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中汽中心王芳：我国氢能与燃料电池汽车标准与测试评价

中汽中心王芳：我国氢能与燃料电池汽车标准与测试评价

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来源：新车网
时间：2020-08-19

2020年8月13日-15日，“2020中国汽车论坛”在上海隆重召开。该论坛是由中国汽车工业协会（CAAM）主办，世界汽车组织（OICA）、世界经济论坛（WEF）唯一支持的行业顶级论坛。本届论坛以“新变局新挑战新思路——引领中国汽车新征程”为主题，紧扣时代脉搏, 求索突破之道，紧密围绕“十四五”规划，把控宏观产业形势，解析全球汽车产业发展动态。其中，在8月14日下午举办的“氢能产业发展及燃料电池技术创新论坛”分论坛上，中国汽车技术研究中心动力电池领域的首席专家王芳发表了主题演讲，以下为演讲实录：

中国汽车技术研究中心动力电池领域的首席专家王芳

王芳：尊敬的各位领导、各位专家、各位同行，大家下午好！首先自我介绍一下，我叫王芳，来自中国汽车技术研究中心有限公司。我想很多人熟悉我们中心，做很多行业服务的平台。我本人是在中心检测认证事业部，是负责新能源汽车的测试评价、认证、标准化的工作。实际上刚才章老师介绍了前一半段是燃料电池，后一段半段是氢能，实际上我是承上启下的作用。

因为我的工作性质，我的内容还是以燃料电池的测试评价工作为主，也非常感谢协会能够提供这样一个平台，能够在这儿和大家做这样的交流。我的报告有四个方面，我们做燃料电池测试的时候，包括测试评价、包括工作的开展，离不开对产业产品状态的分析，对产品进入水平的评估，包括我们标准化的工作当中，我们需要去做什么样的工作，都是跟目前的现状是分不开的，所以我还是想把相关测试的内容跟大家做一下分享。

首先大家知道从2015到现在，燃料电池汽车一直是作为新能源汽车三纵三横里面的一纵，一直占据重要的位置，而所有的新能源汽车规划里面，都有对于燃料电池汽车专门的规定，所以截止到现在，燃料电池汽车形成相对比较完备的配套政策，包括补贴政策、外商投资等等政策。在大的政策支持背景下，上次会场交流的时候，我给大家做了一个图，这几年增长的状况是快速增长的节奏。为什么提到这个？后面提到测试标准和评价的时候，也能感受到产业快速发展对我们的冲击、我们提出的要求。

截止到目前，已经有六千多辆的规模，而且有一个特征，它在各个地区的分布有一个明显的集中度。实际上整个燃料电池汽车的产业链是非常的长，技术链也非常的广。我们按两部分，今年论坛的第一部分和第二部分的内容有这样的界线，从燃料电池汽车的上游端，一直到原部件材料、原材料的线，从燃料电池技术线到制氢、产氢、运氢等等的产业链，这里面会涉及到很多的衔接和需要去配合的地方。

我们在测试评价里面，也会涉及到方方面面的内容。实际上截止到现在，大家看到2019年的产品销量分布地区，国内已经形成了三大集群快速发展的趋势，这几年各个地方对氢能和燃料电池汽车的重视程度是非常的高。去年9月份，我统计了一下20多个省市，截止到现在一直有40多个相关省市出台了地方的规划，对于氢能发展的政策驱动。在未来的十年内，根据各个示范城的规划内容，可以测算一下，如果能够理想的发展，总的量会超过十万辆，这是我们希望的产业群能够快速健康的推进。

第二部分说一下氢能与燃料电池相关的标准体系。一会儿范老师会给大家做详细的分享，我这块是简单地提一下。对于氢能来说，我们更关心的是在标准体系里面，它会对于加氢站、加氢枪、加氢过程的安全监控，这是大家最最关心的。实际上另外一方面，我们自己的检测机构也会遇到一些难题，对于实验室的加氢站建设以及运维的安全考量，我刚才还在说，想多请教这方面的知识。

其实目前整车的标准是围绕这三个层级开展。一个是整车级，我们会聚焦于氢电安全和结构安全，安全是我们关注的核心焦点。除了安全以外，现在的能量控制策略、续航等等也是关心的焦点。大家知道，这个标准目前强制执行的是《24549》，还有是《最高测速的试验方法》，这两个标准都在修订当中，2009年到一几年制定的标准，产品的更新迭代和技术的提升，大家对产品的认知也不断提升，技术水平也对标准的要求也提出了要求。

第二大类是燃料电池。我们从膜电极到动力系统，它有一系列的测试评价和标准。这个在公告层面只有这几个标准：24554，它也在修订关于核心的焦点。质子交换膜燃料电池模块，它会制定低温储存的性能等等。

第三个是氢系统，包括辅助部件。因为辅助部件的标准还没有出来，现在氢系统是一个焦点，上面26779就是加氢口的标准，还有车载氢系统。第一个加氢口最新的进展，前天刚刚在深圳开电动汽车标准会的年度审查会，我们审查了八九个标准，这个也是刚于前两天通过审查，也就是说很快地会修改编程，形成最终的稿件出版。这个是几个修订当中相对来说速度最快的。

另外除了修订的标准以外，我刚才提到对于整车来说关心的能量、消耗量、续航、里程的测试。低温冷启动，一个是关心整车层级，一个是系统部件层级，这两个都会在标准里有所体现。实际上我们做标准体系的时候，无论是国内还是国外，大家关注的焦点有相似的地方，也有稍微细微的差异。实际上我们列举了一下标准，大家关心的共同点就是整车的安全和氢的性能，包括它的耐久等等。实际上GTR13都在制定当中，我们中国也是深度参与的状态。我们中国现在正在做的，包括碰撞安全、氢泄露、氢安全以及续航里程等等，这一系列的标准都是在进行方法的讨论、设置方面都在跟国际法规有深度的融合、协同的工作。也就是说，和国际专家的交流会非常的多。

第三步简单和大家分享一下我们对于测评标准的理解。目前做的都是按照标准体系的路线图一步一步做，但是做标准都有一个周期。我们燃料电池汽车的快速发展，对于我们企业来说，不能单单看那几个标准，国家标准只是一个最基本的要求，它是入门的最低要求。对于我们要想设计一款好的产品，满足未来产品发展的需求，我们可能需要关心的内容非常的多。比如说这是我们实验室列举的，对于燃料电池的测试来说，我们从整车级、部件级关心的内容都是不一样的。比如整车关注动力性、经济性、安全性、可靠耐久，这里面很多的内容都是不断地完善。

今天时间非常的有限，就分享几个标准制定的内容，也是大家对产品评价里面对核心关注的内容。第一个是氢安全，包括氢泄露和氢排放。这个标准是《24549》修订，这个过程当中做大量的验证和测试，把数据提供给标准去做标准制定的支撑。这里面我们会关心有一些焦点的内容，比如说氢气密闭测试对体积的要求、对换气率的要求，以及我们在检测里面对于传感器的评价，它对于检测预警和告警的能力。

第二个就是低温冷启动，这个是大家关注非常多的焦点。实际上我们采购了两辆车，都在做深度的对标解析，包括控制的策略。包括低温冷启动，我们会详细的分析，会看到各家冷启动的策略，这在性能里面也是非常重要的指标参数，而且国内外各家企业的差异还是非常大的。其实我们在测试方法研究的时候，我把研究的内容已经给大家详细地介绍了。实际上我们做的时候会关心几点内容，包括冷启动的电流、功率，以及启动所需要的时间，我们还会关注到冷启动过程中氢气排放的危险，就是安全的考量。

因为我们在测试的时候，包括我刚才提到的那些车，我们发现这个过程中，它也会有一些值得关注的问题。

第三个能耗和续航里程，这个讨论了很多轮，我们做了大量的实验。比如现在大家把标准修订里面，会把短缩法加进去，然后考量内容。我觉得我们要做测试评价的时候，我们会关注到几个方面的问题。第一个，传功率输出的车型，和外界充电车型的差异。其实电动汽车发展了这么多年，有很多技术快速地更新迭代，这里面也会用到技术，动力系统的快速发展，对测试方法也是有挑战。比如DC/DC系统的高度集成，我们要考量方法里面的差异性，这个也是我们要考量的。我们要考量三种方法的对等性和平行性，你要想一个标准出台，里面所使用的测试方法是否能适用全行业？这个方法是在实验结果可重复，在各个检测结构之间可重现的，这个是有要求的。我们在里面做了大量的比较，去看温度压力法、流量法有什么样的差异、优劣，以及怎么样评价它是合适的测试方法。

因为整车的内容非常的多，感兴趣的下面可以深度地交流。部件也想简单地说一下，部件分为三个层级，一个是电堆的，第二个是辅助系统，第三个是发动机系统的。我们都建立了相应的测试体系。当然我们最最关心的是发动机系统，因为我们测试机构更多是面向最终的产品，但是现在随着企业的研发，我们需要配合企业做好研发过程中、开发过程中的V字型的测试工作，我们从电堆再往前追溯，电堆到电池、到系统、到模组的分层级的评价体系。

一个是24554，发动机现在在做标准的修订，测试方法里面会包含这些测试内容，包括启动的、动态响应的，还有起停、气密性。我们在这里面也做了深度的探讨，包括做了很多的研究，就是它的可靠性和耐力性的测试，这是我们应该关注的焦点，也是跟整车的性能密切匹配的。实际上我们在“十三五”的时候，参与了燃料电池里面所有的测试工作，燃料电池开发里面，测试工作我们都在深度地参与。参与的过程中，最大的难题，大家关注的焦点是如何评判耐久性，如何用科学的方法评价耐久性。

说实话，这个难题很难，我自己博士的论文是锂电池，我做了很多年的锂电池耐久性测试，那个过程中我越来越认识基于大数据、基于实车的运行、基于实际的多工况下运行的特征，结合充电放电过程，去看整个寿命的评价和加速测试方法的科学性，以及加速模型的可靠性，所以我想燃料电池相对来说比较好的阶段，我们大数据有了很好的经验情况下，疫情的监控相对比较完备的情况下，我们可以从头开始，把燃料电池的运行数据和运行过程中的故障响应，和运行当中出现的任何细微问题拿过来分析，跟实验室的做匹配和对比分析，我想电动汽车能更早地找到测试方法，所以我让我们的团队做这样的研究。

这个是简单的部件级测试，因为补贴的要求，要做一些冷启动测试和储存。部件级的储存，就会暴露出一些跟它相连接的其他辅助部件的问题，所以我们在测试的时候，冷却过程中冷却液的泄露，这个是我们要考量的。

辅助部件现在没有国家标准，我们在做团标和一系列的测试方法的研究和表征，我们希望通过这个对整个燃料电池汽车的测试能有一个完备的车检体系。

我们简单做一下总结，在座的一些产检的企业专家比我更有发言权，当然我是结合实验的结果和行业了解。比如燃料电池、比如关键的原材料，我们跟别人比起来还有更多需要提升的空间，所以这也是我说的第一点，我们还需要做一些工作去提升。另外就是我从我的测试所需要的供氢来说，甚至包括产业大背景说，可能对于加氢的基础设施方面还有很大的需求。第三个，标准体系和测试平台还需要完善。

基于这些我们也在做工作，这个就是我们做的工作，我们有个小小的实验室，今年的5月25日启动了新的实验室建设工作，有四个实验楼，明年的4月份这个楼全面的投入使用，也是能让我们的测试评价工作做得更好。我们坚信在国家政策的积极引导下，如果大家共同努力，提升燃料电池的技术，解决瓶颈的问题，再通过我们在标准和测试的引领，我想是能够推动产业快速的发展，这个就是我今天给大家的分享，谢谢大家！

（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅）