《燃料电池电动汽车燃料电池堆耐久性试验方法》编制说明

《燃料电池电动汽车燃料电池堆耐久性试验方法》

编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

《燃料电池电动汽车燃料电池堆耐久性试验方法》团体标准是由中国汽车工程

学会批准立项，项目任务编号为：2022-61。本标准由中国汽车工程学会汽车测试技

术分会提出，中汽研汽车新能源汽车检验中心（天津）有限公司、东风汽车集团有

限公司、中国第一汽车集团有限公司、襄阳达安汽车检测中心有限公司、国家电投

集团氢能科技发展有限公司、东方电气（成都）氢燃料电池科技有限公司、北京氢

璞创能科技有限公司、上海捷氢科技股份有限公司、深圳市氢蓝时代动力科技有限

公司、上海韵量新能源科技有限公司、上海神力科技有限公司、佛山仙湖实验室、

佛山市清极能源科技有限公司、丰田汽车（中国）投资有限公司、丰田汽车研发中

心（中国）有限公司、深圳市氢瑞燃料电池科技有限公司、安徽明天氢能科技股份

有限公司、广东清能新能源技术有限公司、新源动力股份有限公司、重庆大学、国

鸿氢能科技(嘉兴)股份有限公司、航天氢能（上海）科技有限公司、北京嘉清新能

源科技有限公司、未势能源科技有限公司、广东喜玛拉雅氢能科技有限公司、上海

骥翀氢能科技有限公司、上海氢晨新能源科技有限公司、深蓝汽车科技有限公司、

氢质氢离（北京）科技有限公司、亿华通科技股份有限公司、鸿基创能科技（广州）

有限公司、德燃（浙江）动力科技有限公司、海卓动力（青岛）能源科技有限公司、

山东国创燃料电池技术创新中心有限公司、潍柴动力股份有限公司、湖南大学、特

嗨氢能检测（保定）有限公司、博世动力总成有限公司、北京理工大学等联合起草。

1.2编制背景与目标

随着近年来国内外燃料电池技术的不断发展，众多燃料电池堆产品相继面世。

2020年五部委发布了《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，并分两批确定了

五个示范城市群，对燃料电池汽车的商业化推广影响广泛。2022年冬奥会的举办使

燃料电池汽车进入了公众的视野。燃料电池堆作为燃料电池汽车的核心部件，其耐

久性的优劣直接影响了燃料电池车辆的商业化进程，是最重要的指标之一，受到了

国内外的科研机构及企业的高度重视。目前，GB/T38914-2020通过提取典型工况

及寿命预测的方式对燃料电池堆耐久性测试提供了参考，但行业内仍缺少以实际车

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用工况进行耐久性测试的标准。国内外燃料电池堆企业仍面临着耐久性试验方法不

统一、耐久循环工况不明确、性能复测方法不细化、评价指标不完善等问题，直接

导致燃料电池堆的耐久性能和寿命缺少统一的参照尺度，不利于燃料电池堆行业的

健康发展。

本标准旨在提出一种适用于燃料电池电动汽车用燃料电池堆的耐久性试验方法，

明确耐久性循环工况，细化性能复测方法，完善耐久性评价指标。在试验方法方面，

统一了活化、极化曲线、耐久循环工况步骤、停机频率等；在循环工况方面，提出

了基于中国工况的符合中国实际道路特点的燃料电池堆的工况；在性能复测方面，

明确了性能复测的内容、频率和测试步骤；在评价指标方面，完善了电压衰减、功

率衰减、效率率领、一致性、安全性的评价测试体系。为鉴别市场上电堆产品的优

劣提供可靠依据，使得燃料电池堆的耐久寿命指标更具有参考价值。

1.3主要工作过程

本标准于2022年3月开始标准调研；2022年3月到2022年5月份进行了标准

初版工况的数据收集和转化工作；2022年6月24日正式立项；2022年7月至2023

年10月进行了标准编写、草案研讨、试验交叉验证等相关工作。

2022年6月10日召开了标准立项审查会，会议上由中汽研新能源汽车检验中

心（天津）有限公司对本标准的立项背景、内容、编制说明等进行了简要介绍。

2022年11月10日在天津召开了第一次标准研讨会，会议上中汽研新能源汽车

检验中心（天津）有限公司对标准的测试工况及标准内容框架进行了介绍，东风、

一汽、长安、潍柴动力、捷氢、国鸿、新源动力、亿华通、上海韵量、上海骥翀、

上海氢晨、国氢科技、北京嘉清、上海神力、德燃动力、明天氢能、丰田中国、广

东清能、北京氢璞、佛山清极、未势、鸿基创能等企业针对标准的内容进行了讨论。

经过此次会议，初步确定了测试流程、性能复测频次及内容、测试工况等要求，对

会议中部分未达成一致条目确定以问卷调研的形式征求意见，为下一步工作奠定了

基础。

2023年4月11日在天津召开了第二次标准研讨会，会议上中汽研新能源汽车

检验中心（天津）有限公司对标准的测试工况、标准草案内容、前期问卷的处理情

况、试验验证情况进行了介绍，东风、一汽、长安、潍柴动力、捷氢、国鸿、新源

动力、亿华通、上海韵量、上海骥翀、上海氢晨、国氢科技、北京嘉清、上海神力、

德燃动力、明天氢能、丰田中国、广东清能、北京氢璞、佛山清极、未势、鸿基创

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能等企业积极参与，对标准的测试细节及试验验证结果进行了充分的讨论和交流，

初步完成了标准草案的敲定。

二、标准编制原则和主要内容

2.1标准制定原则

在充分总结和比较了国内外燃料电池耐久性测试标准的基础上，参考了GB/T

38914-2020《车用质子交换膜燃料电池堆使用寿命测试评价方法》标准中有关内容

的编写。本标准对气密性测试、绝缘电阻测试、极化曲线测试、循环工况、数据处

理等方面做了较详细的规定，并通过对不同功率、不同极板类型的燃料电池堆的多

次试验对标准的内容进行了调整及验证，以确保测试的准确性和科学性。

2.1.1通用性原则

本标准提出的燃料电池堆耐久性试验方法适用于车用质子交换膜燃料电池堆，

对不同极板类型、功率等级等具有同等适用性，通用性高。

2.1.2指导性原则

本标准提出的方法能为燃料电池堆综合工况耐久性实测提供指导作用。目前使

用的GB/T38914-2020标准为单一工况组合测试并对寿命进行预测，与本标准存在

本质区别，本标准的提出可以填补基于综合工况进行耐久测试的空白。

2.1.3协调性原则

由于国内燃料电池发展处于早期阶段，标准尚不完善，目前国内还缺乏此类标

准的测试方法，本标准提出的方法与目前使用的国家标准中的方法协调统一、互不

交叉，仅作为一种标准补充。

2.1.4兼容性原则

本标准提出的燃料电池堆耐久性测试方法是基于电堆测试台的台架循环工况测

试方法，具有普遍适用性。

2.2标准主要技术内容

本标准共分为7章，规定了燃料电池堆的耐久性试验方法。内容包括范围，规

范性引用文件，术语和定义，测量参数、单位和准确度，试验条件及试验要求，试

验方法，试验结果。

2.3关键技术问题说明

本标准提出的方法是基于循环工况的耐久性测试方法，工况来源于多款燃料电

池汽车在中国工况实车测试时电堆电信号采集转化，符合中国道路实际运行工况。

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为了对测试方法进行细化，减少因测试方法不同带来的耐久性结果差异，基于上万

小时的台架循环工况实测数据，对循环工况过程中温度、压力、流量、电流等的控

制误差和超差的要求进行了严格的规定。

对于性能复测的项目，本标准选择对气密性、绝缘、极化曲线进行定期复测，

此为试验室上万小时的测试经验总结，电堆失效模式常见于气密性失效、绝缘失效

和发电性能衰减失效，任何一项出现问题，都意味着电堆耐久试验不再适合继续进

行，应该终止。

对于性能复测的频率，在充分征求起草组及行业意见的基础上，本标准规定每

100小时进行极化曲线复测，每200小时进行气密性、绝缘、极化曲线复测。

2.4标准主要内容的论据

本标准参考电流的选择，同GB/T38914-2020标准中参考电流的选择一致。即

选择在耐久试验中，初始稳态特性（极化曲线）测试中燃料电池堆对应平均单电池

电压为0.70V±0.005V时的电流。

2.5标准工作基础

编写组主要起草单位中汽研新能源汽车检验中心（天津）有限公司（以下简称

“新能源检验中心”）具备完整的车用燃料电池产品检测能力。在燃料电池堆耐久

性测试方面积累了大量的经验和测试数据。新能源检验中心分别对0~10kW级别短堆、

30~60kW级别中等功率电堆、150kW~200kW级别大功率电堆进行了基于本标准的耐久

性测试，累计测试时长过万小时。充分验证了测试方法对于各类测试台架、各功率

等级电堆的适应性和普适性，测试标准的可行性也得到了很好地验证。

三、主要试验（或验证）情况分析

1)试验过程简单，无复杂操作。

2)工况的跟随情况验证

主要参数的跟随情况如下图所示。

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可以看出，主要参数的跟随性较好，可以满足耐久性测试需求。

3)各功率等级电堆验证情况如下。

针对不同功率等级电堆，按照本规范的方法进行了验证，验证的结果如下表。

表1各功率燃料电池堆的耐久性试验验证结果

StackStackStackStackStackStack

项目

ABCDED

额定功率(kW)5124595130160

循环时长(h)16001400120040012001000

衰减率-首末作差法(%)-3.73-5.52-2.71-0.29-2.71-0.07

衰减率-线性拟合法(%)-1.78-8.77-2.18-0.57-2.45-0.43

通过试验验证了该方法对各等级电堆的适应情况，通过测试也可看出不同电堆

具备一定的差异性。

综上所述，本标准提出的方法对当前各功率等级燃料电池堆的工况耐久性测试

具有良好的适用性。

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四、标准中涉及专利的情况

尚无。

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用的情况

随着示范运行政策的推动，燃料电池汽车的实车运行里程大幅度增长，燃料电

池汽车推广目前以商用车为主，商用车对成本更加敏感，燃料电池堆是否可以长期

无故障运行，是否保持较低的衰减率对于商用车用户来说至关重要。随着商业化运

行的不断加速，行业对燃料电池堆产品的耐久性提出了更高的要求。循环工况耐久

性测试是检验电堆耐久性的重要方法之一，通过实车道路工况转化，可以在电堆开

发阶段进行耐久性验证，为后续装车做好准备。目前国内外还缺乏此类标准的测试

方法。通过标准形成，规范电堆产品的耐久性能，解决目前无此类标准可依的情况，

服务燃料电池汽车行业的健康发展。

六、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况，国内外关键

指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况

6.1采用国际标准和国外先进标准情况

未采用，国际上还没有针对电堆耐久性测试的标准，因此也就不存在采用情况。

6.2测试样品相关数据对比情况

暂无。

七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协

调性

在燃料电池汽车的国标体系中，《燃料电池电动汽车燃料电池堆耐久性试验方

法》属于部件级别，但目前还未启动。燃料电池发动机层级的耐久性试验方法目前

在制定中，本标准制定时与该标准的工况协调统一。

本标准符合国家有关法律、法规和相关强制性标准的要求，与现行的国家标准

相协调。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

尚无。

九、标准性质的建议说明

本标准为中国汽车工程学会标准，属于团体标准,供协会会员和社会自愿使用。

十、贯彻标准的要求和措施建议

6

严格按照本标准提出的试验工况和复测频次进行检测，对试验人员进行理论学

习和操作培训，保证检测方法操作的准确性。

十一、废止现行相关标准的建议

无。

十二、其他应予说明的事项

无。

标准起草工作组

2023年10月17日

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《燃料电池电动汽车燃料电池堆耐久性试验方法》

编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

《燃料电池电动汽车燃料电池堆耐久性试验方法》团体标准是由中国汽车工程

学会批准立项，项目任务编号为：2022-61。本标准由中国汽车工程学会汽车测试技

术分会提出，中汽研汽车新能源汽车检验中心（天津）有限公司、东风汽车集团有

限公司、中国第一汽车集团有限公司、襄阳达安汽车检测中心有限公司、国家电投

集团氢能科技发展有限公司、东方电气（成都）氢燃料电池科技有限公司、北京氢

璞创能科技有限公司、上海捷氢科技股份有限公司、深圳市氢蓝时代动力科技有限

公司、上海韵量新能源科技有限公司、上海神力科技有限公司、佛山仙湖实验室、

佛山市清极能源科技有限公司、丰田汽车（中国）投资有限公司、丰田汽车研发中

心（中国）有限公司、深圳市氢瑞燃料电池科技有限公司、安徽明天氢能科技股份

有限公司、广东清能新能源技术有限公司、新源动力股份有限公司、重庆大学、国

鸿氢能科技(嘉兴)股份有限公司、航天氢能（上海）科技有限公司、北京嘉清新能

源科技有限公司、未势能源科技有限公司、广东喜玛拉雅氢能科技有限公司、上海

骥翀氢能科技有限公司、上海氢晨新能源科技有限公司、深蓝汽车科技有限公司、

氢质氢离（北京）科技有限公司、亿华通科技股份有限公司、鸿基创能科技（广州）

有限公司、德燃（浙江）动力科技有限公司、海卓动力（青岛）能源科技有限公司、

山东国创燃料电池技术创新中心有限公司、潍柴动力股份有限公司、湖南大学、特

嗨氢能检测（保定）有限公司、博世动力总成有限公司、北京理工大学等联合起草。

1.2编制背景与目标

随着近年来国内外燃料电池技术的不断发展，众多燃料电池堆产品相继面世。

2020年五部委发布了《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，并分两批确定了

五个示范城市群，对燃料电池汽车的商业化推广影响广泛。2022年冬奥会的举办使

燃料电池汽车进入了公众的视野。燃料电池堆作为燃料电池汽车的核心部件，其耐

久性的优劣直接影响了燃料电池车辆的商业化进程，是最重要的指标之一，受到了

国内外的科研机构及企业的高度重视。目前，GB/T38914-2020通过提取典型工况

及寿命预测的方式对燃料电池堆耐久性测试提供了参考，但行业内仍缺少以实际车

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用工况进行耐久性测试的标准。国内外燃料电池堆企业仍面临着耐久性试验方法不

统一、耐久循环工况不明确、性能复测方法不细化、评价指标不完善等问题，直接

导致燃料电池堆的耐久性能和寿命缺少统一的参照尺度，不利于燃料电池堆行业的

健康发展。

本标准旨在提出一种适用于燃料电池电动汽车用燃料电池堆的耐久性试验方法，

明确耐久性循环工况，细化性能复测方法，完善耐久性评价指标。在试验方法方面，

统一了活化、极化曲线、耐久循环工况步骤、停机频率等；在循环工况方面，提出

了基于中国工况的符合中国实际道路特点的燃料电池堆的工况；在性能复测方面，

明确了性能复测的内容、频率和测试步骤；在评价指标方面，完善了电压衰减、功

率衰减、效率率领、一