燃料电池电动汽车的燃料电池有哪几种-燃料电池电动汽车运行和存放技术规范

1.电动汽车国家标准

2.燃料电池汽车的关键技术

3.什么是燃料电池汽车？

电动汽车国家标准

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1 GB 19239—2013　 燃气汽车专用装置的安装要求

2 GB/T 29781—2013 电动汽车充电站通用要求

3 GB 14167—2013 汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点系统及上拉带固定点

4 GB/T 29307—2012 电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法

5 GB/T 29259—2012 道路车辆 电磁兼容术语

6 GB/T 29126—2012 燃料电池电动汽车 车载氢系统 试验方法

7 GB/T 29124—2012 氢燃料电池电动汽车示范运行配套设施规范

8 GB 19159—2012 车用液化石油气

9 GB/T 29317—2012 电动汽车充换电设施术语

10 GB/T 29125—2012 压缩天然气汽车燃料消耗量试验方法

11 GB/T 29123—2012 示范运行氢燃料电池电动汽车技术规范

12 GB/T 28962—2012 液化石油气汽车定型试验规程

13 GB/T 29318—2012 电动汽车非车载充电机电能计量

14 GB/T 28950.2—2012/ISO 11841-2:2000 道路车辆和内燃机 滤清器名词术语第2部分：滤清器及其部件性能指标定义

15 GB/T 28768—2012 车用汽油烃类组成和含氧化合物的测定多维气相色谱法

16 GB/T 28767—2012 车辆齿轮油分类

17 GB/T 28382—2012 纯电动乘用车 技术条件

18 ISO 15500-13:2012 道路车辆 压缩天然气(CNG)燃料系统部件 第13部分:压力释放装置(PRD)

19 ISO 15500-2:2012 道路车辆 压缩天然气(CNG)燃料系统部件 第2部分:性能和一般试验方法

20 ISO 15500-4:2012 道路车辆 压缩天然气燃料系统 第4部分:手动阀

21 ISO 17261：2012 智能交通系统 自动车辆和设备识别 联运货物运输体系和术语

22 ISO 23274.2—2012 混合电动道路车辆 废气排放和燃料使用量测量 第2部分：外部可充电车辆

23 ISO 12405.2—2012 电动道路车辆 锂离子牵引电磁组和系统的测试规则 第2部分：高能应

24 GB/T 28542—2012 道路车辆应急起动电缆

25 GB/T 27930—2011 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议

26 GB/T 26980—2011 液化天然气（LNG）车辆燃料加注系统规范

27 GB/T 26990—2011 燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件

28 GB/T 20234.3—2011 电动汽车传导充电用连接装置 第3部分：直流充电接口

29 GB/T 20234.2—2011 电动汽车传导充电用连接装置 第2部分：交流充电接口

30 GB/T 20234.1—2011 电动汽车传导充电用连接装置 第1部分：通用要求

31 GB 17258—2011 汽车用压缩天然气钢瓶

32 GB/T 26991—2011 燃料电池电动汽车 最高车速试验方法

33 GB/T 26780—2011 压缩天然气汽车燃料系统碰撞安全要求

34 GB/T 18566-2011 道路运输车辆燃料消耗量检测评价方法

35 GB/T 26779-2011 燃料电池电动汽车 加氢口

36 GB/T 25986—2010 汽车用液化天然气加注装置

37 GB/T 25350—2010 使用乙醇汽油车辆燃油供给系统 清洗工艺规范

38 GB/T 25089—2010 道路车辆 数据电缆

39 GB/T 25349—2010 使用乙醇汽油车辆检查、维护技术规范

40 GB/T 25319—2010 汽车用燃料电池发电系统　技术条件

41 GB/T 16311—2009 道路交通标线质量要求和检测方法

42 GB/T 24552—2009 电动汽车风窗玻璃除霜除雾系统的性能要求及试验方法 2009/10/30 2010/7/1

43 GB/T 23645—2009 乘用车用燃料电池发电系统测试方法

44 GB/T 24347—2009 电动汽车DC/DC变换器

45 GB/T 24548—2009 燃料电池电动汽车 术语

46 GB/T 24549—2009 燃料电池电动汽车 安全要求

47 GB/T 15088—2009/ISO 8716：2001 道路车辆 牵引销 强度试验 2009/3/23 2010/1/1

48 GB/T 23335—2009 天然气汽车定型试验规程

49 GB/T 18437.2—2009 燃气汽车改装技术要求 第2部分：液化石油气汽车

50 GB/T 18437.1—2009 燃气汽车改装技术要求 第1部分：压缩天然气汽车

51 GB/T 15087—2009/ISO 8718：2001 道路车辆 牵引车与牵引杆挂车机械 连接装置 强度试验

52 GB 23255—2009 汽车昼行驶灯配光性能

53 GB 6095—2009 安全带

54 GB/T 14172—2009 汽车静侧翻稳定性台架试验方法

55 GB/T 23339—2009 内燃机 曲轴 技术条件

56 GB/T 23301—2009 汽车车轮用铸造铝合金

57 GB/T 5054.1—2008/ISO 4141-1：2005 道路车辆 多芯连接电缆 第1部分：普通护套电缆的性能要求和试验方法

58 GB/T 5054.4—2008/ISO 4141-4：2001 道路车辆 多芯连接电缆 第4部分：螺旋电缆组件的弯折试验方法和要求

59 GB/T 5054.2—2008/ISO 4141-2：2006 道路车辆 多芯连接电缆 第2部分：高性能护套电缆的性能要求和试验方法

60 GB/T 18387—2008 电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法，宽带，9 kHz～30 MHz

61 GB/T 10485—2007 道路车辆 外部照明和光信号装置 环境耐久性

62 GB/T 8243.12—2007 内燃机全流式机油滤清器试验方法 第12部分：采用颗粒计数法测定滤清效率和容灰量

63 GB/T 10826.1—2007 燃油喷射装置 词汇 第1部分：喷油泵

64 GB/T 21085—2007 机动车出厂合格证

65 GB/T 8243.11—2007 内燃机全流式机油滤清器试验方法 第11部分：自净式滤清器

66 GB/T 14951—2007 汽车节油技术评定方法

67 GB/T 20734—2006 液化天然气汽车专用装置安装要求

68 GB/T 12535—2007 汽车起动性能试验方法

69 GB/T 12782－2007 汽车采暖性能要求和试验方法

70 GB/T 12546—2007 汽车隔热通风试验方法

71 GB/T 20834—2007 发电/电动机基本技术条件

72 GB/T 18488.1—2006 电动汽车用电机及其控制器 第1部分：技术条件

73 GB/T 18488.2—2006 电动汽车用电机及其控制器 第2部分:试验方法

74 GB 20890－2007 重型汽车排气污染物排放控制系统耐久性要求及试验方法

75 GB/T 20735-2006 汽车用压缩天然气减压调节器

76 GB 20561—2006 机动车用液化石油气钢瓶定期检验与评定

77 GB/T 20368—2006 液化天然气（LNG）生产、储存和装运

78 GB 14167-2006 汽车安全带安装固定点

79 GB 8410-2006 汽车内饰材料的燃烧特性

80 GB/T 19596—2004 电动汽车术语

81 GB/T 19750-2005 混合动力电动汽车 定型试验规程

82 GB/T 19755-2005 轻型混合动力电动汽车 污染物排放 测量方法

83 GB/T 3487-2005 汽车轮辋规格系列

84 GB/T 19752-2005 混合动力电动汽车 动力性能 试验方法

85 GB/T 3798.2-2005 汽车大修竣工出厂技术条件 第2部分：载货汽车

86 GB/T 5624-2005 汽车维修术语

87 GB/T 18388-2005 电动汽车 定型试验规程

88 GB/T 19204—2003 液化天然气的一般特性

89 GB 19533-2004 汽车用压缩天然气钢瓶定期检验与评定

90 GB/T 19515-2004 道路车辆 可再利用性和回收利用性 计算方法

91 GB 1589-2004 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值

92 GB/T 10001.3-2004 标志用公共信息图形符号

93 GB 16735-2004 道路车辆 车辆识别代号（VIN） 2

94 GB 19592-2004 车用汽油清净剂

95 GB 19151-2003 机动车用三角警告牌

96 GB/T 19237-2003 汽车用压缩天然气加气机

97 GB/T 19056-2003 汽车行驶记录仪

98 GB 9656-2003 汽车安全玻璃

99 GB/T 19236-2003 压缩天然气加气机加

100 GB/Z 18333.2-2001 电动道路车辆用锌空气蓄电池

101 GB/T 11798.7-2001 机动车安全检测设备检定技术条件 第7部分：轴（轮）重仪检定技术条件

102 GB/T 18384.3-2001 电动汽车 安全要求 第3部分：人员触电防护

103 GB 18351-2001 车用乙醇汽油

104 GB 8108-1999 车用电子警报器

105 GB/T 4780-2000 汽车车身术语

106 GB/T 15766.2-2000 道路机动车辆灯丝灯泡性能要求

107 GB 3843—1983 柴油车自由加速度排放标准

108 GB 3842—1983 汽油车怠速污染物排放标准

109 GB/T 12673-1990 汽车主要尺寸测量方法

110 GB 5179-85 汽车转向系术语和定义

111 GB 5181-1985 汽车排放物术语和义定

112 GB/T 12679-1990 汽车耐久性行驶试验方法

113 GB 4125-84 汽车安全玻璃抗冲击性试验方法

114 GB 7593-87 机动工业车辆 控制符号

115 GB/T 4970-1996 汽车平顺性随机输人行驶试验方法

116 GB/T 14169-1993 汽车空气滤清器接头 A型和B型

117 GB/T 5919-1986 汽车照明和信号装置分类和命名

118 GB/T 15766.2-1995 道路机动车辆灯泡性能要求

119 GB 15766.1-1995 道路机动车辆灯泡尺寸、光电性能要求

120 GB 5137.2-87 汽车安全玻璃光学性能试验方法

121 GB 11552-1989 汽车内部凸出物

122 GB/T 11551-89　 汽车乘员碰撞保护

123 GB 10414-1989 汽车同步带传动 带轮

124 GB/T 4971-85 汽车平顺性名词术语和定义

125 GB 3800-83 汽车车架修理技术条件

126 GB 5624-85 汽车维修术语

127 GB/T 13405-1992 汽车V带轮

128 GB/T 17340-1998 汽车安全玻璃的尺寸、形状及外观

129 GB/T 17351-1998 汽车车轮 双轮中心距

130 GB/T 13604-62 汽车转向球接头尺寸

131 GB 8410-1994 汽车内饰材料的燃烧特性

132 GB 918.1-89 道路车辆分类与代码 机动车

133 GB/T 9417-1988 汽车产品型号编制规则

134 GB/T 5359.2-1996 车辆性能

135 GB 15235-1994 上海汽车灯具研究所

136 GB 1589-1989 汽车外廓尺寸限界

137 GB 5845.2-85 城市公共交通标志公共汽车标志

138 GB/T 12546-90 汽车隔热通风试验方法

139 GB 7128-86 汽车气压制动胶管

140 GB/T 11557-89 防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定

141 GB/T 13492-1992 各色汽车用面漆

燃料电池汽车的关键技术

电动汽车的关键能源动力技术包括电池技术、电机技术、控制器技术。电池技术、电机技术和控制器技术是电动汽车所特有的技术，这3项技术也是一直制约电动汽车大规模进入市场的关键因素。 电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量(E) 、能量密度(Ed)、比功率(P)、循环寿命(L)和成本(C)等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。

电动汽车用电池经过了3代的发展，已经取得了突破性进展。

第1代是铅酸电池，目前主要是阀控铅酸电池(VRLA) ，由于其比能量较高、价格低和能高倍率放电， 因此是目前惟一能大批量生产的电动汽车用电池。

第2代是碱性电池，主要有镍镉、镍氢、钠硫、锂离子和锂聚合物等多种电池，其比能量和比功率都比铅酸电池高，因此大大提高了电动汽车的动力性能和续驶里程，但其价格却比铅酸电池高。

第3代是以燃料电池为主的电池，燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能，能量转变效率高，比能量和比功率都高，并且可以控制反应过程，能量转化过程可以连续进行，因此是理想的汽车用电池还处于研制阶段，一些关键技术还有待突破。

广泛应用于电动汽车的燃料电池是一种称为质子交换膜的燃料电池(PEMFC) ，它以纯氢为燃料，以空气为氧化剂，不经历热机过程，不受热力循环限制，因此能量的转换效率高，是普通内燃机热效率的2～3倍。同时，它还具有噪音低、无污染、寿命长、启动迅速、比功率大和输出功率可随时调整等特性，使得PEMFC非常适合用作交通工具的动力源。 美国和加拿大是燃料电池研发和示范的主要区域，在美国能源部（DOE）、交通部（DOT）和环保局（EPA）等政府部门的支持下，燃料电池技术取得了很大的进步，通用汽车、福特汽车、丰田、戴姆勒奔驰、日产、现代等整车企业均在美国加州参加燃料电池汽车的技术示范运行，并培育了美国的UTC（联合技术公司）、加拿大的巴拉德（Ballad）等国际知名的燃料电池研发和制造企业美国通用汽车公司2007 年秋季启动的Project Driveway 计划，将100 辆雪佛兰Equinox 燃料电池汽车投放到消费者手中，2009 年总行驶里程达到了160万km。同年，通用汽车宣布开发全新的一代氢燃料电池系统，新系统与雪佛兰Equinox 燃料电池车上的燃料电池系统相比，新一代氢燃料电池体积缩小了一半，质量减轻了100 kg，铂金用量仅为原来的1/3。通用汽车新一代燃料电池汽车的铂金用量已经下降到30 g，按照目前国际市场价格，铂金为300~400 元/g，100 kW燃料电池的铂金成本约为1 万元人民币，燃料电池的成本大幅度下降。预计到2017 年，100 kW燃料电池发动机的铂金用量将下降到10~15 g，达到传统汽油机三效催化器的铂金用量水平。

美国在2006 年专门启动了国家燃料电池公共汽车计划（National Fuel Cell City Bus Program，NFCBP），进行了广泛的车辆研发和示范工作，2011 年美国燃料电池混合动力公共汽车实际道路示范运行单车寿命超过1.1 万h 。美国在燃料电池混合动力叉车方面也进行了大规模示范，截至2011 年，全美大约有3000 台燃料电池叉车，寿命达到了1.25 万h 的水平。燃料电池叉车在室内空间使用，具有噪音低、零排放的优点。 欧洲的燃料电池客车示范计划，完成了第6 框架计划（Framework Program，2002—2006）和第7 框架计划（2007—2012），目的是突破燃料电池和氢能发展的一些关键性技术难点，在CUTE (Clean Urban Transport for Europe, 欧洲清洁都市交通）及欧盟其他相关项目支持下，各个城市开展燃料电池公共汽车示范运行，今年新的计划 CHIC（ Clean Hydrogen in European Cities, 欧洲清洁都市交通）开始实施，包括阿姆斯特丹、巴塞罗那、汉堡、伦敦、卢森堡、 马德里、波尔图、斯德哥尔摩、斯图加特、冰岛以及澳大利亚珀斯， 即澳大利亚STEP 项目（Sustainable Transport Energy Program，可持续交通能源计划）等，欧洲在燃料电池汽车的可靠性和成本控制等方面取得了长足的进步。

在德国，2012 年6 月，主要的汽车和能源公司与政府一起承诺，建立广泛的全国氢燃料加注网络，支持发展激励计划，即到2015 年，全国建成50 个加氢站，为全国5000 辆燃料电池汽车提供加氢服务[7] 。戴姆勒奔驰于2011 年开展燃料电池汽车的全球巡回展示，验证了燃料电池轿车性能已经达到了传统轿车的性能，具备了产业化推广的能力。戴姆勒集团参与“ Hy FLEET：CUTE（2003-2009）”项目。36 辆梅赛德斯－奔驰Citaro 燃料电池客车已由20 个交通运营商进行运营使用，运营时间超过14 万h、行驶里程超过220 万km。但是第一代纯燃料电池的客车，寿命只有2 000 h，经济性较差。戴姆勒集团与2009 年开始推出第二代轮边电机驱动的燃料电池客车，主要性能达到了国际先进水平，其经济性大幅度改善，燃料电池耐久性达到1. 2 万h。

德国西门子公司研发的燃料电池，已经成功地应用于德国的214 型潜艇上（氢氧型） [11] 。2007 年德国戴姆勒奔驰公司，美国福特汽车公司和加拿大Ballard公司合作， 成立AFCC 公司（Automotive Fuel Cell Cooperation，车用燃料电池公司），以研发和推广车用燃料电池。2013 年年初，宝马公司决定与燃料电池技术排名第一的企业——丰田汽车公司合作，由丰田公司向宝马公司提供燃料电池技术。 从全球范围看，日本和韩国的燃料电池研发水平处于全球领先，尤其是丰田、日产和现代汽车公司，在燃料电池汽车的耐久性，寿命和成本方面逐步超越了美国和欧洲。丰田公司的2008 版FCHV-Adv 在实际测试中，实现了在－37 ℃顺利启动，一次加氢行驶里程达到了830km，单位里程耗氢量0.7 kg/（100 km），相当于汽油3L/（100 km），如图3 所示 [12] 。2013 年11 月，丰田在“第43 届东京车展2013”上，展出了计划在2015 年投放市场的燃料电池概念车，作为技术核心的燃料电池组目前实现了当时公开的全球最高的3 kW/L 功率密度。该燃料电池组去掉了加湿模块，不但降低了成本、车质量和体积，还减少了燃料电池的热容量，有利于燃料电池在低温条件下迅速冷启动。如图5所示为丰田公司的FCHV-Adv。

目前丰田汽车公司在扩大混合动力汽车的同时，重点针对燃料电池汽车的产业化进行准备，拟在2015年投放新一代燃料电池轿车，进行批量生产；2016 年生产（与日野合作）新一代燃料电池客车。和丰田汽车公司类似，日产汽车也投入巨资开展燃料电池电堆和轿车的研发，2011 年日产的燃料电池电堆，功率90 kW，质量仅43 kg，2012 年，日产汽车公司研发的电堆功率密度达到了2.5 kW/L，这在当时是国际最高水平[14] 。另外，本田公司新开发的FCX Clarity燃料电池汽车，能够在－ 30℃顺利启动，续驶里程达到620 km[15] ，2014 年，本田宣布的新一代燃料电池堆功率密度也达到3 kW/L。韩国现代从2002 开始研发燃料电池汽车，2005 年采用巴拉德的电堆组装了32 辆运动型多功能车(sports utility vehicle，SUV)，2006 年推出了自主研发的第一代电堆，组装了30 台SUV，4 辆大客车，并进行了示范运行；2009—2012 年间，开发了第2 代电堆，装配100 台SUV，开始在国内进行示范和测试，并对电堆性能进行改进；2012 年，推出了第3 代燃料电池SUV 和客车，开始全球示范；2013 年，韩国现代宣布将提前2年开展千辆级别的燃料电池SUV（现代ix35）生产，在全球率先进入燃料电池千辆级别的小规模生产阶段。该SUV 采用了100 kW燃料电池，24 kW锂离子电池，100 kW电机，70 MPa 的氢瓶可以储存5.6 kg 氢气， 新欧洲行驶循环（New European Drive Cycle，NEDC) 循环工况续驶里程588 km，最高车速160 km/h。 在中国国家“八六三”高技术项目、“十五规划”的电动汽车重大科技专项与“十一五规划”节能与新能源汽车重大项目的支持下，通过产学研联合研发团队的刻苦攻关，中国的燃料电池汽车技术研发取得重大进展，初步掌握了整车、动力系统与核心部件的核心技术，基本建立了具有自主知识产权的燃料电池轿车与燃料电池城市客车动力系统技术平台，也初步形成了燃料电池发动机、动力电池、DC/DC 变换器、驱动电机、供氢系统等关键零部件的配套研发体系，实现了百辆级动力系统与整车的生产能力。中国燃料电池汽车正处于商业化示范运行考核与应用的阶段，已在北京奥运燃料电池汽车规模示范、上海世博燃料电池汽车规模示范、UNDP（United Nations Development Programme， 联合国开发计划)燃料电池城市客车示范以及“十城千辆”、广州亚运会、

深圳大运会等示范应用中取得了良好的社会效益中国燃料电池轿车采用独具特色的“电—电混合”动力系统平台技术方案，具有“动力系统平台整车适配、电—电混合能源动力控制、车载高压储氢系统、工业副产氢气纯化利用”的技术特征。在“十五规划”研发的基础上，“十一五规划”新一代燃料电池轿车动力系统结合整车平台的改变，采用扁平化的动力系统布置方式，燃料电池发动机氢气子系统、空气子系统与冷却系统采用模块化分散布置的模式，增加了动力系统与整车适配的柔性，明显提升整车的人机工程性能。同时，优化集成DC/DC 变换器、DC/AC控制器以及电动空调和低压变换器等功率元器件的动力系统控制单元，在提升模块化的同时方便集中处理电磁兼容、系统冷却以及电安全等问题，体现了电动

汽车动力系统集成设计的方向。与“十五规划”燃料电池轿车动力系统相比，新一代动力系统的性能得到进一步优化与提高。主要表现在：燃料电池发动机功率从40 kW 提高到55 kW；动力蓄电池容量从48 kWh 减小到26 kWh ；电机功率从60 kW 提高到90 kW；电机控制器(DC/AC) 功率提高35%，体积比功率增加12.5%。同时，动力系统继续保持燃料经济性的技术优势，在车辆整备质量增加近250 公斤的前提下整车动力性明显提高，燃料经济性则

仍然保持在1.2 kg/(100 km) 的原有水平。中国国家“八六三”高技术项目持续支持燃料电池汽车的技术研发工作，“十二五规划”期间为保持中国电动汽车技术制高点，继续保持了对燃料电池汽车的支持力度。从产业界来看，即使在“十五、十一五规划”燃料电池汽车全球产业化热潮期间，中国汽车工业界并没有在燃料电池汽车方面有明显投入，进入“十二五规划”后，在燃料电池汽车产业化趋于理性化的大背景下，上汽集团制定了燃料电池汽车发展的五年规划，以新源动力为燃料电池电堆供应商，开始投入大量资金研发燃料电池汽车，目前正进行第3 代燃料电池轿车FCV 的开发，在2011 年必比登比赛中，上汽开发的FCV 在燃料电池轿车组别中，名列第3。

同济大学已开展多轮燃料电池轿车的研发工作，研制的燃料电池轿车已在奥运会、世博会进行大规模示范运行。在“十二五规划”期间，同济大学将为中国第一汽车集团公司、东风汽车公司、奇瑞汽车股份有限公司和中国长安汽车集团股份有限公司集成燃料电池轿车。在中国城市循环条件下，代表性燃料电池混合动力轿车的技术参数如表6 所示。

什么是燃料电池汽车？

燃料电池汽车的工作原理是，作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧气发生氧化还原化学反应，产生出电能来带动电动机工作，由电动机带动汽车中的机械传动结构，进而带动汽车的前桥（或后桥）等行走机械结构工作，从而驱动电动汽车前进。

7核心部件燃料电池。燃料电池的反应结果会产生极少的二氧化碳和氮氧化物，副产品主要产生水，因此被称为绿色新型环保汽车。燃料电池汽车是电动汽车的一种，其核心部件燃料电池。通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能动力。

燃料电池汽车的氢燃料能通过几种途径得到。有些车辆直接携带着纯氢燃料，另外一些车辆有可能装有燃料重整器，能将烃类燃料转化为富氢气体。单个的燃料电池必须结合成燃料电池组，以便获得必需的动力，满足车辆使用的要求。图2 为燃料电池汽车的燃料电池本体示意图。