《GB/Z 44116-2024 燃料电池发动机及关键部件耐久性试验方法》

在国家”双碳“战略、氢能源发展规划的推动下，氢能源正处于高速发展阶段，氢燃料电池汽车正大规模商业化。GB/Z 44116-2024《燃料电池发动机及关键部件耐久性试验方法》的发布填补了基于实车工况的燃料电池发动机和关键部件耐久性测试规范的空白，完善了我国燃料电池标准体系，是各相关企业的重要指导性试验标准。

标准中主要针对燃料电池发动机、燃料电池堆、膜电极、空气压缩机、氢气循环泵的耐久性试验的试验条件、试验方法、数据处理等做了规范。

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燃料电池发动机耐久性试验方法

以气密性测试、绝缘电阻测试等安全性测试为基础确保试验安全，进行长周期运行循环工况，穿插稳态特性试验、动态响应特性试验性能测试。分析燃料电池的电压的衰减幅度与速率、功率的衰减幅度、效率的衰减幅度、电池堆的一致性及辅助系统的变化率。从电压、功率、效率、一致性、安全性、可靠性多个维度对燃料电池发动机的耐久性能进行评价。

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车用燃料电池堆耐久性试验方法

进行气密性、绝缘电阻测试等安全性能测试确保试验安全，长周期循环工况中穿插极化曲线测试观察电堆内阻、效率、稳定性的变化。通过燃料电池堆参考电流下的电压衰减速率和衰减幅度等分析电池堆的耐久性能。

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车用燃料电池膜电极耐久性试验方法

长周期循环工况中穿插单电池极化曲线测试观察额定电流密度下单电池电压的波动变化。通过额定电流密度下的电压衰减速率和衰减幅度等分析膜电极的耐久性能。

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燃料电池发动机用空气压缩机

耐久性试验方法

空气压缩机的性能直接影响燃料电池系统的效率。空气压缩机的耐久性试验方法通过150000次的启停循环工况与动态循环工况、1000h的额定工况，分析功率变化幅度来评价空气压缩机的耐久性能。

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氢气循环泵的耐久性试验方法

通过150000次的启停循环工况与动态循环工况、1000h的额定工况以及额定工况点循环流量及压升测试，分析功率变化幅度来评价氢气循环泵的耐久性能。

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测试结果分析

燃料电池发动机耐久性测试结束后，会根据稳态特性测试中燃料电池发动点击参考电流所对应的燃料电池堆电压，进行线性拟合和首尾作差，得到平均单电池电压衰减速率和幅度，还可以分析功率一致性和效率的变化。

燃料电池发动机电堆是由多个单电池构成，耐久试验过程中单电池会因膜电极不可逆降解、催化剂活性降低、碳载体结构变化等因素导致电压降低，进而导致电堆电压的降低，影响燃料电池发动机的功率。如下图，在基准电流下额定点的单片电压下降，电堆电压也随之下降，曲线趋势一致。

燃料电池发动机系统的额定功率（电堆的额定功率—辅助系统消耗功率）如下图，在1000h耐久试验中，电堆的功率一定幅度的降低，而辅助系统的功率降低的幅度不明显。电堆功率的降低会导致燃料电池发动机系统的输出功率。

下图为耐久试验中燃料电池发动机（系统）效率和电堆效率的时间曲线，可以看出燃料电池发动机（系统）和电堆效率随着耐久工况的时间逐渐衰减。

测试样品经过1000h耐久后，燃料电池电堆和发动机的电压、功率、效率都发生了一定程度的衰减，直接影响了燃料电池发动机的整体性能。

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总结

GB/Z 44116-2024《燃料电池发动机及关键部件耐久性试验方法》为燃料电池发动机及关键部件提供了统一的测试过程和评价标准；为企业和检测机构提供了统一的测试方法，提升了试验效率。