《氢燃料电池车辆加注协议技术要求》国家标准解读

近日，国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会正式批准发布了GB/T 42855-2023《氢燃料电池车辆加注协议技术要求》，该项标准由全国氢能标准化技术委员会提出并归口，由北京低碳清洁能源研究院、中国标准化研究院、佛山绿色发展创新研究院、北京海德利森科技有限公司、上海舜华新能源系统有限公司、浙江大学、北京亿华通科技股份有限公司等单位共同起草，将于2023年12月1日正式实施。

氢气加注是连接加氢站与氢能车辆的中间环节，如何在保证氢气品质的前提下实现安全、快速加氢，是氢能燃料电池车辆运行的基础保障。高压氢气加注过程中，由于焦耳汤姆孙效应可能会导致车载储氢瓶出现超温、超压、过充等问题。美国、日本已经开展了较长时间的加注协议开发和应用，欧洲也在制定重型车辆的加注协议，国外研究主要面向Ⅳ型瓶车载储氢系统。国内加氢站主要面向Ⅲ型瓶车载储氢系统加注。为了支撑完善国内加氢站标准体系，国家标准化管理委员会于2020年下达了该项国家标准制定计划，全国氢能标准化技术委员会组织相关单位于2022年底完成了标准的起草、审查工作。主要内容如下：

范围

本文件规定了氢燃料电池车辆高压氢气加注协议的基本要求、通用要求、加注边界条件、加注过程以及加注过程控制的要求。

本文件适用于氢燃料电池车辆加氢设施用加注协议。氢内燃机车辆、船舶、有轨电车、飞行器、工程车辆、发电装置、运输车辆等的加氢设施用加注协议也可参照本文件。

基本要求

加注协议应包括加注性能目标、边界条件、加注方法、过程控制、加注速率和目标压力等要求。

加注协议标识由压力等级、加注氢气温度等级、车载储氢系统容量类别、车载储氢系统的气瓶类型以及加注方式组成。

表1　压力等级

表2　加注氢气温度等级

表3　车载储氢系统容量类别

加注边界条件

加注边界条件应包括加注压力等级、加注氢气温度等级、车载储氢系统容量、储氢气瓶类型以及加注初始压力、环境温度、最大加氢流量等的范围，其中加注初始压力、环境温度、加注氢气温度应符合GB/T 31138规定的要求。

加注过程

1. 无通讯加注

无通信加注过程包括加注启动、加注表选择、主加注过程以及加注过程检测等。加注启动应包括初次气密性检查、车载储氢系统初始压力测量、体积测量等，主加注过程应包括加注过程控制及加注结束控制，加注过程检测应覆盖加氢机压力、环境温度、加氢流量、环境温度等。

2. 通信加注

通信加注过程包括通信建立、加注启动、加注表选择、主加注过程、加注过程检测、加注氢气温度等级降低以及通信断开等。

加注过程控制

1. 压力控制法

主加注时间范围内，加氢机压力应按照目标平均升压速率升高。除前15s外，在主加注过程的有效加注时间内，如果加氢机压力高于加氢机压力上限或低于加氢机压力下限，应在3s内停止加氢。

2. 流量控制法

在主加注过程的有效加注时间内，加氢机平均加氢流量不应超过目标平均流量的±5%，并符合下列要求：

a)加氢机最大加氢流量不应大于目标平均流量对应的最大流量，当加氢流量连续超过规定值3s以上，应在3s内停止加氢;

b)加氢机最小加氢流量不应小于目标平均流量对应的最小流量，当加氢流量连续超过规定值3s以上，应在3s内停止加氢;

c)加氢机压力增长速率应大于0.否则应在3s内停止加氢。

结束语

随着我国氢能应用领域的扩展以及GB/T 42612-2023《车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶》(IV型瓶)国家标准的发布实施，氢能加注将面向35MPa/70MPa Ⅲ型瓶、IV型瓶大容量商用车以及70MPa IV型瓶乘用车等应用场景。为了进一步适应发展需要，全国氢能标准化技术委员会正在组织北京低碳清洁能源研究院、中国标准化研究院、北京海德利森、上海舜华、AP(中国)、现代汽车、丰田汽车、上海捷氢等单位合作开展面向宽流量范围、Ⅲ型瓶/IV型瓶、35MPa/70MPa压力等级车载氢系统的加注协议技术研究工作，为后续开展标准的修订工作组做准备。

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