全球能源行業(yè)正經歷著以低碳化、無碳化、低污染為方向的第三次能源變革，氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續(xù)的二次能源，可通過一次能源、二次能源及工業(yè)領域等多種途徑獲取，氫能將成為第三次能源變革的重要媒介。國家大力發(fā)展新能源汽車，不斷出臺政策推動新能源汽車發(fā)展。甚至，2020年10月9日，國務院常務會議通過了《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，明確指出要加強充換電、加氫等基礎設施建設，加快形成快充為主的高速公路和城鄉(xiāng)公共充電網絡。政府大力推動氫燃料電池發(fā)展，部分車企也持續(xù)進行研發(fā)、生產、應用氫燃料電池汽車，氫燃料電池成為下一個風口。

丨“政策扶持”＋“技術進步”雙管齊下，大力推動氫燃料電池發(fā)展

一、政策力推氫燃料電池成為新能源電池主力軍

2019 年氫能源首次寫入《政府工作報告》，將氫能納入中國能源體系之中，我國真正開啟氫能大發(fā)展元年，按照白皮書路線規(guī)劃，預計到 2050 年氫能在中國能源體 系中的占比約為 10%，氫氣需求量接近 6000 萬噸，年經濟產值超過 10 萬億元，全國加氫站達到 10000 座以上，燃料電池汽車年產量達到 520 萬輛。

政策強力支持氫燃料電池汽車發(fā)展，可以預見，氫燃料電池汽車將迎來一個高速增長期。

為什么政府急于扶持發(fā)展氫能源燃料電池汽車？根據聯合國數據表明，我國減排任務艱巨，年排放量位居世界第一。2018 年中國碳排放達到 137 億噸，同比增長 1.6%。盡管我國碳排放的增速已經放緩，但從總量看， 占全球總排放量的 1/4 以上，仍是全球排名第一的碳排放國。作為世界工廠，在產業(yè)鏈日趨完善、國產制造加工能力與日俱增的同時，我國的碳排放量也快速攀升。作為 負責任的大國，走低碳節(jié)能發(fā)展之路既是我國的責任所系，亦是使命所向。

氫燃料電池汽車的發(fā)展之所以獲得政府的不斷重視，與其能源特性有關，一方面，從能源發(fā)展視角看，從化石能源向清潔能源轉變過程中，氫氣+電的組合可能是最好的最終形式；另一方面，隨著我國2060年實現碳中和目標的提出，氫氣作為再生能源的儲能載體，可以將難以并入電網的大量風電、光電以及國內大量工業(yè)副產氫充分利用起來，承擔調峰作用，是滿足碳中和目標的關鍵舉措之一。

據了解，目前我國每年約有500萬噸的副產氫氣，可滿足約200萬輛乘用車或50萬輛商用車的使用需求。“在2025年之前，氫能產業(yè)的發(fā)展主要依賴于副產氫，這些氫不管它是從哪兒來的，它已經產生了，我們可以去充分地利用，不會增加額外的污染。但是未來，氫能產業(yè)的發(fā)展，絕不是走化石能源制氫，一定是可再生能源，清潔的制氫，這必將是未來的方向。

二、技術的進步，給氫燃料電池的發(fā)展帶來強有力的支撐

目前國內有幾所高校進行氫能汽車的自主研發(fā)和校企合作，尤以清華大學和武漢理工大學最為突出，如清華大學在863項目中研制出“氫能系列”PEMFC①公交車，武漢理工大學研制出了“楚天系列”FCEV②。

上海汽車的榮威850插電式氫燃料電池轎車搭載了兩個700bar氫氣瓶，放在后排，其H2儲量可達到4.34kg，最大續(xù)航里程為400km，可實現純電動模式和氫能源模式，其中純電動模式僅為應急，最多只能行駛30km，當兩者共同工作時可以續(xù)航400km。

此外，國內還有一些公司對氫能汽車進行了研究，但都處于研發(fā)及示范考核階段，想要盡快大規(guī)模市場化還需要進一步的技術研究。

氫燃料電池商業(yè)化進程正在加速。前不久，中國科學院院士歐陽明高表示，近兩年中國燃料電池技術研發(fā)取得了巨大進步，和五年前相比各種性能指標都出現了大幅的提高，氫燃料電池技術在中國的產業(yè)鏈已經建立起來，國家的示范推廣項目一旦開始，明年將會騰飛。

丨在氫燃料電池研發(fā)路上，可靠性測試應何去何從？

從全球范圍來看，近幾年我國氫燃料電池雖然發(fā)展迅速，但是和世界先進水平相比還有相當大的差距。相關技術還處于工程化開發(fā)階段，與日本等標桿產品相比，在可靠性、冷啟動、功率特性等主要技術性指標上還存在很大差距。

《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》提出，攻克氫能儲運、加氫站、車載儲氫等氫燃料電池汽車應用支撐技術；開展正負極材料、電解液、隔膜、膜電極等關鍵核心技術研究，加強高強度、輕量化、高安全、低成本、長壽命的動力電池和燃料電池系統短板技術攻關等。

目前我國燃料電池的不少關鍵原材料仍然需要依賴進口才可以達到長壽命、高可靠等要求，所以國內自主品牌需要實現關鍵技術和工藝的突破，掌握核心技術和知識產權，推動更多氫燃料電池相關零部件的國產化替代。只有保證這些基礎材料和關鍵零部件的高可靠性，才有可能保證氫燃料電池的長壽命和高可靠性，讓氫燃料電池的商用車和乘用車更好的普及。

科明在國內是首批開啟新能源可靠性測試領域的環(huán)境模擬可靠性測試設備企業(yè)，在新能源領域也取得了優(yōu)秀的成績，服務過眾多知名企業(yè)，享譽口碑。面對氫能源可靠性測試的難題，科明也從不退縮，迎難而上，不斷的研發(fā)創(chuàng)新，助力氫燃料電池的核心技術的研究與突破。

科明系廣東省新能源汽車產業(yè)協會會員單位

科明新能源快速溫變試驗箱ESS-1000L

丨氫燃料電池環(huán)境可靠性測試的突破點

氫燃料電池汽車不再是傳統意義上的汽車。氫燃料電池汽車與傳統汽車的區(qū)別, 主要在于動力系統方面有本質區(qū)別; 氫燃料電池汽車與一般電動汽車的區(qū)別, 主要在于動力電池的工作原理不同。但是, 氫燃料電池汽車的布置是在傳統原型車的基礎上進行的改進設計, 此外, 燃料電池汽車作為人類出行和運輸的交通工具, 在使用要求方面與傳統汽車是一致的。

因此, 評價燃料電池汽車可靠性, 既要參照傳統汽車的可靠性評價試驗方法, 又要所區(qū)別。燃料電池汽車與傳統汽車相比, 具有以下特點:

1) 燃料電池汽車的動力系統與傳統內燃機汽車完全不同。

2) 燃料電池汽車的布置是在傳統汽車基礎上完成的, 但燃料電池汽車的自身結構特點導致整車受力的變化。

3) 燃料電池汽車的電子電氣部件相當多。

在參照傳統汽車環(huán)境可靠性試驗方法基礎上, 充分考慮燃料電池汽車自身特點, 評價燃料電池汽車環(huán)境可靠性可參考以下試驗方法:

一、氫燃料電池系統高低溫試驗

氫燃料電池系統的高低溫試驗主要對電池進行高低溫例行試驗、耐寒、耐高溫試驗，以便對試驗中擬定環(huán)境條件下的產品性能、行為作出分析及評估。

參考試驗標準：GB/T 2423.1-2008電工電子產品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗A：低溫試驗方法

GB/T 2423.2-2008電工電子產品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗B：高溫試驗方法

GJB150.3A-2009  高溫試驗

GJB150.4A-2009  低溫試驗

試驗設備：步入式燃料電池系統高低溫試驗室

設備特點：1、試驗室具有內氫濃度監(jiān)測及報警系統、氫濃度超限強排系統；

2、試驗室內的照明系統、插座以及電器件均設有防爆保護；

3、實驗室內裝有煙霧探測器，電池燃燒或爆炸時可自動/手動啟動滅火器；

4、試驗室內有熱源情況下，可保持恒溫不影響試驗結果；

5、配有冷卻水、壓縮空氣、氫氣、電纜進出接口。

二、氫燃料電池系統濕熱低氣壓復合試驗

氫燃料電池系統濕熱氣壓復合試驗主要對電池進行高低溫濕熱和低氣壓試驗，模擬溫度變化和海拔高度變化的單項或組合條件下的可靠性試驗，以便產品設計、改進、鑒定及出廠檢驗。

參考試驗標準：GB/T 2423.1-2008電工電子產品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗A：低溫試驗方法

GB/T 2423.2-2008電工電子產品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗B：高溫試驗方法

GB/T 2423.3-2008(IEC68-2-3)試驗Ca:恒定濕熱試驗方法。

GB/T 2423.4-2008(IEC68-2—30)試驗Db:交變濕熱試驗方法。

GB/T 2423.21-2008 低氣壓試驗方法 M

GB/T 2423.25-2008 低溫/低氣壓綜合試驗Z/AM

GB/T 2423.26-2008 試驗高溫/低氣壓綜合試驗Z/BM

GJB150.2A-2009  低氣壓（高度）試驗

GJB150.3A-2009  高溫試驗

GJB150.4A-2009  低溫試驗

GJB150.6A-2009  溫度高度試驗

GJBl50.9-2009(MIL-STD-810D)濕熱試驗方法。

試驗設備：步入式燃料電池系統濕熱低氣壓復合試驗室

設備特點：1、配有完整真空低氣壓調節(jié)控制系統，可進行連續(xù)壓力速率調節(jié)，自動控制調

節(jié)氣壓真空度

2、試驗室具有內氫濃度監(jiān)測及報警系統、氫濃度超限強排系統；

3、試驗室內的照明系統、插座以及電器件均設有防爆保護；

4、實驗室內裝有煙霧探測器，電池燃燒或爆炸時可自動/手動啟動滅火器；

5、試驗室內有熱源情況下，可保持恒溫不影響試驗結果；

6、配有冷卻水、壓縮空氣、氫氣、電纜進出接口。

三、PEM氫燃料電池電堆低溫特性試驗 

PEM氫燃料電池電堆低溫特性試驗主要對電池進行低溫試驗，模擬溫度變化和低溫環(huán)境下的可靠性試驗，以便測試PEM氫燃料電池的低溫啟動性能。

參考試驗標準：GB/T 31035-2014 質子交換膜燃料電池電堆低溫特性試驗方法

GB/T 2423.1-2008電工電子產品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗A：低溫試驗方法

GJB150.4A-2009  低溫試驗

試驗設備：步入式PEM氫燃料電池高低溫試驗室

設備特點：1、試驗室內有熱源情況下，可保持恒溫不影響試驗結果；

2、行業(yè)率先應用的流體仿真設計技術與產品工藝制造技術（產品更節(jié)能）；

3、可通過局域網（LAN）RS232/485連接組成試驗室測控網絡，實現遠程監(jiān)控，方便用戶系統集成與自動化監(jiān)測。

科明作為新能源可靠性測試的先行者，有自信、有決心、有實力突破氫燃料電池可靠性測試技術難點，助力氫燃料電池的技術發(fā)展，為全球第三次能源變革進程以及推進氫燃料電池汽車的普及，貢獻提供強有力的支撐。

注釋：①PEMFC：質子交換膜燃料電池；

②FCEV：燃料電池電動汽車。