■ 王晓兵1，2 张妍懿1 郝 冬1 王仁广1
（1.中国汽车技术研究中心有限公司；2.中汽研汽车检验中心（天津）有限公司）
摘 要： 燃料电池技术的进步带动燃料电池电动汽车的发展和应用，也促使相关标准的需求。在国际上UN/WP.29、ISO、IEC、SAE等组织推出了氢气和燃料电池及燃料电池汽车方面的标准。本文在简单介绍GTR13标准的基础上，详细列出了以上几个主要国际机构制订的氢能和燃料电池相关标准，可供国内燃料电池汽车方面的相关技术人员参考。同时分析指出我国在相关标准制订方面的不足和需要加强标准制订的工作。
关键词：氢气，燃料电池，标准
DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2021.04.033
Brief Introduction of Foreign Standards on Hydrogen and
Fuel Cell Vehicles
WANG Xiao-bing1,2 ZHANG Yan-yi1 HAO Dong1 WANG Ren-guang1
（1. China Automotive Technology and Research Center Co., Ltd.;
2.CATARC Automotive Test Center (Tinajin) Co., Ltd.）
Abstract: The development of fuel cell technology promotes the development and application of fuel cell vehicles, and at the same time demands the requirements for the related standards. Several main organizations such as UN/WP.29, ISO, IEC and SAE have released different standards on hydrogen, fuel cell, fuel cell vehicles. This paper introduced GTR No.13 and interpretted ISO, IEC and SAE standards on hydrogen, fuel cell and fuel cell vehicles, providing references for related personnel. It then put forward some advices on the development of related standards in China.
Keywords: hydrogen, fuel cell, standards
标准评析
目前，国际上有多个组织已经开展燃料电池方面的标准制修订工作，具体如下：
（1）由联合国世界车辆法规协调论坛（UN/ W P.29）负责制订发布的全球统一汽车技术法规GTR 13《氢和燃料电池电动汽车全球技术法规》，起到纲领性作用。联合国世界车辆法规协调论坛（WP.29）是联合国欧洲经济委员会內陆运输委员会下属的一个永久性工作组，主要开展国际范围内
汽车技术法规的制修订、协调、统一与实施工作[1].
（2）国际电工委员会（IEC）和国际标准化组织（ISO）在燃料电池电动汽车标准的制订方面起到了基础和协调的重要作用。ISO主要负责整车、动力系统和电池标准，IEC负责电器附件和基础设施标准。在充电连接、充电通讯、电池规格尺寸等领域，ISO和IEC紧密合作，成立联合工作组共同
王晓兵，张妍懿，郝冬，等：国外主要氢能与燃料电池汽车相关标准简析
制订标准。
（3）美国汽车工程学会（SAE）在汽车类标准的制订方面非常全面和及时，已经发布20余项相关标准，为燃料电池电动汽车的产品化起到了积极的推动作用。
下面对一些主要机构制订的燃料电池汽车相关标准情况进行介绍说明。
1 GTR No.13主要内容简析
GTR法规全称为全球统一汽车技术法规，由联合国世界车辆法规协调论坛（U N/W P.29）负责制订发布。目前，WP.29在被动安全专家工作组（GRSP）框架内下设电动汽车安全（EVS）和氢燃料电池汽车（HFCV）两个非正式工作组，在污染和能源专家工作组（GRPE）框架内下设电动汽车与环境（
EV E）非正式工作组，通过非正式工作组开展电动汽车领域的全球技术法规协调活动。2013年7月发布的UN GTR No.13《氢和燃料电池电动汽车全球技术法规》（Global Technical Regulation concerning the hydrogen and fuel cell vehicles）[2]是燃料汽车领域内第一个国际性法规。该法规的制订是为了氢燃料电池汽车能够达到与传统汽车同样的安全级别，以避免氢气爆炸或燃烧等造成人员伤害。此外，还包括当汽车发生事故时乘员和急救人员免受电击危险等要求。下面就其主要内容进行简述。
压缩氢气储存系统。这部分规定了车用压缩氢气储存系统完整性的要求。规定用于道路车辆的压缩氢气储存系统，其标称工作压力不应高于70MPa，使用寿命不超过15年。其主要内容包括压缩氢气储存系统性能要求、温度驱动压力泄放装置性能试验、单向阀和自动关断阀三大方面。
车载氢系统。GTR No.13法规规定了氢燃料供应系统的完整性要求，具体包括氢气储存系统、管路、接头和其它与氢气接触的部件。标准内容主要针对汽车氢燃料系统的性能和安全需求，具体测试内容见文献[3]。
电安全。满足电安全要求是电动汽车的一个设计重点，燃料电池电动汽车作为电动汽车的一个大类也不例外，一般情况下其高压线路系统比纯电动汽车和混合动力电动汽车都要复杂。燃料电池电动汽车的高电压系统的失效可能造成电击，电流通过人体的皮肤、肌肉、头发等对人体造成伤害。GTR No.13对汽车正常使用和发生碰撞后的电安全方面都给出了具体要求，具体可参考文献[3]。
装有液氢储存系统的车辆。燃料电池电动汽车使用液氢储存系统（L H S S，L e qu id f ie d Hydrogen Storage System）也是一个技术趋势，GTR No.13这方面规定主要包括LHSS储存系统设计验证要求、LHSS燃料系统完整性、LHSS设计验证的测试方法、LHSS燃料系统完整性的测试方法几个方面。
2 ISO相关标准体系简介
在国际标准化组织（I S O）的相关技术委员会中，氢能技术领域的标准主要是由I S O/T C 197(Hydrogen technologies)分委会负责制订。截至2020年5月，ISO/TC 197分委会负责制订的氢燃料质量、加氢站、氢气制备、氢安全方面的标准主要有18项（如表1所示），正在开发的3项[4]；ISO/TC 22（Road Vehicles）分委会负责制订道路车辆方面的标准[5]；ISO/TC 58 （Gas cylinders） 负责氢瓶方面的标准制订，具体包括气瓶的接头、设计和操作要求三个方面详细可参加ISO的相关内容[6]，这里不再列出。我国的部分氢相关国标部分标准的制订参考了ISO的对应标准，主要有：GB/T 29729-2013《氢系统安全的基本要求》非等同采用了ISO/TR 15916:2015的内容；GB/T30719-2014《液氢车辆燃料加注系统接口》等同采用了
王晓兵，张妍懿，郝冬，等：国外主要氢能与燃料电池汽车相关标准简析
ISO 13981：1999；GB/T30718-2014《压缩氢气车
辆加注连接装置》非等同采用了ISO 17268:2006；
GB/T 29729-2013《氢系统安全的基本要求》非等
同采用了ISO/TR 15916:2004。由于时间问题，有些
国家推荐性标准参考或者引用的ISO标准的版本已
经不是最新标准，在具体使用中需要注意。
表1 ISO/TC 197氢能技术领域标准
序
号
标准编号标准名称
1ISO 19882:2018气氢-车用压缩储氢容器的温度驱动的压力泄放装置
2ISO 19881:2018气氢-陆地车辆储氢容器
电动汽车技术论坛3ISO 16111:2018可运输的储氢装置-金属氢化物可逆吸附氢气
4ISO/TS 19883:2017氢气分离和纯化的压力变压吸附系统安全
5ISO/TR 15916:2015氢系统安全基本要求
6ISO 17268:2020陆地车辆加氢连接装置
7ISO 22734:2019电解水氢气发生器-工业和商业设施
8ISO 26142:2010氢气检测装置-固定式应用
9ISO 16110-1:2007燃料转化制氢装置-第1部分：安全
10ISO 16110-2:2010燃料转化制氢装置-第2部分：性能测试方法
11ISO 13985:2006液氢-陆地车辆燃料罐
12ISO 13984:1999液氢-陆地车辆燃料加注系统接口
13ISO 17268:2012气氢-陆地车辆燃料加注连接装置
14I S O/T S19880-
1:2020
气氢-加氢站-第1部分：基本要求
15ISO 19880-3:2018气氢-加氢站-第3部分：阀
16ISO 19880-5：2019气氢-加氢站-第5部分：软管和软管组件
17ISO 19880-8:2019气氢-加氢站-第8部分：氢气品质控制
18ISO 14687：2019氢燃料-产品规范3 SAE相关标准体系简介
美国汽车工程师学会（S A E）制订了大量的电动汽车类标准，具体包括整车、零部件和充电标准等。SAE标准在数量和制订速度上都处于相对领先地位，其不仅在美国国内使用，而且多为国际标准参考和采用。SA E电动汽车标准由地面车辆标准委员会负责，目前涉及到电动汽车标准制订的委员会有混合动力委员会、燃料电池标准委员会、汽车电池标准委员会、轻型汽车性能和经济性测量委员会等。燃料电池标准化委员会主要负责制订燃料电池电动汽车相关的标准和试验规程。该委员会制订的标准包括安全性及性能要求、与效能及环保相关的燃料系统可靠性和回收利用的内容，建立试验规程，以确保汽车、系统、部件性能试验的一致性。
截至2020年4月底，SA E发布燃料电池电动汽车直接相关标准19项（如表2所示）。标准内容涵盖氢气、电池、电堆、系统、整车几个不同层级，具体涉及到术语、质量控制、氢安全、急救、加氢通讯、碰撞安全、能耗测试等方面，是目前国际上比较全面的燃料电池电动汽车标准体系。其中SA E J2578《燃料电池电动汽车基本安全推荐规程》[7]和SA E J2579《燃料电池电动汽车燃料系统安全》[8]是燃料电池汽车整车安全方面两个最为关键的标准，对其他国家类似标准的制订很有借鉴意义。由于SA E 的相关标准不是国际化标准组织制订的，因此我国在相关标准的制订过程中，国标很少采用SA E的对应标准；但存在这种情况，就是有些标准（含国标、行标、团标、企标）确实参考的SAE的相关标准中的一些内容。
表2 SAE燃料电池电动汽车及相关标准序
号
标准号标准名称
1J3089_201810车用氢气传感器特征
2J2990/1_201606氢气和燃料电池车辆应急救援推荐规程
3J2799_201404氢能地面车辆与加氢站的通讯硬件和软件
4J2760_201106燃料电池车辆和其他氢能车辆的压力术语
5J2719_202003燃料电池车辆的氢气品质
6J2719_200804关于燃料电池车辆氢气质量指南的信息报告
7J2617_201108汽车用PEM燃料电池堆子系统性能测试推荐规程
8J2616_201108汽车用燃料电池系统的燃料处理子系统的性能测试
9J2615_201110汽车用燃料电池系统的性能测试10J2601_201612使用气氢的轻型地面车辆加氢协议11J2601/3_201306使用气氢的工业卡车加氢协议
12J2601/2_201409使用气氢的重型车辆加氢协议
13J2600_201510使用压缩氢气的地面车辆加氢连接装置
14J2594_201611循环式质子交换膜燃料电池系统设计推荐规程
15J2579_201806燃料电池汽车和其他氢能车辆的燃料系统标准
16J2578_201408燃料电池汽车通用安全推荐规范17J2574_201109燃料电池汽车术语
18J2572_201410使用压缩氢的燃料电池汽车和燃料电池混合动力汽车的氢耗和里程测试推荐规程
19J1766_201401电动汽车、燃料电池汽车和混合动力电动汽车碰撞完整性测试推荐规程
4 IEC相关标准体系简介
国际电工委员会（I n t e r n a t i o n a l Electrotechnical Commission，IEC）下设的TC 105 燃料电池技术分委会共有14个工作组（如表3所示），具体负责固定式燃料电池发电系统、交通工具用燃料电池系统、燃料电池动力系统、便携式燃料电池系统、微型燃料电池系统、燃料电池辅助动力系统六个方面相关标准的研究和制订[9]。截至2020年5月，IEC共发布燃料电池相关标准20项（如表4所示）。IEC发布的标准基本都是围绕燃料电池模块和系统的展开的，跟燃料电池电动汽车整车级的没有。
表3 IEC/TC 105的下设工作组
工作组
编号
工作组名称
WG 1术语
WG 2燃料电池模块
WG 3固定式燃料电池发电系统 - 安全
WG 4燃料电池发电系统性能
WG 5固定式燃料电池发电系统 - 安装
WG 6
除了道路车辆、增程器和辅助动力单元(APU)以外
的驱动用燃料电池发电系统
WG 7便携式燃料电池发电系统-安全
WG 8微型电池发电系统-安全
WG 9微型电池发电系统-性能
WG 10微型电池发电系统-交互性能
WG 11PEFC和 SOFC 单电池试验方法
WG 12
固定式燃料电池发电系统-热电联供的小型固定式
发电系统
WG 13
燃料电池技术-采用可逆式燃料电池模块的储能
系统
WG 14寿命循环评价
WG16
除了道路车辆和辅助动力单元(APU)以外的驱动用
燃料电池发电系统-用于工业卡车性能测试的燃料
电池和动力电池混合动力系统
WG17无人机用燃料电池发电系统
王晓兵，张妍懿，郝冬，等：国外主要氢能与燃料电池汽车相关标准简析
王晓兵，张妍懿，郝冬，等：国外主要氢能与燃料电池汽车相关标准简析
在我国现行发布的燃料电池标准中，由全国燃料电池及液流电池标准化委员会（SAC/TC 342）负责制订的部分标准是参照IEC对应标准而修改制订的，有些则是等同采用。GB/T20042.2-2008《质子交换膜燃料电池电池堆通用技术条件》参考了IEC 62282-2:2004中有关质子交换膜燃料电池堆的主要内容。GB/T29838-2013《燃料电池 模块》修改采用了IEC 62282-2:2012的内容。GB/T23751.1-2009《微型燃料电池发电系统第1部分：安全》修改采用了IEC62282-6-100:2007的内容；GB/T23751.2-2009等同采用IEC 62282-6-200:2007；GB/T30084-2013《便携式燃料电池发电系统安全》等同采用了IEC62282-5-1:2012 ；GB/T 27748.1-2011《固定式燃料电池发电系统第1部分：安全》等同采用了IEC62282-3-1:2007；GB/T27748.2-2013《固定式燃料电池发电系统第2部分：性能试验方法》等同采用了IEC622823-200:20l1；GB/T27748.3-2011《固定式燃料电池发电系统第3部分：安装》等同采用了IEC62282-3-3:2007；GB/T 28816-2012《燃料电池术语》等同采用了IEC/TS 62282-1：2010；GB/T 28817-2012《聚合物电解质燃料电池单电池测试方法》等同采用了IEC/TS 62282-7-1：2010；
GB/T《燃料电池电动汽车最高车速试验方法》采用了ISO/TR
表 4 IEC燃料电池相关标准
序号标准号标准名称
1IEC 60050-485:2020国际电工术语 (IEV) - 第485部分: 燃料电池技术
2IEC 62282-2:2012燃料电池模块
3IEC 62282-3-100:2019固定式燃料电池发电系统 - 安全
4IEC 62282-3-200:2015固定式燃料电池发电系统 - 性能试验方法
5IEC 62282-3-201:2017固定式燃料电池发电系统 - 小型燃料电池发电系统性能试验方法
6IEC 62282-3-300:2012固定式燃料电池发电系统 - 安装
7IEC 62282-3-400:2016固定式燃料电池发电系统- 热电组合输出的小型固定式发电系统
8IEC 62282-4-101:2014除了道路车辆和辅助动力单元（APU）外的驱动用燃料电池发电系统 - 工业电动卡车安全9IEC 62282-4-102:2017工业电动卡车用燃料电池发电系统-性能试验方法
10IEC 62282-5-100:2018便携式燃料电池发电系统 - 安全
11IEC 62282-6-100:2012 微型燃料电池发电系统 - 安全
12IEC PAS 62282-6-150:2011微型燃料电池发电系统 - 安全-间接式PEM燃料电池内的水活性(UN 4.3类)化合物13IEC 62282-6-200:2016微型燃料电池发电系统 - 性能试验方法
14IEC 62282-6-300:2012微型燃料电池发电系统 - 燃料容器互换性
15IEC 62282-6-400:2019微型燃料电池发电系统 - 功率和数据互换性
16IEC TS 62282-7-1:2017试验方法 - 聚合物电解质燃料电池(PEFC)单体和堆
17IEC TS 62282-7-2:2014试验方法 - 固体氧化物燃料电池(SOFC)单体和堆
18IEC 62282-8-101:2020可逆式燃料电池模块的储能系统 - 固体氧化物燃料电池单体和堆性能试验程序（包括可逆操作）
19IEC 62282-8-102:2019以可逆式燃料电池模块的储能系统-质子交换膜燃料电池单体和堆性能试验程序（包括可逆操作）
20IEC 62282-8-201:2020可逆式燃料电池模块的储能系统—电力系统性能测试程序
发布评论