书 书 书犐犆犛 ２７ ． ０７０ 犓 ８２ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ３８９１４ — ２０２０ 车用质子交换膜燃料电池堆使用寿命测试评价方法 犈狏犪犾狌犪狋犻狅狀犿犲狋犺狅犱犳狅狉犾犻犳犲狋犻犿犲狅犳狆狉狅狋狅狀犲狓犮犺犪狀犵犲犿犲犿犫狉犪狀犲犳狌犾犲犮犲犾犾狊狋犪犮犽犻狀狏犲犺犻犮犾犲犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀 ２０２０  ０６  ０２ 发布 ２０２０  １２  ０１ 实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会 发布书 书 书目 　　 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… １ 　 范围 １ ……………………………………………………………………………………………………… ２ 　 规范性引用文件 １ ………………………………………………………………………………………… ３ 　 术语和定义 １ ……………………………………………………………………………………………… ４ 　 测试设备及条件 ２ ………………………………………………………………………………………… 　 ４．１ 　 测试对象 ２ …………………………………………………………………………………………… 　 ４．２ 　 测试平台及测试对象安装 ２ ………………………………………………………………………… 　 ４．３ 　 测试环境与基本要求 ３ ……………………………………………………………………………… 　 ４．４ 　 特别规定 ３ …………………………………………………………………………………………… ５ 　 使用寿命测试方法 ３ ……………………………………………………………………………………… 　 ５．１ 　 总则 ３ ………………………………………………………………………………………………… 　 ５．２ 　 活化 、 测试及稳定性考核 ３ …………………………………………………………………………… 　 ５．３ 　 分工况测试 ５ ………………………………………………………………………………………… 　 ５．４ 　 寿命测试结束时的发电性能测试 ９ ………………………………………………………………… 　 ５．５ 　 循环工况谱的确定 １０ ………………………………………………………………………………… 　 ５．６ 　 性能衰减率和燃料电池使用寿命计算 １０ …………………………………………………………… ６ 　 测评报告 １１ ………………………………………………………………………………………………… 参考文献 １２ …………………………………………………………………………………………………… Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３８９１４ — ２０２０ 前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草 。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 。 本标准由中国电器工业协会提出 。 本标准由全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ３４２ ） 归口 。 本标准起草单位 ： 清华大学 、 中国科学院大连物理化学研究所 、 武汉理工大学 、 新研氢能科技有限公司 、 广东国鸿氢能科技有限公司 、 新源动力股份有限公司 、 南京大学 、 机械工业北京电工技术经济研究所 、 北京上电科赛睿科技有限公司 、 中国质量认证中心 、 上海神力科技有限公司 、 上海市质量监督检验技术研究院 、 航天新长征电动汽车技术有限公司 、 广东合即得能源科技有限公司 、 北京氢璞创能科技有限公司 、 上海重塑能源科技有限公司 、 上海攀业氢能源科技有限公司 、 上海恒劲动力科技有限公司 、 东莞众创新能源科技有限公司 、 苏州弗尔赛能源科技股份有限公司 、 南京东焱氢能源科技有限公司 、 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 、 福建亚南电机有限公司 、 无锡市产品质量监督检验院 、 上海机动车检测认证技术研究中心有限公司 、 丰田汽车 （ 中国 ） 投资有限公司 、 北京亿华通科技股份有限公司 、 上海博暄能源科技有限公司 、 浙江高成绿能科技有限公司 、 山东东岳未来氢能材料有限公司 。 本标准主要起草人 ： 裴普成 、 衣宝廉 、 潘牧 、 齐志刚 、 燕希强 、 邢丹敏 、 刘建国 、 张亮 、 卢琛钰 、 王刚 、 周斌 、 李松丽 、 侯明 、 俞红梅 、 王诚 、 靳殷实 、 黄平 、 朱俊娥 、 胡哲 、 董辉 、 胡磊 、 徐伟强 、 徐加忠 、 顾军 、 叶东浩 、 林玉祥 、 陈耀 、 裴冯来 、 张倩 、 刘然 、 田丙伦 、 侯向理 、 邹业成 。 Ⅲ 犌犅 ／ 犜 ３８９１４ — ２０２０ 车用质子交换膜燃料电池堆使用寿命测试评价方法 １ 　 范围 本标准规定了车用质子交换膜燃料电池堆的使用寿命测试和计算方法 。 本标准适用于道路车辆和非道路车辆用质子交换膜燃料电池堆的寿命测试和评价 。 注 ： 本标准暂不考虑实验室与道路环境空气质量差异的影响 。 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 ／ Ｔ２００４２．１ 　 质子交换膜燃料电池 　 第 １ 部分 ： 术语 ＧＢ ／ Ｔ２３６４５ — ２００９ 　 乘用车用燃料电池发电系统测试方法 ＧＢ ／ Ｔ２８１８３ — ２０１１ 　 客车用燃料电池发电系统测试方法 ＧＢ ／ Ｔ２９８３８ — ２０１３ 　 燃料电池 　 模块 ＧＢ ／ Ｔ３６２８８ — ２０１８ 　 燃料电池电动汽车 　 燃料电池堆安全要求 ＧＢ ／ Ｔ３７２４４ — ２０１８ 　 质子交换膜燃料电池汽车用燃料 　 氢气 ３ 　 术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ２００４２．１ 、 ＧＢ ／ Ｔ２３６４５ — ２００９ 、 ＧＢ ／ Ｔ２８１８３ — ２０１１ 、 ＧＢ ／ Ｔ２９８３８ — ２０１３ 界定的以及下列术语 和定义适用于本文件 。 ３ ． １ 　 怠速电流 　 犻犱犾犻狀犵犮狌狉狉犲狀狋 被测燃料电池堆对应车载燃料电池系统在怠速工况下燃料电池堆的输出电流 ， 此电流下燃料电池 堆能够维持燃料电池系统自身工作一定时间 ， 但对外不输出功率 。 ３ ． ２ 　 额定电流 　 狉犪狋犲犱犮狌狉狉犲狀狋 被测燃料电池堆对应车载燃料电池系统在额定工况下燃料电池堆的输出电流 ， 此电流下燃料电池 堆能够维持运行一定时间 。 ３ ． ３ 　 基准电流工况 　 狉犲犳犲狉犲狀犮犲犮狌狉狉犲狀狋犮狅狀犱犻狋犻狅狀 在燃料电池寿命测评中以某特定电流为基准的工况 。 ３ ． ４ 　 工况循环 　 狅狆犲狉犪狋犻狅狀犿狅犱犲犮狔犮犾犲 被测燃料电池堆对应车载燃料电池系统从启动到停机连续运行中燃料电池堆的工况变化历程 。 １ 犌犅 ／ 犜 ３８９１４ — ２０２０ ３ ． ５ 　 车用燃料电池堆使用寿命 　 犾犻犳犲狋犻犿犲狅犳犳狌犲犾犮犲犾犾狊狋犪犮犽犻狀狏犲犺犻犮犾犲犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀 燃料电池堆在车用工况循环下从开始使用至伏安特性衰减到规定的最低程度时的累计使用时间 。 ４ 　 测试设备及条件 ４ ． １ 　 测试对象 测试对象一般为单一燃料电池堆或多个燃料电池堆的组合体 。 所测的电池堆 ， 内部膜电极及双极板的结构尺寸和材料与实际应用的燃料电池堆相同 。 对于燃料电池系统中多电池堆组合的情况 ， 可取其中一个电池堆为测试对象 ， 也可取部分或全部电池堆组合体为测试对象 。 测试对象需要从系统中取出后安装于测试平台进行测试 。 在测试平台上安装测试对象前 ， 检查确认测试对象无外观损伤 ， 并确认燃料电池堆符合 ＧＢ ／ Ｔ３６２８８ — ２０１８ 的基本安全要求 。 ４ ． ２ 　 测试平台及测试对象安装 主要测量器件及测量精度见表 １ 。 表 １ 　 主要测量器件及精度 测量器件 精度 湿度测量装置 相对湿度不低于 ±３．０％ 温度测量装置 不低于 ±１．０℃ 压力测量装置 不低于 ±１．０ｋＰａ 燃料质量流量测量装置 不低于 ±１．０％ＦＳ （ 满量程 ） 空气质量流量测量装置 不低于 ±１．０％ＦＳ 电压测量装置 不低于 ±０．５％ＦＳ 电流测量装置 不低于 ±０．５％ＦＳ 　　 燃料电池堆测试平台如图 １ 所示 。 测试设备应能按照测试程序自动调控 ， 并记录测量参数 ； 应具备多通道电压采集功能 ， 能够显示和记录燃料电池堆每节燃料电池的电压 ； 供气流量和湿度变化速度不低于测试所用工况谱中的变载速度 。 可使用任何一方提供的测试平台 ， 但应满足本标准要求 。 要求进气温度 、 湿度 、 压力传感器布置在电池堆进气口上游 １００ｍｍ 之内 ， 电池堆温度传感器布置在冷却液出口下游 １００ｍｍ 之内或电池堆内部 ， 进气流量计布置于气体增湿之前的管路 。 如果燃料电池堆或模块外壳的特殊设计造成传感器布置位置无法达到前述位置 （ １００ｍｍ 范围之内 ）， 则可由测试方与委托方协商解决 。 ２ 犌犅 ／ 犜 ３８９１４ — ２０２０ 图 １ 　 燃料电池堆测试平台示意图 完成测试设备与燃料电池堆或模块连接后 ， 确认燃料电池堆各接口处不泄漏 ， 并用手持式或其他类型的氢气检测仪检查燃料电池堆的氢气密封性 。 ４ ． ３ 　 测试环境与基本要求 规定测试环境条件为 ： 海拔不超过 １０００ｍ ， 环境温度为 ５℃ ～ ４０℃ ， 实验室与室外应保持通风