氫燃料內(nèi)燃機汽車燃料消耗量試驗方法

T/CICEIA/CAMSXX-20XX

氫燃料內(nèi)燃機汽車燃料消耗量試驗方法

1范圍

本文件規(guī)定了氫燃料內(nèi)燃機汽車的氫氣燃料消耗量試驗方法。

本文件適用于裝用氫燃料內(nèi)燃機的最高車速大于或等于50km/h的汽車。氨/氫、氨/柴等氨燃料內(nèi)

燃機汽車可參考本文件執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T15089機動車輛及掛車分類

GB18352.6-2016輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）

GB/T19233-2020輕型汽車燃料消耗量試驗方法

GB/T27840-2021重型商用車輛燃料消耗量測量方法

GB/T29125-2012壓縮天然氣汽車燃料消耗量試驗方法

GB/T35178-2017燃料電池電動汽車氫氣消耗量測量方法

GB/T37244質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣

GB/T37340.1汽車和掛車類型的術(shù)語和定義

GB/T38146.1-2019中國汽車行駛工況第1部分：輕型汽車

GB/T38146.2-2019中國汽車行駛工況第2部分：重型商用車輛

3術(shù)語和定義

GB/T15089、GB/T35178-2017、GB/T38146.2-2019界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

氫平衡法hydrogenbalance

依據(jù)氫燃料在燃燒前后氫元素的質(zhì)量守衡原理，通過測量燃燒產(chǎn)物中的氫含量來獲取燃燒前的氫燃

料質(zhì)量的一種方法。

4測試工況

輕型氫燃料內(nèi)燃機汽車按照GB/T38146.1-2019中附錄A規(guī)定的CLTC-P和CLTC-C循環(huán)（其中CLTC-P

適用于M1類車輛，CLTC-C適用于N1類車輛，和最大總質(zhì)量不超過3500kg的M2類車）測量車輛的氫氣

消耗量。

重型氫燃料內(nèi)燃機汽車按照GB/T38146.2-2019中附錄A規(guī)定的中國重型商用車輛行駛工況（CHTC）

測量車輛的氫氣燃料消耗量。其中：

a)貨車采用CHTC-LT（最大設(shè)計總質(zhì)量GVW≤5500kg）或CHTC-HT（GVW>5500kg）行駛工況

b)普通客車采用CHTC-C行駛工況

1

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c)半掛牽引車采用CHTC-TT行駛工況

d)自卸汽車采用CHTC-D行駛工況

e)城市客車采用CHTC-B行駛工況

4.1測試方法

4.1.1流量法：該方法既適用于外部供氫，也適用于車載供氫的氫燃料內(nèi)燃機汽車。流量計安裝按照

附錄A的規(guī)定執(zhí)行。質(zhì)量流量計或體積流量計測量氫燃料消耗量的試驗方法和計算方法參考GB/T

29125-2012。

4.1.2氫平衡法：對于裝用未引入氫元素后處理裝置的車輛可通過測量排氣中的未燃H2和H2O，利用

試驗前后氫的質(zhì)量守恒原則計算氫氣燃料消耗量。對于裝用引入氫元素后處理裝置的車輛，如SCR后處

理系統(tǒng)（存在NH3和H2O攝入），可增加測量后處理氫的攝入量，通過尾氣排放量減去后處理攝氫量，

即可利用試驗前后氫的質(zhì)量守恒原則計算氫氣燃料消耗量。

5底盤測功機試驗

5.1車輛準備

試驗前，輕型氫燃料內(nèi)燃機汽車應按照GB18352.6-2016中C.1.2.4.2～C.1.2.4.5和C.1.2.4.7的規(guī)

定對車輛進行試驗前準備確認；重型氫燃料內(nèi)燃機汽車應按照GB/T27840-2021的規(guī)定對車輛進行試驗

前準備確認。

5.2試驗燃料

試驗用燃料應使用符合GB/T37244及其他后續(xù)相關(guān)國家標準規(guī)定的氫氣。

5.3行駛阻力的確定

輕型氫燃料內(nèi)燃機汽車按照GB18352-2016中附件CC進行道路載荷測量與測功機設(shè)定,并按照本文

件附錄B的規(guī)定記錄試驗用車輛參數(shù)和試驗數(shù)據(jù)。如果行駛阻力曲線由汽車生產(chǎn)企業(yè)提供，需提供試驗

報告、計算報告或其他相關(guān)材料，并由檢測機構(gòu)確認。仲裁試驗時，應按照GB18352-2016中附件CC.4.3

規(guī)定車輛的行駛阻力。

重型氫燃料內(nèi)燃機汽車按照GB/T27840-2021附錄C測定車輛行駛阻力，并按照本文件附錄B的規(guī)定

記錄試驗用車輛參數(shù)和試驗數(shù)據(jù)，若車輛生產(chǎn)企業(yè)同意，可以按照GB/T27840-2021附錄E規(guī)定的行駛阻

力推薦值作為替代方法確定車輛的行駛阻力。

5.4底盤測功機法

5.4.1底盤測功機及相關(guān)試驗裝置

5.4.1.1輕型底盤測功機的技術(shù)特性符合GB18352.6-2016附件CD的規(guī)定，重型底盤測功機的技術(shù)特性

符合GB/T27840-2021附錄F的規(guī)定。

5.4.1.2測量系統(tǒng)應能分別測量行駛工況各速度區(qū)間的氫燃料消耗量。

5.4.1.3根據(jù)氫燃料消耗量計量方法不同，計量設(shè)備應滿足以下精度和準確度的要求：

a）采用流量法測量氫燃料消耗量時，體積流量計或質(zhì)量流量計的測量精度應為測量值的±0.5%；

b）采用氫平衡法測量氫燃料消耗量時，未燃H2可采用電子轟擊質(zhì)譜法，分析儀測量精度不低于0.5%

F.S.，排氣中的H2O采用傅里葉變換紅外線光譜法（FTIR）測定，分析儀測量精度不低于1ppm。

5.4.2試驗環(huán)境條件

2

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a)輕型氫燃料內(nèi)燃機汽車燃料消耗量測試時，試驗室環(huán)境條件應符合GB18352.6-2016中C.1.2.2

的要求。

b)重型氫燃料內(nèi)燃機汽車燃料消耗量測試時，試驗室環(huán)境條件應符合GB/T27840-2021的要求。

c）氫燃料內(nèi)燃機汽車在開展極限環(huán)境試驗下時，環(huán)境溫度、濕度及大氣壓力可不受上述環(huán)境條件

要求限制，但應在試驗報告中注明試驗環(huán)境條件參數(shù)。

5.5試驗規(guī)程

5.5.1將車輛放置在底盤測功機上并采取適當?shù)姆椒▽囕v進行固定，確保試驗安全。根據(jù)試驗方法，

選擇將燃料流量計按照附錄A的規(guī)定與車輛進行連接，或?qū)錃赓|(zhì)譜法分析儀等測試設(shè)備與車輛排氣管

連接，確認燃氫管路無泄漏且可以正常運行。

5.5.2輕型底盤測功機設(shè)置按照GB/T18352.6-2016附錄CC規(guī)定進行;重型底盤測功機設(shè)置按照GB/T

27840-2021附錄C規(guī)定進行。

5.5.3試驗時，車輛載荷狀態(tài)應確保車輛在試驗過程中不打滑。對于氫燃料內(nèi)燃機牽引汽車，應在鞍座

位置垂直加載。如果能證明不會出現(xiàn)明顯影響測量結(jié)果的打滑現(xiàn)象，經(jīng)車輛生產(chǎn)企業(yè)同意后可不加載。

5.5.4將底盤測功機設(shè)置為道路阻力模擬模式，并連接好數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和司機輔助駕駛系統(tǒng)。

5.5.5試驗時，同步運行道路模擬冷卻風機、車速和時間記錄儀等相關(guān)設(shè)備。正式試驗前，應驅(qū)車進行

1～2個完整的CHTC測試循環(huán)或采用其他方法對試驗車輛和底盤測功機進行充分預熱。

5.5.6試驗時，對于車輛變速器的使用要求，輕型氫燃料內(nèi)燃機汽車按照GB18352.6-2016中C.1.2.6.5

的規(guī)定進行操作；重型氫燃料內(nèi)燃機汽車按照GB/T27840-2021中的要求執(zhí)行。。

5.5.7輕型氫燃料內(nèi)燃機汽車加速行駛要求和減速行駛要求分別按照GB18352.6-2016中C.1.2.6.7和

C.1.2.6.8中的要求執(zhí)行；重型氫燃料內(nèi)燃機汽車減速行駛應按照GB/T27840-2021中的要求執(zhí)行。

5.5.8輕型氫燃料內(nèi)燃機汽車按照GB18352.6-2016中C.1.2.5～C.1.2.7要求進行預試驗循環(huán)、試驗車

輛預處理和浸車；重型氫燃料內(nèi)燃機汽車按照GB/T27840-2021標準要求進行預試驗循環(huán)、試驗車輛預

處理和熱車。

5.5.9輕型氫燃料內(nèi)燃機汽車，在預處理和浸車結(jié)束后，按照試驗循環(huán)要求連續(xù)運行1個完整的CLTC行

駛工況，重復進行三次試驗操作，并在每個循環(huán)結(jié)束后分別記錄試驗結(jié)果。重型氫燃料內(nèi)燃機汽車，在

預處理和熱車結(jié)束后，按照試驗循環(huán)要求連續(xù)運行3個完整的CHTC行駛工況，并在每個循環(huán)結(jié)束后分別

記錄試驗結(jié)果。

5.5.10在相鄰兩個完整的行駛工況之間，車輛及相關(guān)設(shè)備應繼續(xù)運行或采用其他方法以保持熱機狀態(tài)。

5.6試驗偏差

5.6.1輕型氫燃料內(nèi)燃機汽車試驗過程中，車輛實際速度和測試循環(huán)規(guī)定的速度之間的允許誤差為：

——公差上限，+2.0km/h，時間±1.0s之內(nèi)；

——公差下限，-2.0km/h，時間±1.0s之內(nèi)。

允許速度公差大于規(guī)定要求，但超差時間不能超過1次。

試驗期間，出現(xiàn)上述速度超差的情況不能多于10次。

5.6.2重型氫燃料內(nèi)燃機汽車在試驗過程中，車輛實際運行狀態(tài)應與CHTC行駛工況基本一致，其速度最

大偏差為±3km/h，超過速度偏差的單次時間不應大于2s，累計時間不應大于15s。

3

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當試驗車輛不能達到CHTC行駛工況要求的加速度或試驗車速時，應將加速踏板完全踩到底，該操

作不計入超過速度偏差的單次或累計時間，當試驗車輛不能達到CHTC行駛工況規(guī)定的減速度或試驗車

速時，應完全作用制動踏板或采用其他減速措施直至車輛運行狀態(tài)再次回到CHTC行駛工況規(guī)定的偏差

范圍內(nèi)，該操作計入超過速度偏差的單次或累計時間。任何超過行駛工況偏差的狀況都應在試驗報告中

注明。

6計算方法

6.1燃料消耗量計算

每個完整的行駛工況結(jié)束時，應存儲車速、里程，環(huán)境溫度、壓力，排氣流量等運行結(jié)果，并按下

述方法計算各速度區(qū)間的燃料消耗量和綜合燃料消耗量。

6.1.1流量法確定氫燃料消耗量

6.1.1.1采用質(zhì)量流量計測量時，氫燃料消耗量應按照下列公式（1）計算MH：

m

M=×100……………（1）

HD×ρ

式中：

3

MH——氫燃料消耗量，單位為標準立方米每百千米（m/100km）；

m——氫燃料消耗量測量值，單位為千克（kg）；

D——試驗期間的實際行駛距離，單位為千米（km）；

ρ——試驗用氫燃料標準參比條件（15℃,101.325kPa）下密度，單位為千克每立方米（kg/m3）。

6.1.1.2采用體積流量計測量時，氫燃料消耗量應按照下列公式（2）計算MH：

VHP1×T0Zmix(T0，P0)

MH=××…………………（2）

100×DP0×T1Zmix(T1，P1)

式中：

3

MH——氫燃料消耗量，單位為標準立方米每百千米（m/100km）；

3

VH——氫燃料消耗量（體積）測量值，單位為立方米（m）；

P0——標準參比條件（15℃,101.325kPa）壓力，101.325kPa；；

P1——試驗狀態(tài)下氫燃料實際測量壓力，單位為千帕（kPa）；

T0——標準參比條件（15℃,101.325kPa）溫度，288.15K；

T1——試驗狀態(tài)下氫燃料實際測量溫度（T1=t1+273.15），單位為開爾文（K）；

D——試驗期間的實際行駛距離，單位為千米（km）；

Zmix(T0，P0)—標準參比條件（15℃,101.325kPa）下的氫氣壓縮因子，按照GB/T29125-2012表B.2

取值；

Zmix(T1，P1)—壓力P1、溫度T1下的氫氣壓縮因子，按照GB/T29125-2012附錄B進行求解。

6.1.2氫平衡法確定氫燃料消耗量

采用氫平衡法時，氫燃料消耗量應按照下列公式（3）和公式（4）計算MH：

0.1

M=×[H+(0.111×HO)?（ω×e）]………………（3）

HA×ρ22反應劑_H反應劑消耗量

H2O=Q尾氣（H2O）-Q背景（H2O）………（4）

式中：

4

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3

MH——氫燃料消耗量，單位為標準立方米每百千米（m/100km）；

A——氫氣的純度，單位為百分比（%）；

ρ——試驗用氫燃料標準參比條件下（15℃,101.325kPa）密度，單位為千克每立方米（kg/m3）；

H2——測量的排氣污染物中的未燃氫氣，單位為克每公里（g/km）；

H2O——計算得到僅由氫燃料燃燒生成的水含量（不含背景氣水含量），單位為克每公里（g/km）；

ω反應劑_H——后處理反應劑中氫元素的質(zhì)量分數(shù)，單位為百分比（%）；

e反應劑消耗量——后處理系統(tǒng)引入的反應劑消耗量，單位為克每公里（g/km）；

Q尾氣（H2O）——尾氣中由FTIR設(shè)備測量得到的水含量，單位為克每公里（g/km）；

Q背景（H2O）——測量得到的背景氣中的水含量，單位為克每公里（g/km）。

6.2綜合燃料消耗量確定

6.2.1重復性檢驗

氫燃料內(nèi)燃機汽車應按照下列公式（5）計算三次試驗結(jié)果的第95百分位分布的標準差σ，并將三

次測量結(jié)果中最大氫燃料消耗量與最小氫燃料消耗量之差（ΔQmax）與σ進行比較。

a）如果ΔQmax不大于σ，則視為試驗通過重復性檢驗；

b）如果ΔQmax大于σ，則視為沒有通過重復性檢驗。

σ=0.063×Qav…………（5）

式中：

σ——第95百分位分布的標準差，單位為立方米每百千米（m3/100km）；

3

Qav——三次試驗所測得氫氣消耗量的算術(shù)平均值，單位為立方米每百千米（m/100km）。

6.2.2綜合燃料消耗量計算

按照6.2.1重復性檢驗方法對三個完整的CHTC行駛工況的燃料消耗量進行重復性檢驗：

如果通過重復性檢驗，則應計算三次試驗結(jié)果的平均值分別作為CHTC/CLTC行駛工況各速度區(qū)間燃

料消耗量和綜合燃料消耗量；

如果沒有通過重復性檢驗，則應采用燃料消耗量較高的兩個完整的CHTC/CLTC行駛工況試驗結(jié)果的

平均值，分別計算CHTC/CLTC行駛工況各速度區(qū)間燃料消耗量和綜合燃料消耗量。

5

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附錄A

（規(guī)范性）

氫氣流量計安裝方法

A.1概述

在進行氫燃料內(nèi)燃機汽車燃料消耗量試驗時，氫氣流量計的安裝方法應符合本附錄規(guī)定。

A.2氫氣流量計安裝方法

A.2.1采用車載供氫時，高壓流量計（變壓型）的安裝應符合圖A.1規(guī)定。

圖A.1車載供氫，高壓流量計（變壓型）安裝示意圖

A.2.2采用車載供氫時，高壓流量計（定壓型）的安裝應符合圖A.2規(guī)定。

圖A.2車載供氫，高壓流量計（定壓型）安裝示意圖

A.2.3采用車載供氫時，低壓流量計的安裝應符合圖A.3規(guī)定。

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圖A.3車載供氫，低壓流量計安裝示意圖

A.2.4采用外部供氫時，高壓流量計（變壓型）的安裝應符合圖A.4規(guī)定。

圖A.4外部供氫，高壓流量計（變壓型）安裝示意圖

A.2.5采用外部供氫時，高壓流量計（定壓型）的安裝應符合圖A.5規(guī)定。

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圖A.5外部供氫，高壓流量計（定壓型）安裝示意圖

A.2.6采用外部供氫時，低壓流量計的安裝應符合圖A.6規(guī)定。

圖A.6外部供氫，低壓流量計安裝示意圖

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附錄B

（規(guī)范性）

試驗記錄表格

表B.1底盤測功機試驗用車輛參數(shù)

試驗車輛信息內(nèi)容

車輛型號

車輛名稱

商標及生產(chǎn)企業(yè)

底盤型號及生產(chǎn)企業(yè)a

生產(chǎn)日期

車輛類型

車輛識別代號(VIN)

里程表讀數(shù)(km)

最高設(shè)計車速(km/h)

整備質(zhì)量(kg)

最大設(shè)計總質(zhì)量(kg)

列車最大總質(zhì)量(kg)b

外廓尺寸：長×寬×高(mm×mm×mm)b

迎風面積a,b

空氣阻力系數(shù)a,b

變速型號、型式及生產(chǎn)企業(yè)

檔位數(shù)及各檔速比

主減速比

輪胎型號、數(shù)量及生產(chǎn)企業(yè)

輪胎氣壓（前/后）(kPa)

驅(qū)動型式

半掛軸數(shù)a

半掛車輪胎型號、型式及生產(chǎn)企業(yè)b

半掛車輪胎氣壓(kPa)b

燃料類型

型號及生產(chǎn)企業(yè)

型式

進氣方式

發(fā)動機排量(L)

凈功率/轉(zhuǎn)速kW/(r/min)

最大扭矩/轉(zhuǎn)速N·m/(r/min)

怠速轉(zhuǎn)速(r/min)

a.輕、重型車根據(jù)試驗車輛填寫相應信息，無參數(shù)可不填寫

b.半掛牽引車試驗時，填寫與之配合的列車參數(shù)

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表B.2底盤測功機試驗記錄

ABC

道路阻力系數(shù)

NN/(km/h)N/(km/h)2

底盤測功機行駛阻力設(shè)定

目標阻力

設(shè)定阻力

類別型號精度生產(chǎn)企業(yè)檢定校準情況

有效截止

底盤測功機檢定/校準單位

日期

流量計

試驗儀

壓力計

器設(shè)備

溫度計

稱重裝置

排放分析儀

試驗序開始結(jié)束行駛里程燃料消耗量燃料平均實驗室實驗室大實驗室相

號時間時間km試驗值mL溫度℃溫度℃氣壓力kPa對濕度%

1部

12部

3部

1部

22部

3部

1部

32部

3部

其他說明（包括車輛能否達到循環(huán)最高車速、超差時間及次數(shù)等信息）

10

ICS43.02

CCST43

團體標準

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氫燃料內(nèi)燃機汽車燃料消耗量試驗方法

Hydrogenfueledinternalcombustionenginevehicles-Testmethodsforfuel

consumption

（征求意見稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實施

中國內(nèi)燃機工業(yè)協(xié)會

發(fā)布

中國機械工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會

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氫燃料內(nèi)燃機汽車燃料消耗量試驗方法

1范圍

本文件規(guī)定了氫燃料內(nèi)燃機汽車的氫氣燃料消耗量試驗方法。

本文件適用于裝用氫燃料內(nèi)燃機的最高車速大于或等于50km/h的汽車。氨/氫、氨/柴等氨燃料內(nèi)

燃機汽車可參考本文件執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T15089機動車輛及掛車分類

GB18352.6-2016輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）

GB/T19233-2020輕型汽車燃料消耗量試驗方法

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GB/T35178-2017燃料電池電動汽車氫氣消耗量測量方法

GB/T37244質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣

GB/T37340.1汽車和掛車類型的術(shù)語和定義

GB/T38146.1-2019中國汽車行駛工況第1部分：輕型汽車

GB/T38146.2-2019中國汽車行駛工況第2部分：重型商用車輛

3術(shù)語和定義

GB/T15089、GB/T35178-2017、GB/T38146.2-2019界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

氫平衡法hydrogenbalance

依據(jù)氫燃料在燃燒前后氫元素的質(zhì)量守衡原理，通過測量燃燒產(chǎn)物中的氫含量來獲取燃燒前的氫燃

料質(zhì)量的一種方法。

4測試工況

輕型氫燃料內(nèi)燃機汽車按照GB/T38146.1-2019中附錄A規(guī)定的CLTC-P和CLTC-C循環(huán)（其中CLTC-P

適用于M1類車輛，CLTC-C適用于N1類車輛