目次

一、工作簡(jiǎn)況.........................................................................................................................1

二、汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容依據(jù).....................................2

三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析.....................................................................................2

四、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況.................................................................................................9

五、預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益等情況.........................................................................................9

六、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的情況.........................................................................9

七、與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性.................................................9

八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù).................................................................................9

九、標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說(shuō)明...................................................................................................10

十、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議.......................................................................................10

十一、廢止現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議.......................................................................................10

十二、其他應(yīng)予說(shuō)明的事項(xiàng)...............................................................................................10

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用氫氣循環(huán)泵》

（征求意見稿）

編制說(shuō)明

一、工作簡(jiǎn)況

隨著財(cái)建〔2020〕394號(hào)“關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知”政策發(fā)布，為了推

動(dòng)我國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康、科學(xué)有序發(fā)展，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)基礎(chǔ)材料、關(guān)

鍵零部件和整車產(chǎn)品研發(fā)突破及初步產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，提升技術(shù)水平；推動(dòng)建立并完善相關(guān)技術(shù)

指標(biāo)體系和測(cè)試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，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)燃料電池電動(dòng)

汽車工作組提出針對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用氫氣循環(huán)泵標(biāo)準(zhǔn)的汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提案，工業(yè)和信息化

部于2021年11月11日下達(dá)立項(xiàng)計(jì)劃，計(jì)劃號(hào)為“2021-1120T-QC”

燃料電池電動(dòng)汽車工作組在2020年2月成立了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用氫氣循環(huán)泵起草組，

成員包括燃料電池汽車整車、燃料電池系統(tǒng)、氫氣循環(huán)泵企業(yè)、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)。根據(jù)我國(guó)

行業(yè)企業(yè)在燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用氫氣循環(huán)泵領(lǐng)域的技術(shù)積累和測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，提出了第一版工作討

論草案。

2020年2月21日，燃料電池電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)工作組專題會(huì)議，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍進(jìn)行了

討論。確定本標(biāo)準(zhǔn)適用于車用燃料電池氫氣循環(huán)泵，并將標(biāo)題改為《車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)氫

氣循環(huán)泵技術(shù)條件》。對(duì)規(guī)范性引用文件進(jìn)行了刪補(bǔ)，環(huán)境類試驗(yàn)引用標(biāo)準(zhǔn)改為汽車行業(yè)標(biāo)

準(zhǔn)。將第四部分“設(shè)備儀器要求”與第五部分中“試驗(yàn)設(shè)備”進(jìn)行合并，并新增轉(zhuǎn)速測(cè)定儀、

噪聲儀、絕緣表等項(xiàng)目。會(huì)議還對(duì)絕緣性能、額定壓力、鹽霧試驗(yàn)等具體要求進(jìn)行了討論。

2021年12月，起草組科技根據(jù)行業(yè)內(nèi)專家的反饋，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了較大調(diào)整，并再次向

行業(yè)內(nèi)部征求意見。2021年12月24日，燃料電池電動(dòng)汽車工作組召開專題會(huì)議。會(huì)議再

次明確了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍為容積式氫氣循環(huán)泵，其他類型氫泵參照?qǐng)?zhí)行。會(huì)上專家對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的

主體框架達(dá)成一致，將氫氣循環(huán)泵泵頭和控制器作為一個(gè)整體進(jìn)行要求和試驗(yàn)。對(duì)于會(huì)上未

達(dá)成一致的項(xiàng)目，通過線下收集意見。會(huì)后未勢(shì)能源、長(zhǎng)安新能源、宇通等業(yè)內(nèi)企業(yè)針對(duì)標(biāo)

準(zhǔn)的具體內(nèi)容反饋了意見。具體包括：工作特性的定義、氣體檢漏儀的單位、清潔度要求、

破冰試驗(yàn)方法、性能測(cè)試、振動(dòng)、絕緣電阻等項(xiàng)目。

2022年4月14日，燃料電池電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)工作組2022年第1次會(huì)議，會(huì)上工作組對(duì)

標(biāo)準(zhǔn)的適用主體進(jìn)行了討論。明確標(biāo)準(zhǔn)的主體為燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用氫氣循環(huán)泵制造商，并將

怠速工況和額定工況定義為“由制造商規(guī)定的氫泵工作點(diǎn)”。會(huì)議一致決定氫泵的流量單位

采用L/min，氫泵的工作模式分為兩個(gè)大類，量化了氫泵的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。會(huì)議對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的主

要內(nèi)容進(jìn)行了肯定。決定對(duì)于未能達(dá)成一致的項(xiàng)目，通過問卷調(diào)研的方式確定。

起草組于2022年5月11日進(jìn)行了行業(yè)調(diào)研，面向行業(yè)內(nèi)大部分企業(yè)做了調(diào)查問卷，問

卷內(nèi)容包含了氫氣路的清潔度、冷卻水道的清潔度、破冰試驗(yàn)的時(shí)間要求、破冰試驗(yàn)液態(tài)水

1

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣壓縮機(jī)》（征求意見稿）編制說(shuō)明

的添加方式、噪聲試驗(yàn)的背景噪聲要求、變載（啟停）循環(huán)耐久試驗(yàn)的總次數(shù)、高負(fù)載耐久

試驗(yàn)的輸入功率和總時(shí)長(zhǎng)等。

2022年7月7日召開了專題討論會(huì)，根據(jù)問卷調(diào)研結(jié)果，氫氣路的清潔度確定為不超

過200μm（具體參見標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容），冷卻水道的清潔度不超過500μm，噪聲試驗(yàn)的背景噪聲不

超過40dB，啟停耐久次數(shù)為15萬(wàn)次，變載循環(huán)耐久次數(shù)為15萬(wàn)次，高負(fù)載耐久試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)

為2000小時(shí)（功率不低于額定功率的120%），對(duì)破冰啟動(dòng)的試驗(yàn)方法達(dá)成一致。會(huì)議決定

將怠速工況名稱修改為最低穩(wěn)態(tài)工況，并對(duì)其定義和描述進(jìn)行了細(xì)化。。

2022年7月28日，燃料電池電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)工作組2022年第2次會(huì)議，會(huì)上工作組對(duì)

標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容基本達(dá)成一致。但建議噪聲限值修改為額定工況及動(dòng)態(tài)響應(yīng)工況不超過

75dB，最低穩(wěn)態(tài)工況不超過70dB。建議增加對(duì)冷卻水道的電導(dǎo)率要求。建議細(xì)化電磁兼容

性的要求與測(cè)試。建議增加涉氫防爆要求。會(huì)后起草組根據(jù)專家建議和調(diào)研結(jié)果對(duì)標(biāo)準(zhǔn)再次

進(jìn)行了修改，形成了征求意見稿。

二、汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)的編寫符合GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)

則》的規(guī)定；

編制原則：

考慮到產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，本標(biāo)準(zhǔn)僅將羅茨式氫氣循環(huán)泵列入。原因是當(dāng)前燃料

電池發(fā)動(dòng)機(jī)用氫氣循環(huán)泵主流為羅茨式，離心式等其他類型氫氣循環(huán)泵應(yīng)用較少，且工作特

性與羅茨式差異較大，仍處于探索階段，不宜在標(biāo)準(zhǔn)中做詳細(xì)規(guī)定，但仍可參照?qǐng)?zhí)行。

本標(biāo)準(zhǔn)不僅考慮了氫泵的自身屬性，還考慮到作為汽車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)供氫零部件的

特殊條件，使之盡可能完善。

氫氣循環(huán)泵作為容積泵的一種，其工作特性部分的定義參考了中南工業(yè)大學(xué)出版社出版

的《羅茨鼓風(fēng)機(jī)及其使用-蘇春模》一書，并將氫氣循環(huán)泵工作特性、計(jì)算公式及試驗(yàn)過程

中所需的表格放入附錄。作為汽車用零部件，其電氣特性部分主要參考了GB/T18488《電

動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)》，其環(huán)境適應(yīng)性部分參考了GB/T28046《道路車輛電氣及電子設(shè)

備的環(huán)境條件和試驗(yàn)》，還有清潔度、禁用物質(zhì)等常規(guī)要求。另外，為適用于燃料電池發(fā)動(dòng)

機(jī)的氫氣供給，新增了供氣固體顆粒、油氣含量、冷卻水電導(dǎo)率等要求，其安全性部分還增

加了針對(duì)氫氣環(huán)境的防爆要求。為適用于汽車行業(yè)批量生產(chǎn)的要求，增加了檢驗(yàn)項(xiàng)目、標(biāo)志、

包裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)存等內(nèi)容。

針對(duì)氫泵的耐久性一節(jié)，本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)氫泵常見的失效模式提出了4類耐久試驗(yàn)，并對(duì)試

驗(yàn)工況和時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行估算。在使用時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算后，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正，但不應(yīng)偏離

標(biāo)準(zhǔn)過多：

1.啟停耐久

2

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣壓縮機(jī)》（征求意見稿）編制說(shuō)明

用于模擬整車生命周期中大量的啟停機(jī)過程，失效模式為在邊界潤(rùn)滑狀態(tài)下對(duì)軸承、油

封等部件造成的磨損。預(yù)估其總次數(shù)不低于7萬(wàn)次（按照每天20次，10年計(jì)算），考慮到

樣本數(shù)和置信度，通過行業(yè)問卷調(diào)研最終確定為15萬(wàn)次。

2.變載循環(huán)耐久

用于模擬整車生命周期中大量的加減速過程，失效模式1為交變應(yīng)力產(chǎn)生的金屬疲勞，

失效模式2為液態(tài)水導(dǎo)致的氫泵氣腔腐蝕。考慮到實(shí)際使用中，氫泵變載幅度較小，通過行

業(yè)問卷調(diào)研最終確定試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)為15萬(wàn)次。

變載循環(huán)耐久的加速系數(shù)，按照逆冪律估算（GB/T34986—2017《產(chǎn)品加速試驗(yàn)方法》）。

3.溫度循環(huán)耐久

用于模擬整車生命周期中大量的慢溫度循環(huán)，失效模式為因老化和不同溫度膨脹系數(shù)導(dǎo)

致的材料劣化、密封失效或電氣故障，考慮到樣本數(shù)和置信度，通過行業(yè)問卷調(diào)研最終確定

循環(huán)次數(shù)不低于300次。

溫度循環(huán)耐久的加速系數(shù)參照GB/T28046.1—2011《道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條

件和試驗(yàn)第1部分一般規(guī)定》附錄B.3.2.5增加負(fù)荷中的CoffinMansen公式估算。取整車

實(shí)際平均環(huán)境溫差為35℃，試驗(yàn)中環(huán)境溫差為105℃（最低-40℃，最高65℃），則加速系數(shù)

為15.6，試驗(yàn)總次數(shù)為235次（按照每天1次，10年計(jì)算）。

??

??????

?????=??????×()

??????

其中：

Ntest為試驗(yàn)中的循環(huán)次數(shù)；

Nfield為實(shí)際整車生命周期中的循環(huán)數(shù)；

ΔTfield為實(shí)際整車中的溫差，單位K；

ΔTtest為試驗(yàn)中的溫差，單位K；

k為按照失效程序確定的指數(shù)，取k=2.5（參考汽車行業(yè)）。

4.高負(fù)載耐久

用于評(píng)估氫泵在熱負(fù)荷下的可靠性，主要失效模式為材料擴(kuò)散、遷移、氧化產(chǎn)生的性能

衰減?？紤]到樣本數(shù)和置信度，通過行業(yè)問卷調(diào)研最終確定試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)不低于2000小時(shí)。

高負(fù)載耐久的加速系數(shù)的估算參照GB/T34986-2017《產(chǎn)品加速試驗(yàn)方法》5.6.1.2中的

Arrhenius模型估算。取整車實(shí)際應(yīng)用中平均氫泵最高點(diǎn)溫度為90℃，試驗(yàn)中氫泵最高點(diǎn)溫

度為135℃，則加速系數(shù)為16.75，試驗(yàn)總時(shí)長(zhǎng)為1194小時(shí)（按照20000小時(shí)壽命計(jì)算）。

??

?????=??????×∑

??

?

?11

?(?)(?)

????????????

??=?

其中：

3

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣壓縮機(jī)》（征求意見稿）編制說(shuō)明

pi為不同應(yīng)用工況在整車生命周期中的百分比；

Ai為試驗(yàn)工況對(duì)于不同應(yīng)用工況的加速系數(shù)；

Ttest為試驗(yàn)中的最高溫度，單位K；

Tfield為實(shí)際整車生命周期中的最高溫度，單位K；

EA為激活能，取0.8eV；

k為玻爾茲曼常數(shù)，取8.617E-5eV/K。

三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析

標(biāo)準(zhǔn)中主要試驗(yàn)的驗(yàn)證情況如下：

1.破冰啟動(dòng)試驗(yàn)

1)試驗(yàn)方法：

a)將氫泵安裝在測(cè)試臺(tái)架上，安裝方式應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)文件的規(guī)定；

b)將氫泵的進(jìn)出氣口聯(lián)通，并在出口到進(jìn)口的管路加節(jié)流閥，使氫泵的氣腔完全封閉；

c)在氫泵的入口安裝濕度傳感器；

d)向氫泵的氣體回路加入液態(tài)水，液態(tài)水的量按照下式計(jì)算：

???

???0?10?+?

?=????=??

???(?+273)

ρw：絕對(duì)濕度，kg/m3

f：相對(duì)濕度

E0：T=0℃時(shí)的飽和蒸汽壓，611Pa

T：氫泵進(jìn)氣溫度，按照工作模式2.3對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣溫度

a，b：T>0時(shí)，a=7.5，b=237.3

T≤0時(shí)，a=9.5，b=265.5

Rw：水的氣體常數(shù)，461.52J/(kg*K)

V：氫泵氣體回路的容積

e)啟動(dòng)氫泵至工作模式2.3；

f)觀察氫泵入口的濕度，如濕度低于95%，應(yīng)當(dāng)再次加入液態(tài)水，直至進(jìn)氣濕度大于

95%；

g)將氫泵整體放置在7.5.3規(guī)定的的低溫環(huán)境中保持12小時(shí)；

h)啟動(dòng)氫泵至工作模式2.3對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，實(shí)時(shí)記錄氫泵轉(zhuǎn)速；

i)從發(fā)出啟動(dòng)指令至氫泵轉(zhuǎn)速達(dá)到工作模式2.3規(guī)定的轉(zhuǎn)速所經(jīng)過的時(shí)間即為破冰啟

動(dòng)時(shí)間。

4

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣壓縮機(jī)》（征求意見稿）編制說(shuō)明

2)試驗(yàn)結(jié)果

三次試驗(yàn)中，氫泵從發(fā)出指令至達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速時(shí)間分別為10s、10.5s、10.5s，滿足試

驗(yàn)要求。

2.噪聲試驗(yàn)

1)試驗(yàn)方法：

a)將氫泵安裝在測(cè)試臺(tái)架上，安裝方式應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)文件的規(guī)定；

b)將氫泵的進(jìn)出氣口放置在消聲室外；

c)按照J(rèn)B/T12334-2015中第7節(jié)規(guī)定的工程法測(cè)試氫泵的噪聲。

d)測(cè)點(diǎn)數(shù)量：前、后、左、右、上，共5點(diǎn)，如錯(cuò)誤!未找到引用源。中1、2、3、4、

5所示；

e)測(cè)點(diǎn)距離：距被測(cè)物表面1m；

f)背景噪聲：<40dB（A）。

2)試驗(yàn)結(jié)果

氫泵在升載、降載、最低穩(wěn)態(tài)點(diǎn)和額定點(diǎn)的噪聲均小于75dBA。

3.溫度沖擊試驗(yàn)

1)試驗(yàn)方法

按照GB/T28046.4-2011中5.3.2.2的規(guī)定進(jìn)行溫度沖擊試驗(yàn)。

5

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣壓縮機(jī)》（征求意見稿）編制說(shuō)明

2)試驗(yàn)結(jié)果

氫泵無(wú)外觀異常、開裂等情況；

氫泵氣腔密封性<0.1mL/min；

氫泵絕緣電阻≥20MΩ。

4.隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)

1)試驗(yàn)方法

按照GB/T28046.3-2011中4.1.2.7.2的規(guī)定進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)。每個(gè)軸的試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為

32小時(shí)。X/Y/Z軸的加速度均方根（RMS）值均為5.9g，PSD和頻率按照下表執(zhí)行。

表1隨機(jī)振動(dòng)功率譜

X/Y/Z軸功率譜密度PSD

頻率（Hz）

g2/Hz

100.187

200.374

300.374

1800.01

20000.01

RMS(g)5.9

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《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣壓縮機(jī)》（征求意見稿）編制說(shuō)明

2)試驗(yàn)結(jié)果

氫泵無(wú)外觀異常、開裂等情況；

氫泵氣腔密封性<0.1mL/min；

氫泵絕緣電阻≥20MΩ；

氫泵能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.穩(wěn)態(tài)濕熱試驗(yàn)

1)試驗(yàn)方法

按照GB/T28046.4-2011中5.7.2的規(guī)定進(jìn)行穩(wěn)態(tài)濕熱試驗(yàn)。

溫度取30℃，相對(duì)濕度93%，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為21天。氫泵工作模式為2.1，但在最后一小

時(shí)氫泵工作模式為2.3。

2)試驗(yàn)結(jié)果

氫泵無(wú)外觀異常、開裂等情況；

氫泵氣腔密封性<0.1mL/min；

氫泵絕緣電阻≥20MΩ；

氫泵能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

7

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣壓縮機(jī)》（征求意見稿）編制說(shuō)明

6.啟停耐久試驗(yàn)

1)試驗(yàn)方法

a）將氫泵安裝在測(cè)試臺(tái)架上，安裝方式應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)文件的規(guī)定；

b）在氫泵進(jìn)口和出口管路安裝過濾精度不低于50μm的濾網(wǎng)；

c）在氫泵管路中注入20mL的去離子水（去離子的純凈度≤2μs/cm，PH值為4）；

d）冷卻液流量按照產(chǎn)品技術(shù)文件的最小值、溫度按照最高值；

e）氫泵入口溫度按照產(chǎn)品技術(shù)文件規(guī)定的最高值；

f）氫泵在停機(jī)和最低穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速之間進(jìn)行啟停循環(huán)，總次數(shù)不少于15萬(wàn)次，變載時(shí)間2s。

每個(gè)循環(huán)停機(jī)和穩(wěn)態(tài)保持的時(shí)間不低于2秒。

2)試驗(yàn)結(jié)果

氫泵無(wú)外觀異常、開裂等情況；

氫泵氣腔密封性<0.1mL/min；

氫泵絕緣電阻≥20MΩ；

氫泵能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)；

氫泵性能衰減<5%；

氫泵后濾網(wǎng)雜質(zhì)低于50mg。

7.變載耐久試驗(yàn)

1)試驗(yàn)方法

g）將氫泵安裝在測(cè)試臺(tái)架上，安裝方式應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)文件的規(guī)定；

h）在氫泵進(jìn)口和出口管路安裝過濾精度不低于50μm的濾網(wǎng)；

i）在氫泵管路中注入20mL的去離子水（去離子的純凈度≤2μs/cm，PH值為4）；

j）冷卻液流量按照產(chǎn)品技術(shù)文件的最小值、溫度按照最高值；

k）氫泵入口溫度按照產(chǎn)品技術(shù)文件規(guī)定的最高值；

8

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣壓縮機(jī)》（征求意見稿）編制說(shuō)明

l）氫泵在最低穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速之間進(jìn)行循環(huán)，總次數(shù)不少于15萬(wàn)次，變載時(shí)間2s。

每個(gè)循環(huán)穩(wěn)態(tài)保持的時(shí)間不低于2秒。

2)試驗(yàn)結(jié)果

氫泵無(wú)外觀異常、開裂等情況；

氫泵氣腔密封性<0.1mL/min；

氫泵絕緣電阻≥20MΩ；

氫泵能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)；

氫泵性能衰減<5%；

氫泵后濾網(wǎng)雜質(zhì)低于50mg。

四、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況

無(wú)。

五、預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益等情況

該標(biāo)準(zhǔn)為產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布對(duì)于引導(dǎo)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)規(guī)范發(fā)展具有重要

的指導(dǎo)意義，在標(biāo)準(zhǔn)層面解決了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣壓縮機(jī)沒有標(biāo)準(zhǔn)參考的問題，對(duì)于企

業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)具有重要作用。。

六、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的情況

本標(biāo)準(zhǔn)國(guó)外無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，本次未采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。

七、與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性

本標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行法律、法規(guī)和政策以及相關(guān)燃料電池電動(dòng)汽車、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)不矛

盾。

八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無(wú)。

9

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣壓縮機(jī)》（征求意見稿）編制說(shuō)明

九、標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說(shuō)明

建議將該標(biāo)準(zhǔn)作為汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

十、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

建議該標(biāo)準(zhǔn)自發(fā)布之日起生效。

十一、廢止現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無(wú)。

十二、其他應(yīng)予說(shuō)明的事項(xiàng)

無(wú)。

10

汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用氫氣循環(huán)泵》

（征求意見稿）

編制說(shuō)明

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用氫氣循環(huán)泵》

（征求意見稿）

編制說(shuō)明

一、工作簡(jiǎn)況

隨著財(cái)建〔2020〕394號(hào)“關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知”政策發(fā)布，為了推

動(dòng)我國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康、科學(xué)有序發(fā)展，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)基礎(chǔ)材料、關(guān)

鍵零部件和整車產(chǎn)品研發(fā)突破及初步產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，提升技術(shù)水平；推動(dòng)建立并完善相關(guān)技術(shù)

指標(biāo)體系和測(cè)試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，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)燃料電池電動(dòng)

汽車工作組提出針對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用氫氣循環(huán)泵標(biāo)準(zhǔn)的汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提案，工業(yè)和信息化

部于2021年11月11日下達(dá)立項(xiàng)計(jì)劃，計(jì)劃號(hào)為“2021-1120T-QC”

燃料電池電動(dòng)汽車工作組在2020年2月成立了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用氫氣循環(huán)泵起草組，

成員包括燃料電池汽車整車、燃料電池系統(tǒng)、氫氣循環(huán)泵企業(yè)、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)。根據(jù)我國(guó)

行業(yè)企業(yè)在燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用氫氣循環(huán)泵領(lǐng)域的技術(shù)積累和測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，提出了第一版工作討

論草案。

2020年2月21日，燃料電池電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)工作組專題會(huì)議，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍進(jìn)行了

討論。確定本標(biāo)準(zhǔn)適用于車用燃料電池氫氣循環(huán)泵，并將標(biāo)題改為《車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)氫

氣循環(huán)泵技術(shù)條件》。對(duì)規(guī)范性引用文件進(jìn)行了刪補(bǔ)，環(huán)境類試驗(yàn)引用標(biāo)準(zhǔn)改為汽車行業(yè)標(biāo)

準(zhǔn)。將第四部分“設(shè)備儀器要求”與第五部分中“試驗(yàn)設(shè)備”進(jìn)行合并，并新增轉(zhuǎn)速測(cè)定儀、

噪聲儀、絕緣表等項(xiàng)目。會(huì)議還對(duì)絕緣性能、額定壓力、鹽霧試驗(yàn)等具體要求進(jìn)行了討論。

2021年12月，起草組科技根據(jù)行業(yè)內(nèi)專家的反饋，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了較大調(diào)整，并再次向

行業(yè)內(nèi)部征求意見。2021年12月24日，燃料電池電動(dòng)汽車工作組召開專題會(huì)議。會(huì)議再

次明確了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍為容積式氫氣循環(huán)泵，其他類型氫泵參照?qǐng)?zhí)行。會(huì)上專家對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的

主體框架達(dá)成一致，將氫氣循環(huán)泵泵頭和控制器作為一個(gè)整體進(jìn)行要求和試驗(yàn)。對(duì)于會(huì)上未

達(dá)成一致的項(xiàng)目，通過線下收集意見。會(huì)后未勢(shì)能源、長(zhǎng)安新能源、宇通等業(yè)內(nèi)企業(yè)針對(duì)標(biāo)

準(zhǔn)的具體內(nèi)容反饋了意見。具體包括：工作特性的定義、氣體檢漏儀的單位、清潔度要求、

破冰試驗(yàn)方法、性能測(cè)試、振動(dòng)、絕緣電阻等項(xiàng)目。

2022年4月14日，燃料電池電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)工作組2022年第1次會(huì)議，會(huì)上工作組對(duì)

標(biāo)準(zhǔn)的適用主體進(jìn)行了討論。明確標(biāo)準(zhǔn)的主體為燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用氫氣循環(huán)泵制造商，并將

怠速工況和額定工況定義為“由制造商規(guī)定的氫泵工作點(diǎn)”。會(huì)議一致決定氫泵的流量單位

采用L/min，氫泵的工作模式分為兩個(gè)大類，量化了氫泵的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。會(huì)議對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的主

要內(nèi)容進(jìn)行了肯定。決定對(duì)于未能達(dá)成一致的項(xiàng)目，通過問卷調(diào)研的方式確定。

起草組于2022年5月11日進(jìn)行了行業(yè)調(diào)研，面向行業(yè)內(nèi)大部分企業(yè)做了調(diào)查問卷，問

卷內(nèi)容包含了氫氣路的清潔度、冷卻水道的清潔度、破冰試驗(yàn)的時(shí)間要求、破冰試驗(yàn)液態(tài)水

1

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣壓縮機(jī)》（征求意見稿）編制說(shuō)明

的添加方式、噪聲試驗(yàn)的背景噪聲要求、變載（啟停）循環(huán)耐久試驗(yàn)的總次數(shù)、高負(fù)載耐久

試驗(yàn)的輸入功率和總時(shí)長(zhǎng)等。

2022年7月7日召開了專題討論會(huì)，根據(jù)問卷調(diào)研結(jié)果，氫氣路的清潔度確定為不超

過200μm（具體參見標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容），冷卻水道的清潔度不超過500μm，噪聲試驗(yàn)的背景噪聲不

超過40dB，啟停耐久次數(shù)為15萬(wàn)次，變載循環(huán)耐久次數(shù)為15萬(wàn)次，高負(fù)載耐久試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)

為2000小時(shí)（功率不低于額定功率的120%），對(duì)破冰啟動(dòng)的試驗(yàn)方法達(dá)成一致。會(huì)議決定

將怠速工況名稱修改為最低穩(wěn)態(tài)工況，并對(duì)其定義和描述進(jìn)行了細(xì)化。。

2022年7月28日，燃料電池電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)工作組2022年第2次會(huì)議，會(huì)上工作組對(duì)

標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容基本達(dá)成一致。但建議噪聲限值修改為額定工況及動(dòng)態(tài)響應(yīng)工況不超過

75dB，最低穩(wěn)態(tài)工況不超過70dB。建議增加對(duì)冷卻水道的電導(dǎo)率要求。建議細(xì)化電磁兼容

性的要求與測(cè)試。建議增加涉氫防爆要求。會(huì)后起草組根據(jù)專家建議和調(diào)研結(jié)果對(duì)標(biāo)準(zhǔn)再次

進(jìn)行了修改，形成了征求意見稿。

二、汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)的編寫符合GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)

則》的規(guī)定；

編制原則：

考慮到產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，本標(biāo)準(zhǔn)僅將羅茨式氫氣循環(huán)泵列入。原因是當(dāng)前燃料

電池發(fā)動(dòng)機(jī)用氫氣循環(huán)泵主流為羅茨式，離心式等其他類型氫氣循環(huán)泵應(yīng)用較少，且工作特

性與羅茨式差異較大，仍處于探索階段，不宜在標(biāo)準(zhǔn)中做詳細(xì)規(guī)定，但仍可參照?qǐng)?zhí)行。

本標(biāo)準(zhǔn)不僅考慮了氫泵的自身屬性，還考慮到作為汽車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)供氫零部件的

特殊條件，使之盡可能完善。

氫氣循環(huán)泵作為容積泵的一種，其工作特性部分的定義參考了中南工業(yè)大學(xué)出版社出版

的《羅茨鼓風(fēng)機(jī)及其使用-蘇春?！芬粫錃庋h(huán)泵工作特性、計(jì)算公式及試驗(yàn)過程

中所需的表格放入附錄。作為汽車用零部件，其電氣特性部分主要參考了GB/T18488《電

動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)》，其環(huán)境適應(yīng)性部分參考了GB/T28046《道路車輛電氣及電子設(shè)

備的環(huán)境條件和試驗(yàn)》，還有清潔度、禁用物質(zhì)等常規(guī)要求。另外，為適用于燃料電池發(fā)動(dòng)

機(jī)的氫氣供給，新增了供氣固體顆粒、油氣含量、冷卻水電導(dǎo)率等要求，其安全性部分還增

加了針對(duì)氫氣環(huán)境的防爆要求。為適用于汽車行業(yè)批量生產(chǎn)的要求，增加了檢驗(yàn)項(xiàng)目、標(biāo)志、

包裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)存等內(nèi)容。

針對(duì)氫泵的耐久性一節(jié)，本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)氫泵常見的失效模式提出了4類耐久試驗(yàn)，并對(duì)試

驗(yàn)工況和時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行估算。在使用時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算后，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正，但不應(yīng)偏離

標(biāo)準(zhǔn)過多：

1.啟停耐久

2

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣壓縮機(jī)》（征求意見稿）編制說(shuō)明

用于模擬整車生命周期中大量的啟停機(jī)過程，失效模式為在邊界潤(rùn)滑狀態(tài)下對(duì)軸承、油

封等部件造成的磨損。預(yù)估其總次數(shù)不低于7萬(wàn)次（按照每天20次，10年計(jì)算），考慮到

樣本數(shù)和置信度，通過行業(yè)問卷調(diào)研最終確定為15萬(wàn)次。

2.變載循環(huán)耐久

用于模擬整車生命周期中大量的加減速過程，失效模式1為交變應(yīng)力產(chǎn)生的金屬疲勞，

失效模式2為液態(tài)水導(dǎo)致的氫泵氣腔腐蝕。考慮到實(shí)際使用中，氫泵變載幅度較小，通過行

業(yè)問卷調(diào)研最終確定試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)為15萬(wàn)次。

變載循環(huán)耐久的加速系數(shù)，按照逆冪律估算（GB/T34986—2017《產(chǎn)品加速試驗(yàn)方法》）。

3.溫度循環(huán)耐久

用于模擬整車生命周期中大量的慢溫度循環(huán)，失效模式為因老化和不同溫度膨脹系數(shù)導(dǎo)

致的材料劣化、密封失效或電氣故障，考慮到樣本數(shù)和置信度，通過行業(yè)問卷調(diào)研最終確定

循環(huán)次數(shù)不低于300次。

溫度循環(huán)耐久的加速系數(shù)參照GB/T28046.1—2011《道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條

件和試驗(yàn)第1部分一般規(guī)定》附錄B.3.2.5增加負(fù)荷中的CoffinMansen公式估算。取整車

實(shí)際平均環(huán)境溫差為35℃，試驗(yàn)中環(huán)境溫差為105℃（最低-40℃，最高65℃），則加速系數(shù)

為15.6，試驗(yàn)總次數(shù)為235次（按照每天1次，10年計(jì)算）。

??

??????

?????=??????×()

??????

其中：

Ntest為試驗(yàn)中的循環(huán)次數(shù)；

Nfield為實(shí)際整車生命周期中的循環(huán)數(shù)；

ΔTfield為實(shí)際整車中的溫差，單位K；

ΔTtest為試驗(yàn)中的溫差，單位K；

k為按照失效程序確定的指數(shù)，取k=2.5（參考汽車行業(yè)）。

4.高負(fù)載耐久

用于評(píng)估氫泵在熱負(fù)荷下的可靠性，主要失效模式為材料擴(kuò)散、遷移、氧化產(chǎn)生的性能

衰減?？紤]到樣本數(shù)和置信度，通過行業(yè)問卷調(diào)研最終確定試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)不低于2000小時(shí)。

高負(fù)載耐久的加速系數(shù)的估算參照GB/T34986-2017《產(chǎn)品加速試驗(yàn)方法》5.6.1.2中的

Arrhenius模型估算。取整車實(shí)際應(yīng)用中平均氫泵最高點(diǎn)溫度為90℃，試驗(yàn)中氫泵最高點(diǎn)溫

度為135℃，則加速系數(shù)為16.75，試驗(yàn)總時(shí)長(zhǎng)為1194小時(shí)（按照20000小時(shí)壽命計(jì)算）。

??

?????=??????×∑

??

?

?11

?(?)(?)

????????????

??=?

其中：

3

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣壓縮機(jī)》（征求意見稿）編制說(shuō)明

pi為不同應(yīng)用工況在整車生命周期中的百分比；

Ai為試驗(yàn)工況對(duì)于不同應(yīng)用工況的加速系數(shù)；

Ttest為試驗(yàn)中的最高溫度，單位K；

Tfield為實(shí)際整車生命周期中的最高溫度，單位K；

EA為激活能，取0.8eV；

k為玻爾茲曼常數(shù)，取8.617E-5eV/K。

三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析

標(biāo)準(zhǔn)中主要試驗(yàn)的驗(yàn)證情況如下：

1.破冰啟動(dòng)試驗(yàn)

1)試驗(yàn)方法：

a)將氫泵安裝在測(cè)試臺(tái)架上，安裝方式應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)文件的規(guī)定；

b)將氫泵的進(jìn)出氣口聯(lián)通，并在出口到進(jìn)口的管路加節(jié)流閥，使氫泵的氣腔完全封閉；

c)在氫泵的入口安裝濕度傳感器；

d)向氫泵的氣體回路加入液態(tài)水，液態(tài)水的量按照下式計(jì)算：

???

???0?10?+?

?=????=??

???(?+273)

ρw：絕對(duì)濕度，kg/m3

f：相對(duì)濕度

E0：T=0℃時(shí)的飽和蒸汽壓，611Pa

T：氫泵進(jìn)氣溫度，按照工作模式2.3對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣溫度

a，b：T>0時(shí)，a=7.5，b=237.3

T≤0時(shí)，a=9.5，b=265.5

Rw：水的氣體常數(shù)，461.52J/(kg*K)

V：氫泵氣體回路的容積

e)啟動(dòng)氫泵至工作模式2.3；

f)觀察氫泵入口的濕度，如濕度低于95%，應(yīng)當(dāng)再次加入液態(tài)水，直至進(jìn)氣濕度大于

95%；

g)將氫泵整體放置在7.5.3規(guī)定的的低溫環(huán)境中保持12小時(shí)；

h)啟動(dòng)氫泵至工作模式2.3對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，實(shí)時(shí)記錄氫泵轉(zhuǎn)速；

i)從發(fā)出啟動(dòng)指令至氫泵轉(zhuǎn)速達(dá)到工作模式2.3規(guī)定的轉(zhuǎn)速所經(jīng)過的時(shí)間即為破冰啟

動(dòng)時(shí)間。

4

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣壓縮機(jī)》（征求意見稿）編制說(shuō)明

2)試驗(yàn)結(jié)果

三次試驗(yàn)中，氫泵從發(fā)出指令至達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速時(shí)間分別為10s、10.5s、10.5s，滿足試

驗(yàn)要求。

2.噪聲試驗(yàn)

1)試驗(yàn)方法：

a)將氫泵安裝在測(cè)試臺(tái)架上，安裝方式應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)文件的規(guī)定；

b)將氫泵的進(jìn)出氣口放置在消聲室外；

c)按照J(rèn)B/T12334-2015中第7節(jié)規(guī)定的工程法測(cè)試氫泵的噪聲。

d)測(cè)點(diǎn)數(shù)量：前、后、左、右、上，共5點(diǎn)，如錯(cuò)誤!未找到引用源。中1、2、3、4、

5所示；

e)測(cè)點(diǎn)距離：距被測(cè)物表面1m；

f)背景噪聲：<40dB（A）。

2)試驗(yàn)結(jié)果

氫泵在升載、降載、最低穩(wěn)態(tài)點(diǎn)和額定點(diǎn)的噪聲均小于75dBA。

3.溫度沖擊試驗(yàn)

1)試驗(yàn)方法

按照GB/T28046.4-2011中5.3.2.2的規(guī)定進(jìn)行溫度沖擊試驗(yàn)。

5

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣壓縮機(jī)》（征求意見稿）編制說(shuō)明

2)試驗(yàn)結(jié)果

氫泵無(wú)外觀異常、開裂等情況；

氫泵氣腔密封性<0.1mL/min；

氫泵絕緣電阻≥20MΩ。

4.隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)

1)試驗(yàn)方法

按照GB/T28046.3-2011中4.1.2.7.2的規(guī)定進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)。每個(gè)軸的試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為

32小時(shí)。X/Y/Z軸的加速度均方根（RMS）值均為5.9g，PSD和頻率按照下表執(zhí)行。

表1隨機(jī)振動(dòng)功率譜

X/Y/Z軸功率譜密度PSD

頻率（Hz）

g2/Hz

100.187

200.374

300.374

1800.01