中国汽车技术研究中心有限公司平台总监郭婷做主题演讲

8月25日，由中国电池工业协会、电池中国网联合主办的“2023氢能与燃料电池技术及应用国际峰会”在中国上海隆重举行。中国电池工业协会理事长刘宝生、中国工程院院士彭苏萍、中国科学院院士孙世刚、上海市嘉定区副区长李峰等出席峰会，来自行业主管部门、高校、科研机构和产业链知名企业，以及外宾代表共300余人与会。

中国汽车技术研究中心有限公司平台总监郭婷在会上作题为《国内外燃料电池汽车关键测评技术的研析》的主题演讲。

以下是发言内容实录，未经嘉宾审阅：

郭婷：各位行业同仁大家上午好，很荣幸今天站在这里跟大家分享一下我们团队所做的一些工作，今天我所分享的题目是《国内外燃料电池汽车关键测评技术的研析》。

我将从4个方面来说，首先我们看一下目前燃料电池整个的示范运行发展现状。

燃料电池其实是我们汽车能源战略以及我们双碳政策的一个重要支撑，目前其实是采取示范运行的支撑政策，已经有五大示范城市群，41座城市纳入我们国家的燃料电池示范城市运行中心，从2019年开始就实行了一个最高额的补贴状态。

我们把最高的购置补贴转化为示范支撑的政策，目前实施的政策来讲我们主要也是集中于四大方面，分别是构建产业链，促进研发的产业化，在这个方面我们其实是以龙头产业为重要支撑，大力发展关键的核心技术和整车产品，实现一些重大的突破。

第二点，我们开展新技术、新车型示范，完善关键技术和测试评价标准，在这个方面我们是在不断的寻找燃料电池汽车的示范应用场景。

第三点，探索商业模式，提高经济性，在这个方面我们重点其实是找到能够持续给燃料电池汽车提供稳定低成本的氢源。

最后一个方面，完善政策制度的环境，不单单从加氢站，也从我们的氢源入手，从整个燃料电池汽车的示范运行入手，来开展相关的政策支撑。

在政策的支撑下，目前已经在四大领域取得关键的技术进展，首先在技术的创新领域，我们目前已经逐渐掌握了自主知识的创新能力，掌握了关键燃料电池电堆、双极板、空压机等核心的技术，在碳纸和催化剂的方面也在逐渐的加速突破。

在车辆的应用推广领域，销售额也在直线上升，据不完全统计已经超过了1.5万辆这样的数量，燃料电池也从单纯的公交车场景，拓展到物流车和重卡应用场景。

第三，氢能供给，累计的加氢站我们已经有将近400余座，很多的城市也正在将氢能作为能源管理，并且不断的去加快加氢站的审批和管理办法。

最后一个就是支持政策，政策体系和制度环境都在逐渐的完善，包括我们从国家级和省部级等等都开始去报批各类型支撑的政策去推动燃料电池示范运行发展。在未来增加燃料电池的车型和应用场景，规范化降低成本，提速氢能供给模式，政策持续支撑，将助力我国成为最大的燃料电池汽车市场。

在政策方面，长期看来需要建立氢能及燃料电池汽车协同发展的政策支撑体系，目前规划的将会从研发的验证和推广应用、安全监督、加氢站的建设等多个角度，共同推动。从车辆的应用场景来讲，也逐渐的去寻找中途场景和远途场景，能够快速的加大燃料电池启动推广力度的一些应用场景。

第三，规模化的成本和核心技术的国产化，是我们降低成本最重要的方式，无论是从政策的支撑和产业龙头企业的加大创新技术力度，都会促使我们成本的降低。未来我们将会实现能够与燃油车相媲美的状态。

目前我们中汽中心是作为燃料电池示范运行的第三方支撑机构，全面支撑了财政部等五部门完成示范运行政策的研究、起草、解读和示范城市群的评选工作，并建立了国家氢能及燃料电池示范监控平台，目前接受平台的燃料电池汽车车辆已经超过5000辆，加氢站超过70做，制氢企业有30余家。

第二个方面，我们来回顾一下国内外标准法规现状的一个体系，产业的推动离不开标准的推广，在国际领域我们其实目前还是以三大性能为支撑，包括安全、性能、燃料，包括我们在几大的研究标准机构，GTR还有SAE、ISO等等，他们都在不同层级的去支撑燃料电池汽车的标准化发展。

值得一提的其实是在国际上认证，还是以整车加汽评为主，而我们过么其实还多了关键核心零部件的支撑，这样才能推动我们自主知识产权进一步的扩大。纵观我们的国家标准，目前其实是以两条腿走路，第一条是基于燃料电池现有的结构特征，正在制定多项整车接口使用等方面的标准法规，已经发布的有15项，在研标准16项，预研标准4项。

包括我们预计今年能够发布的冷启动，以及它的一些动力性等等，我们在研的也包括最重要的一个布局，包括一些碰撞后的安全要求，以及我们加氢通讯协议等相关领域的布局，同时我们第二条方法，其实就是在现有的国家标准当中，修订的过程中将燃料电池的部分修订到国家标准当中，能够全面的铺开燃料在各个角度方面的一个国家标准的应用。

包括我们正在预研的一些项目，碳足迹还有一些户账模式的一些推广等等，都将燃料电池的部分修订在其中，所以能够使我们快速的推动国家标准的发展。在国家标准的布局下，团体标准和地方标准紧随其后，遍地开花，迅速补充燃料电池在发展过程中的测评体系，覆盖整车氢系统、系统、电堆、材料等等，我们从燃料电池的开发到应用，到后面的一个标准化等等，都会有各大的学会和协会进行共同的推动，迅速补充我们在产业化发展过程当中的一些标准推动。

第三方面，跟大家分享一下目前燃料电池关键测试技术解析，我们团队其实重点在搭建全车型、全场景、涉氢的燃料电池汽车的测试评价领域，关键的测评技术，以四大平台为支撑，分别是安全性平台、经济动力性平台、可靠耐久性平台，以四大平台为支撑，分步骤去进行技术完善、技术优化、拓展和创新，满足我们研发和全生命周期的一个测评体系。

在安全性方面，结合实际的运用场景解决氢安全、电安全、高压按照在使用前、使用中和使用后的周期性评价，氢安全是燃料电池关注的重点，目前基本的安全要求已经是作为纳入强制性的标准法规，但是我们目前不仅仅局限于氢气的泄露、排放等等，我们还应该对燃料电池汽车进行阶段性的氢安全检查，包括关键的传感器、高压管路进行安全性的检查，保证我们燃料电池汽车持续安全有效进行。

第二个方面，在电安全领域，会更加关注在电量消耗，动态电平衡等相关工况下的电安全的一些实现，在高压安全领域我们主要集中在两个方面，一个是加氢安全，一个是碰撞安全，其中碰撞安全标准也正在研制，预计近两年就会实现发布，现在正在积极的进行研讨过程当中。

在经济性方面，预祝今年也是会发布燃料电池汽车的续航历程和能量消耗量的测试评价标准，在这个过程当中我们现阶段已经把燃料电池汽车分别A类车型和B类车型，根据燃料电池和动力电池能量的占比，我们将它分为A类和B类，在即将发布的国家标准当中，我们已经很明确的将A类车型，也就是俗称全功率车型，采用外接法进行快速的续势里程评价，但是根据我们市场上存在的更多的电电混合动力的商用车的燃料电池车型，还没有提出相关快速的评价方法，所以我们的团队正在研究这部分的内容，未来也一定会是一个研究的领域和方向。

我们提出也是采用中国工况的方法，采用6个循环分别进行纯电和混动模式的测试，采用氢电折算的方法计算续势里程和氢耗，这样的方法不但可以采用自供氢的方式，也可以大大地降低测试的成本。

经济消耗量其实是评价燃料电池汽车关键的指标之一，常用的方法我们一般会想到的就是流量法、温度压力法和质量法，但是这三种方法其实在使用过程当中，不但会增加我们的测试成本，也会使测试的安全会有一定的风险，所以各有优劣，为了更好快速准确的测试氢气  消耗量，我们提出了以尾排当中的氢氧质量守恒的方法进行氢耗的测试，这种方法简单来说就是测量废气当中的氢氧的浓度、体积浓度、流量等等，通过这种方法进行计算，目前该方法已经完成设备的开发和理论的研究验证的阶段，正在广泛的征集行业的意见，立项了团体标准，这个也是希望行业当中能够共同参与，这个就类似于碳平衡法测友好，能够大大降低实际操作过程当中的难度，也能够使我们的成本下降。

第二个方面温度场景我们知道，电池电化学反应受温度的影响很大，我们率先研究了高压部件和低压部件在不同的工况领域下能量流的解析，为了更好的测试他在不同的高温场景和低温场景经济性的指标，我们也做了十几款的燃料电池汽车，对他高温和低温的经济性与常温进行对比，我们发现其实在低温场景和高温场景下，他的氢耗的指标是远大于我们在常温的指标，未来我们也会在这个方面持续的加大力度，提出我们高温和低温情况下、场景下对燃料电池、氢气消耗量和续势历程全工况能量流解析，同时低温场景和高温场景，也同样影响着燃料电池汽车的动力性。

下一方面我们讲一下可靠性，提高燃料电池可靠性是燃料电池汽车商业化的必经之路，我们从两个层级去布局可靠性测试评价方法的发展，第一个是从整车层级，目前其实大部分车企用的可靠验证都是基于我们燃油车和电动车制订的一些方法，但是针对燃料电池基本特征，比如说电堆、车载氢系统等等，并没有依托它关键核心部件，开展相关的耐久性可靠性的测试，所以我们基于这样的场景下，通过社会路面和实验场的用户关联的分析，建立了面向电堆、空压机、车载氢系统核心部件的建立，使他能够在燃料电池在实验场进行加速可靠性的验证，在此过程当中我们选取的是安装强相关的连接点作为重要的输入点，包括燃料电池系统电堆的悬置等等，核心的零部件也包括DCDC、车载氢系统，也包括氢瓶支架，以及一些关键的高压阀件。

目前其实已经完成了四类车型在全国示范城市群的载荷谱的采集，并完成了相关的用户关联分析，也立项了我们团体的标准，未来将会实现燃料电池不同的车型在实验场加速耐久可靠测试评价方法。

第二个层级，我们在可靠耐久性是实现对零部件的考核，也是基于等损伤的原理，我们建立了燃料电池汽车典型部件的方法，我们利用五步法分别进行三大系统的燃料电池加速耐久PSD谱的编织，分别通过已经采集的载荷谱的数据，进行语流技术外推、疲劳损伤谱、冲击响应谱的计算，进行抬价加速工力目录谱的制定和校验，初步已经通过采集四类的车型示范城市群的振动载荷谱，我们推导出来核心零部件、电堆、车载氢系统抬价方案，我们后续会持续加大采集力度，会优化我们抬价的方法。

第四，从环境适应性讲起，已经经过了几年的时间，我们目前燃料电池的关键技术、低温冷启动技术，已经大部分能解决，并且能够实现-30摄氏度冷启动的能力，为了更好的实现高温和高原的场景，我们一直在布局实验场和实验室双重的能力，特别是加氢和充电的实验能力，满足我们全温度场景下的测评分析，实现环境工况的有效输入。

随着电堆功率的上升，目前其实都能够达到100千瓦级以上，大部分还有一些能够达到200千瓦级以上，在功率上升的同时，热平衡能力已经当前重要解决核心技术问题。

为了解决这样的测试评价的问题，我们聚焦两个方面，一个是提出燃料电池有效的测试工况，包括我们提出了燃料电池最大的输出功率的工况作为重要考核工况，第二个是我们提示的城市工况作为综合的考评工况，同时我们也关注一些测评的指标，特别是热平衡的时间电堆、进出水温度等核心的指标用来评判，所以采用最高车速的运行时间，最高的运行功率以及最长的稳定时间三大指标，来评价热平衡，目前通过我们的测试结果，也发现大部分的车辆都是通过限制功率满足温控的需求，但是如果是在一定的温度40摄氏度或者38摄氏度以上的场景，那么它的动力性也会受到影响，所以这个是我们未来需要解决的关键核心技术之一。

最后燃料品质和空气品质的测评技术，在这个方面我们知道其实不同的制氢方式和不同区域空气品质是不一样的，相应的每种带来杂质的问题也会有不同，杂质的问题对长时间稳定运行的燃料电池汽车有一定的影响，但是对于目前来讲燃料品质首先分析就没有特别全面，正在逐渐地建立全面的分析体系，同时对单一杂质对耐久性的影响也不清晰，所以为了解决这个问题我们需要加强国际合作，搭建高精尖的测试能力，明确不同的杂质对耐久性的考核问题。

通过现阶段测评技术的问题，我们也对未来燃料电池系统关键技术进行研判，燃料电池汽车的新技术、新功能，也会提出新的使用要求和测评要求，我们归纳为四大方向。

第一个全气候高效的使用技术，在这个方面我们重点去解决热泵空调技术，还有保温技术、动力电池自加热技术。燃料电池低温冷启动很大一部分原因不单单是燃料电池本身的原因已经解决，但是很多动力电池在低温下没有办法提供有效的能源，其实是暴露出来新一轮的问题。

第二个全工况下高压的安全性问题，在这个问题当中，我们技术会更加关注安全设计、监控系统以及绝缘防护。

第三个方面全生命周期的可靠性技术，我们更加关注系统集成、控制器、可靠性、全场景的可靠性的验证体系。

第四个低碳的节能技术，我们会逐渐地完善能量的控制策略还有轻量化技术、高效热管理技术。

我们通过提高集成设计、优化控制策略，搭建全面的验证体系，基于用户在真实的用车场景，聚焦整车关键性能，开展主客观的测试评价，全面解决燃料电池汽车的技术创新。

最后一部分，也就是我们中汽中心其实在为了推动氢能和燃料电池的发展，我们也做了很多人力和物力的投入，新能源汽车科技创新基地是我们中汽中心近年来投资最大、建设规模最高、技术能力最强的项目，已经于2022年投入使用，其中包括我们国内最大的氢能及燃料电池汽车零部件的实验基地，以及我们整车的实验基地全面大作国家级的燃料电池的测试评价、技术服务、质量监督和认证认可的平台，我们的目标其实是建设成为国内领先、世界一流、服务于燃料电池汽车全研发流程、产品链、全生命周期和全应用领域综合技术服务基地。

我们整个服务基地是有四大平台优势，第一国家氢能及燃料电池示范监控平台，实时掌握整个示范平台的数据。第二就是中国工况的数据库也为我们燃料电池测评和关键技术的解析提供了一定的支撑，第三个方面全国的标准化技术委员会以及我们硬件一流的涉氢创新实验基地。

我们为了能够打造全车型、全场景涉氢的研发验证平台，我们从软硬件分别满足验证的实力，软件上我们在不同的平台上根据关注的指标，去布局我们测试评价方法和测试评价技术的布局，我们目前也搭建了涉氢的轻型、重型转股环境仓，就是为燃料电池汽车全新的整车的验证作为重点的攻关，以及我们氢耗的设备和尾排的设备也具有多项自主知识产权。

上述就是我们实验室一些关键整车级设备的一些展示，也欢迎各类同仁能够有机会到我们中汽中心进行交流，以上就是我的全部汇报，谢谢主办方，谢谢行业同仁。