近日，國家市場監(jiān)督管理總局、國家標準化管理委員會正式批準發(fā)布了GB/T 42855-2023《氫燃料電池車輛加注協(xié)議技術要求》，該項標準由全國氫能標準化技術委員會提出并歸口，由北京低碳清潔能源研究院、中國標準化研究院、佛山綠色發(fā)展創(chuàng)新研究院、北京海德利森科技有限公司、上海舜華新能源系統(tǒng)有限公司、浙江大學、北京億華通科技股份有限公司等單位共同起草，將于2023年12月1日正式實施。
氫氣加注是連接加氫站與氫能車輛的中間環(huán)節(jié)，如何在保證氫氣品質的前提下實現(xiàn)安全、快速加氫，是氫能燃料電池車輛運行的基礎保障。高壓氫氣加注過程中，由于焦耳湯姆孫效應可能會導致車載儲氫瓶出現(xiàn)超溫、超壓、過充等問題。美國、日本已經開展了較長時間的加注協(xié)議開發(fā)和應用，歐洲也在制定重型車輛的加注協(xié)議，國外研究主要面向Ⅳ型瓶車載儲氫系統(tǒng)。國內加氫站主要面向Ⅲ型瓶車載儲氫系統(tǒng)加注。為了支撐完善國內加氫站標準體系，國家標準化管理委員會于2020年下達了該項國家標準制定計劃，全國氫能標準化技術委員會組織相關單位于2022年底完成了標準的起草、審查工作。主要內容如下：
范圍
本文件規(guī)定了氫燃料電池車輛高壓氫氣加注協(xié)議的基本要求、通用要求、加注邊界條件、加注過程以及加注過程控制的要求。
本文件適用于氫燃料電池車輛加氫設施用加注協(xié)議。氫內燃機車輛、船舶、有軌電車、飛行器、工程車輛、發(fā)電裝置、運輸車輛等的加氫設施用加注協(xié)議也可參照本文件。
基本要求
加注協(xié)議應包括加注性能目標、邊界條件、加注方法、過程控制、加注速率和目標壓力等要求。
加注協(xié)議標識由壓力等級、加注氫氣溫度等級、車載儲氫系統(tǒng)容量類別、車載儲氫系統(tǒng)的氣瓶類型以及加注方式組成。
表1 壓力等級
|
壓力等級（HSL） |
公稱工作壓力 （NWP）/MPa |
最大工作壓力 （1.25NWP）/MPa |
最大允許工作壓力 （1.375NWP）/MPa |
|
H35 |
35 |
43.75 |
48.125 |
|
H50 |
50 |
62.5 |
68.75 |
|
H70 |
70 |
87.5 |
96.25 |
表2 加注氫氣溫度等級
|
加注氫氣溫度等級 |
氫氣溫度（TH2）范圍 |
|
T40 |
-40℃≤ TH2 <-20℃ |
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T20 |
-20℃≤ TH2 <0℃ |
|
T0 |
0℃≤ TH2 ≤20℃ |
表3 車載儲氫系統(tǒng)容量類別
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車載儲氫系統(tǒng)容量/kg |
類別（代號） |
|
<10 |
A |
|
10 |
B |
|
20 |
C |
|
40 |
D |
加注邊界條件
加注邊界條件應包括加注壓力等級、加注氫氣溫度等級、車載儲氫系統(tǒng)容量、儲氫氣瓶類型以及加注初始壓力、環(huán)境溫度、最大加氫流量等的范圍，其中加注初始壓力、環(huán)境溫度、加注氫氣溫度應符合GB/T 31138規(guī)定的要求。
加注過程
1. 無通訊加注
無通信加注過程包括加注啟動、加注表選擇、主加注過程以及加注過程檢測等。加注啟動應包括初次氣密性檢查、車載儲氫系統(tǒng)初始壓力測量、體積測量等，主加注過程應包括加注過程控制及加注結束控制，加注過程檢測應覆蓋加氫機壓力、環(huán)境溫度、加氫流量、環(huán)境溫度等。
2. 通信加注
通信加注過程包括通信建立、加注啟動、加注表選擇、主加注過程、加注過程檢測、加注氫氣溫度等級降低以及通信斷開等。
加注過程控制
1. 壓力控制法
主加注時間范圍內，加氫機壓力應按照目標平均升壓速率升高。除前15s外，在主加注過程的有效加注時間內，如果加氫機壓力高于加氫機壓力上限或低于加氫機壓力下限，應在3s內停止加氫。
2. 流量控制法
在主加注過程的有效加注時間內，加氫機平均加氫流量不應超過目標平均流量的±5%，并符合下列要求：
a)加氫機最大加氫流量不應大于目標平均流量對應的最大流量，當加氫流量連續(xù)超過規(guī)定值3s以上，應在3s內停止加氫;
b)加氫機最小加氫流量不應小于目標平均流量對應的最小流量，當加氫流量連續(xù)超過規(guī)定值3s以上，應在3s內停止加氫;
c)加氫機壓力增長速率應大于0.否則應在3s內停止加氫。
結束語
隨著我國氫能應用領域的擴展以及GB/T 42612-2023《車用壓縮氫氣塑料內膽碳纖維全纏繞氣瓶》(IV型瓶)國家標準的發(fā)布實施，氫能加注將面向35MPa/70MPa Ⅲ型瓶、IV型瓶大容量商用車以及70MPa IV型瓶乘用車等應用場景。為了進一步適應發(fā)展需要，全國氫能標準化技術委員會正在組織北京低碳清潔能源研究院、中國標準化研究院、北京海德利森、上海舜華、AP(中國)、現(xiàn)代汽車、豐田汽車、上海捷氫等單位合作開展面向寬流量范圍、Ⅲ型瓶/IV型瓶、35MPa/70MPa壓力等級車載氫系統(tǒng)的加注協(xié)議技術研究工作，為后續(xù)開展標準的修訂工作組做準備。
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