《燃料電池電動汽車加氫通信協(xié)議》

（征求意見稿）

編制說明

一、工作簡況

為了推動我國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康、科學有序發(fā)展，加強技術(shù)研發(fā)，保障燃料電

池汽車的安全穩(wěn)定運行，同時推動建立并完善相關通信技術(shù)標準體系，全國汽車標準化技術(shù)

委員會電動車輛分技術(shù)委員會燃料電池電動汽車工作組提出針對燃料電池電動汽車加氫接

口通信協(xié)議標準的汽車行業(yè)標準提案，工業(yè)和信息化部于2020年5月25日下達立項計劃，

計劃號為“2020-0318T-QC”。該標準的建立將有效保障燃料電池汽車的氫氣加注安全，推

動燃料電池汽車的示范運行，繼而為實現(xiàn)零碳交通貢獻燃料電池汽車的力量，進而實現(xiàn)交通

領域的2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標。

計劃下達后，燃料電池電動汽車工作組成立專項起草組，積極開展相關研究，于2021

年8月形成初稿，但是受70MPa四型瓶以及加氫通信協(xié)議站點的普及不及預期、加氫通信

協(xié)議的國際標準適逢修訂等因素的影響，導致項目研究不及預期。近年來，隨著五部委燃料

電池電動汽車示范政策的落地，燃料電池電動汽車的產(chǎn)銷量雙雙提升，加氫站建設明顯提速，

同時基于北京冬奧會針對70MPa燃料電池電動汽車進行了示范應用，項目組研究了示范應

用過程中的經(jīng)驗，參考國際標準，進一步形成了新的標準草案。

2023年8月31日，在燃料電池電動汽車工作組2023年第2次會議上，起草組對QC/T

《燃料電池汽車加氫接口通信協(xié)議》向工作組成員介紹了工作進展。

2023年11月21日召開了QC/T《燃料電池汽車加氫接口通信協(xié)議》專題討論會，專家

們對標準進行了細致深入地討論。會議主要建議包括：適用范圍參照GB/T24549《燃料電

池電動汽車安全要求》改為“本文件適用于使用壓縮氣態(tài)氫的燃料電池電動汽車”；增加“表

示層”中分隔符的數(shù)據(jù)示例；刪除“傳遞方向”重復性描述；將紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝

置的性能要求分類為裝置性能要求和布置要求進行表述；將測試場景表格中的“Y”“N”

改為“√”“×”。會后，起草組根據(jù)專家要求對標準內(nèi)容進行了修改，形成了詳細匯報草

案。

2023年12月7日燃料電池電動汽車工作組2023年第3次會議，會上起草組向工作組

成員進行了詳細匯報，并開展了細致討論。會上建議：將標準名稱改為《燃料電池電動汽車

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《燃料電池電動汽車加氫通信協(xié)議》（征求意見稿）編制說明

加氫通信協(xié)議》；為區(qū)別于GB/T42855-2023氫燃料電池車輛加注協(xié)議技術(shù)要求，增加“加

氫通信協(xié)議”術(shù)語定義；將比特誤碼率單獨作為一項要求；刪除測試方法中“模擬的加氫口

可由直徑為30mm的不銹鋼軸替代”內(nèi)容。會后，起草組根據(jù)工作組成員意見進行了再次

修改，形成了征求意見稿。

二、汽車行業(yè)標準編制原則和確定汽車行業(yè)標準主要內(nèi)容的依據(jù)

1編制原則

本標準編寫符合《GB/T1.1-2020標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起

草規(guī)則》的規(guī)定。

本標準的編制綜合考慮了技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢，規(guī)定了燃料電池汽車加注通信采用紅外

通信的形式，對通信協(xié)議的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)的要求、通信有效性的測試方法等提出了要求，同時

對加注過程中通信的建立、通信及斷開的基本要求作了規(guī)定。

本標準選用紅外通信作為加氫通信的傳輸方式具有以下優(yōu)勢：

（1）車輛作為移動端，加氫站作為固定端，加氫槍連接加氫口周邊區(qū)域為涉氫環(huán)境，

電信號接觸式連接有產(chǎn)生電弧風險，更適合采用非接觸式連接；

（2）紅外通信利用紅外線來傳輸信號，用來取代點對點的線纜連接；

（3）紅外通信具備短距離，點對點直線數(shù)據(jù)傳輸特點，紅外線發(fā)射角度較小，保密性

強，相比WIFI、藍牙等傳輸形式做信號識別更簡單；（藍牙技術(shù)適用于短距離多點通信；

Wi-Fi技術(shù)適用于中長距離、高速率的局域網(wǎng)通信；NFC技術(shù)適用于極短距離、安全性較高

的通信和身份驗證）

（4）紅外模塊功率低、體積小、成本低、無有害輻射、技術(shù)成熟，更適合批量化應用。

2標準主要內(nèi)容

本標準包含范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、表示層、通信

數(shù)據(jù)定義與要求、通信過程、性能要求、測試方法、附錄等11部分。

2.1適用范圍

本文件適用于使用壓縮氣態(tài)氫的燃料電池電動汽車。

說明：適用范圍參照GB/T24549《燃料電池電動汽車安全要求》編寫。

2.2通信協(xié)議框架

本標準基于開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型的框架，將通新協(xié)議劃分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、表

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《燃料電池電動汽車加氫通信協(xié)議》（征求意見稿）編制說明

示層對傳輸方式定義。物理層用于連接不同的物理設備、傳輸比特流；數(shù)據(jù)鏈路層將數(shù)據(jù)封

裝成幀，實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀傳輸和差錯檢測；表示層為異種主機通信提供一種公共語言。

（1）物理層要求采用反向歸零的調(diào)制方案，光脈沖表示“0”，無光脈沖表示“1”，

最大脈沖持續(xù)時間為位時間的3/16，加0.6μs的容差；規(guī)定了每個字節(jié)幀應有1個異步起

始位、8個數(shù)據(jù)位和1個結(jié)束位，數(shù)據(jù)位按串行順序傳遞，以最低有效位（LSB）開始，最

高有效位（MSB）結(jié)束，波特率為38400bps。

說明：目前紅外通訊主要是采用串口通信方式，常用的紅外波特率包括2400bps、4800bps、

9600bps、19200bps、38400bps、57600bps、115200bps，波特率代表每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位，本

標準考慮到數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容要求，選定了波特率為38400作為標準傳輸速率，該速率既

能滿足現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳輸需求，也考慮了后續(xù)技術(shù)發(fā)展而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)擴展要求。

（2）數(shù)據(jù)鏈路層定義了控制字符，規(guī)定了數(shù)據(jù)傳輸利用CRC-16校驗碼進行幀校驗，

同時規(guī)定了數(shù)據(jù)包的傳遞路徑及轉(zhuǎn)義方式。

（3）表示層規(guī)定了傳輸通信數(shù)據(jù)的表示方式。

2.3通信數(shù)據(jù)定義與要求

通信數(shù)據(jù)定義與要求對傳輸數(shù)據(jù)進行了規(guī)定，包括協(xié)議標識符、數(shù)據(jù)通信軟件版本號、

儲氫氣瓶總公稱容積、加氫口類型、加注指令、測量壓力、測量溫度及可選數(shù)據(jù)。

2.4通信過程

通信過程定義了建立通信、通信和斷開通信三個過程。

說明：由于燃料電池汽車加氫過程是車輛與加氫設備的交互過程，與加注設備的通信傳

輸是監(jiān)測加氫安全的關鍵保障，因此標準中對加氫槍與加氫口即加氫機與車輛之前的通信過

程作了基本要求。

2.5性能要求

性能要求對紅外發(fā)射裝置、紅外接收裝置、通信比特誤碼率要求作了規(guī)定。

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《燃料電池電動汽車加氫通信協(xié)議》（征求意見稿）編制說明

圖1紅外通信接口示意圖

（1）紅外發(fā)射裝置要求

性能上，紅外發(fā)射波長應在850nm-900nm范圍，紅外發(fā)射強度應在40mW/sr-100mW/sr

范圍，車輛上的紅外發(fā)射裝置射向應具有不小于a=55°的有效半角；

布置要求上，紅外發(fā)射裝置要求其端面距Z平面的距離參考值dv應在0mm-20mm范

圍，其中心應位于加氫口軸線半徑rv=22mm±4mm的區(qū)域內(nèi)。

圖2紅外發(fā)射裝置正視圖（左）、紅外發(fā)射信號覆蓋范圍（右）

說明：如圖2、圖3所示，通過仿真模擬表明，滿足本標準規(guī)定的發(fā)射角度、接收角度

及距離等性能和布置要求，紅外發(fā)射裝置發(fā)送的信號可以被紅外接收裝置有效接收。

（2）紅外接收裝置

性能上，紅外接收裝置內(nèi)部至少應有3個紅外接收器，加氫槍上的紅外接收裝置接收角

度應具有不小于b=55°的有效半角，紅外接收裝置應能檢測輻射照度范圍100μW/cm2-50

mW/cm2的紅外信號，車輛上的紅外發(fā)射裝置射向應具有不小于a=55°的有效半角。

布置要求上，紅外接收裝置要求其內(nèi)部的紅外接收器相鄰角度應不超過c=120°，紅外

接收裝置的中心應位于加氫槍軸線半徑rn=22mm±4mm的區(qū)域，紅外接收裝置端面距離Z

平面的距離參考值dn應在15mm-35mm范圍內(nèi)。

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《燃料電池電動汽車加氫通信協(xié)議》（征求意見稿）編制說明

圖3紅外接收裝置正視圖（左）、紅外接收信號覆蓋范圍

說明：如圖2、圖3所示，通過仿真模擬表明，滿足本標準規(guī)定的發(fā)射角度、接收角度

及距離等性能和布置要求，紅外發(fā)射裝置發(fā)送的信號可以被紅外接收裝置有效接收。

（2）比特誤碼率

為了提高通信的準確性和持續(xù)性，對于紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置建立通信后的比特

誤碼率作了應小于10e-4的規(guī)定。

2.6測試方法

為確保通信的準確性和持續(xù)性，需對比特誤碼率進行測試，因此詳細規(guī)定了測試環(huán)境、

測試場景、測試操作。

測試環(huán)境要求了測試過程中測試裝置的組成、測試樣件的放置要求，如圖4所示。

圖4測試裝置示意圖

測試場景規(guī)定了16種不同的模擬條件：不同光照條件（陽光照射、熒光燈、白熾燈照

射、黑暗條件）、模擬發(fā)射器與接收器在不同距離條件、模擬發(fā)射器與接收器在不同角度、

模擬發(fā)射器與接收器不同軸線距離、模擬光源閃爍條件。

基于上述測試環(huán)境和測試場景開展全場景測試和瞬態(tài)照明測試。

三、主要試驗（或驗證）情況分析

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《燃料電池電動汽車加氫通信協(xié)議》（征求意見稿）編制說明

標準中主要試驗的驗證情況如下：

紅外通信是一種較為成熟的通信方式，本標準起草過程中主要針對通信的有效性進行了

測試。

1）試驗方法

a）按照本標準規(guī)定的要求連接紅外發(fā)射裝置與加氫機端對應的紅外接收裝置。

b）通過上位機發(fā)送報文數(shù)據(jù)給紅外發(fā)射裝置，將發(fā)送的原始數(shù)據(jù)與解析的數(shù)據(jù)進行數(shù)

據(jù)比對，檢查數(shù)據(jù)與協(xié)議的一致性。例舉如下；

模擬發(fā)送下述指令

加氫指令：Hlat（暫停）

溫度：290K

壓力：20Mpa

氣瓶容積：130L

加注協(xié)議：J2799

加注類型：H70

圖1加氫通信協(xié)議驗證信息流

c）通過上位機觀察加氫機收到的信號是否穩(wěn)定，且與上位機發(fā)送的報文數(shù)據(jù)對比是否

一致。

d）模擬發(fā)送CRC校驗失效、通訊丟失、延時數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙收?，檢查加氫機故障識別響

應。

2）試驗結(jié)果

數(shù)據(jù)通信正常，針對模擬的異常通信，加氫機可以進行故障識別報警。

四、標準中涉及專利的情況

本標準未涉及專利情