磁兼容性测试：

a）按照GB/T18655—2018测试空压机的辐射发射；

b）按照GB/T18655—2018测试空压机的传导发射-电压法；

c）按照GB/T18655—2018测试空压机的传导发射-电流探头法；

d）按照GB/T21437.2测试空压机的瞬态传导发射；

e）按照GB/T33014.2测试空压机的辐射抗扰度；

f）按照GB/T33014.4测试空压机的大电流注入BCI；

g）按照GB/T33014.8测试空压机的磁场抗扰度；

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h）按照GB/T21437.2测试空压机的瞬态传导抗扰-沿电源线；

i）按照GB/T21437.3测试空压机的瞬态传导抗扰-沿信号线；

j）按照GB/T19951测试空压机的静电放电。

。

7.3.10转速控制精度

将氢泵分别在工作模式2.2和2.3稳定运行不少于5分钟，使用转速传感器测试并记录空压机电机轴

的转速，数据记录频率不低于10次/秒。将控制器反馈转速与记录转速进行对比，选取5分钟内差值的最

大值作为转速控制精度。

7.4环境适应性

7.4.1低温存储

按照GB/T28046.4-2011中5.1.1.1.2的规定进行低温存储试验。

氢泵工作模式为1.1，在-40℃低温环境中持续存放不低于24小时。

7.4.2高温存储

按照GB/T28046.4-2011中5.1.2.1.2的规定进行高温存储试验。

氢泵工作模式为1.1，在85℃高温环境中持续存放不低于48小时。

7.4.3低温工作性能

按照按照GB/T28046.4-2011中5.1.1.2.2的规定进行低温工作试验。

氢泵以工作模式2.1在-30℃或制造商规定的更低温度的环境下保持24小时后，在低温环境下启动至

工作模式2.3并稳定运行不低于2小时。试验重复2次。

7.4.4高温工作性能

按照GB/T28046.4-2011中5.1.2.2.2的规定进行高温工作试验。

氢泵以工作模式2.1在65℃高温环境下保持24小时后，在65℃高温环境下启动至工作模式2.3并稳定

运行不低于96小时，氢泵进气温度不低于65℃。

7.4.5温度冲击

按照GB/T28046.4-2011中5.3.2.2的规定进行温度冲击试验.

氢泵工作模式为1.1，温度循环如图2所示。

16

图2温度冲击试验

其中：

TA为最低温度，取-40℃；

TB为最高温度，取85℃；

t1为高低温保持时间，氢泵达到热平衡后持续15分钟，不低于3小时；

t2为高低温转换时间，不超过3分钟；

循环30次。

7.4.6湿热循环

按照GB/T28046.4-2011中5.6.2.2的规定进行湿热循环试验。

氢泵工作模式为2.1，当达到最大循环温度时，氢泵工作模式为2.3。最高温度65℃，循环6次。

7.4.7稳态湿热

按照GB/T28046.4-2011中5.7.2的规定进行稳态湿热试验。

温度取30℃，相对湿度93%，试验持续时间为21天。氢泵工作模式为2.1，但在最后一小时氢泵工作

模式为2.3。

7.4.8防护等级

按照GB/T4208-2017中所规定的方法进行试验。

氢泵工作模式为1.2。

7.4.9盐雾试验

按照GB/T28046.4-2011中5.5.1.2的规定进行盐雾试验。

具体要求如下：

a）氢泵工作模式为2.1；

b）严酷等级为等级（5），测试进行四个试验循环；

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c）盐溶液采用NaCl（化学纯、分析纯）和蒸馏水或去离子水配制，其浓度为5%±1%（质量分数）。

20℃±2℃下测量pH值在6.5～7.2之间；

d）将测试对象放入盐雾箱，在15℃～35℃下喷盐雾2h。喷雾结束后，将测试对象转移到湿热箱中

贮存20h～22h，温度为40℃±2℃，相对湿度为93%±3%，组成一个循环。将这一循环再重复三

次，然后在试验标准大气条件（温度为23℃±2℃，相对湿度为45%～55%）下贮存3d，组成一

个周期。重复进行4个周期试验。

7.4.10随机振动

按照GB/T28046.3-2011中4.1.2.7.2的规定进行随机振动试验。每个轴的试验持续时间为32小时。

X/Y/Z轴的加速度均方根（RMS）值均为5.9g，PSD和频率按照表2执行。氢泵的工作模式为2.1。

表2随机振动功率谱

频率（Hz）X/Y/Z轴功率谱密度PSDg2/Hz

100.187

200.374

300.374

1800.01

20000.01

RMS(g)5.9

7.4.11机械冲击

按照GB/T28046.3-2011中4.2.2.2的规定进行机械冲击试验，氢泵的工作模式为2.1。

冲击试验的加速度方向应与车辆发生冲击实际产生的加速度方向相同，如方向未知，应当在6个方

向上进行试验。具体要求如下：

——冲击脉冲形式：半正弦波；

——加速度：500m/s2；

——持续时间：6ms；

——冲击次数：每个方向10次。

7.5禁用物质

按照GB/T30512-2014中第5条的方法检测氢泵中的禁用物质，按照GB/T23263-2009中的规定检测

石棉。

7.6耐久性

7.6.1启停耐久

7.6.1.1试验工况

氢泵在工作模式2.1和2.2之间进行启停循环，总次数不少于15万次，启停速率不低于6.2.4的规定。

每个循环工作模式2.1和2.2的持续时间不低于2秒。对有冷却水道的氢泵，冷却液流量按照产品技术文件

的最小值，冷却液温度按照产品技术文件的最大值。

7.6.1.2试验步骤

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试验介质为空气+去离子水，并按以下步骤进行变载循环耐久试验：

a）将氢泵安装在测试台架上，安装方式应符合产品技术文件的规定；

b）在氢泵进口和出口管路安装过滤精度不低于50μm的滤网；

c）按照7.2.2规定向氢泵气路加入去离子水后，再注入20mL的去离子水（去离子的纯净度≤2μs/cm，

PH值为4）；

d）按照7.6.1.1的要求设置冷却液的流量、温度；

e）将氢泵运行至工作模式2.3，检查各连接部位不得有漏气、漏液、漏电等现象，氢泵运行中不得

有异响；

f）待稳定后，固定氢泵出口阀门开度；

g）调整氢泵控制程序，使氢泵按照7.6.1.1规定的工况自动运行；

h）循环次数达到7.6.1.1的规定后，停止试验，关闭氢泵和台架；

i）按照7.2.9测试氢泵出口滤网的清洁度。

7.6.1.3数据处理

根据试验中所测量的参数，每100小时绘制一次至少10个循环的参数历程图，用于检查氢泵的实际

运行状态。

7.6.2温度循环耐久

7.6.2.1试验工况

氢泵在低温工况和高温工况循环运行，总次数不少于300次，具体工况如下：

a）低温工况：氢泵转速、进气温度按照工作模式2.2，环境温度按照6.4.4规定的低温。对于氢泵中

采用水冷的部分（如氢泵整体、泵头、电机或控制器），冷却液流量按照产品技术文件中的最

小值，冷却液温度按照产品技术文件规定的最小值。

b）高温工况：氢泵转速、进气温度、进气压力、排气压力按照工作模式2.3，环境温度按照6.4.5规

定的高温。对于氢泵中采用水冷的部分（可以是氢泵整体、泵头、电机或控制器），冷却液流

量按照产品技术文件中的最小值，冷却液温度按照产品技术文件中的最大值。

c）工况切换时，升降载速率不低于6.2.3的规定，环温和冷却液的温度变化率不低于4K/min，。低

温和高温的保持时间应当在达到温度稳定后持续15分钟，且均需不低于1小时。

工况

高温

低温工况时间

工作模式2.2工作模式2.3工作模式2.2

图3温度循环耐久

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7.6.2.2试验步骤

试验介质为空气，并按以下步骤进行温度循环耐久试验：

a）将氢泵安装在测试台架上，安装方式应符合产品技术文件的规定；

b）在氢泵进口和出口管路安装过滤精度不低于50μm的滤网；

c）按照7.6.2.1设置冷却液流量、温度；

d）将氢泵运行至工作模式2.3，检查各连接部位不得有漏气、漏液、漏电等现象，氢泵运行中不得

有异响。

e）待稳定后，固定氢泵出口阀门开度；

f）调整氢泵控制程序，使氢泵按照7.6.2.1规定的工况自动运行；

j）循环次数达到7.6.2.1的规定后，停止试验，关闭氢泵和台架；

k）按照7.2.9测试氢泵出口滤网的清洁度。

7.6.2.3数据处理

根据试验中所测量的参数，每100小时绘制一次至少10个循环的参数历程图，用于检查氢泵的实际

运行状态。

7.6.3变载循环耐久

7.6.3.1试验工况

氢泵在工作模式2.2和2.3之间进行变载循环，总次数不少于15万次，氢泵升降载速率不低于6.2.3的

规定。对有冷却水道的氢泵，冷却液流量按照产品技术文件的最小值，冷却液温度按照产品技术文件的

最大值。

7.6.3.2试验步骤

试验介质为空气和去离子水，并按以下步骤进行变载循环耐久试验：

a）将氢泵安装在测试台架上，安装方式应符合产品技术文件的规定；

b）在氢泵进口和出口管路安装过滤精度不低于50μm的滤网；

c）按照7.2.2规定向氢泵气路加入去离子水后，再注入20mL去离子水（去离子的电导率≤2μs/cm，

PH值为4）；

d）按照7.6.3.1的要求设置冷却液的流量、温度；

e）将氢泵运行至工作模式2.3，检查各连接部位不得有漏气、漏液、漏电等现象，氢泵运行中不得

有异响；

f）待稳定后，固定氢泵出口阀门开度；

g）调整氢泵控制程序，使氢泵按照7.6.3.1规定的工况自动运行；

h）循环次数达到7.6.3.1的规定后，停止试验，关闭氢泵和台架；

i）按照7.2.9测试氢泵出口滤网的清洁度。

7.6.3.3数据处理

根据试验中所测量的参数，每100小时绘制一次至少10个循环的参数历程图，用于检查氢泵的实际

运行状态。

7.6.4高负载耐久

7.6.4.1试验工况

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a）高负载工况：进气温度、进气压力按照工作模式2.3，提高氢泵转速或排气压力，使控制器输入

功率应不低于额定工况的120%；

b）对于氢泵中采用水冷的部分（如氢泵整体、泵头、电机或控制器），冷却液流量按照产品技术

文件中的最小值，冷却液温度按照产品