《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣濾清器》編制說明

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣濾清器》

（征求意見稿）

編制說明

一、工作簡況

近年來在國家政策支持下，氫燃料電池汽車發(fā)展迅猛。燃料電池對空氣進(jìn)氣的潔凈度要

求非常高，而環(huán)境空氣中的顆粒物、有毒有害氣體對燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)造成嚴(yán)重影響，降低

電堆性能，影響電堆功率，減少電堆壽命。因此，燃料電池空氣濾清器對于燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)

動(dòng)力性、耐久性具有重要影響。燃料電池電動(dòng)汽車從結(jié)構(gòu)、功能上均與傳統(tǒng)燃油車空氣濾清

器有明顯區(qū)別，無法采用現(xiàn)有傳統(tǒng)燃油車空氣濾清器標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)燃油車的空氣濾清器無

需考慮進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的有害氣體的危害，但卻是燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣濾清器最重要的指

標(biāo)之一，導(dǎo)致目前針對于燃料電池用空氣濾清器產(chǎn)品的檢測方法及判定依據(jù)均缺失。隨著我

國燃料電池電動(dòng)車輛產(chǎn)銷量不斷增加，對于燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣濾清器需求量持續(xù)攀升，

亟需建立燃料電池空氣濾清器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一測試方法，有利于產(chǎn)品技術(shù)水平提升和行業(yè)健

康發(fā)展。全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)濾清器分技術(shù)委員會(huì)提出針對燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣濾

清器標(biāo)準(zhǔn)的汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提案，工業(yè)和信息化部2021年9月24日以工信廳科函〔2021〕234

號下達(dá)計(jì)劃，計(jì)劃號為“2021-1117T-QC”。

2021年9月-2022年5月，起草組重點(diǎn)研究了氣體吸附能力測試等重點(diǎn)測試方法，完善

了標(biāo)準(zhǔn)草案。

2022年5月11日面向全行業(yè)發(fā)送了第一版標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行問卷調(diào)研，調(diào)研內(nèi)容包含燃料

電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣濾清器的包裝運(yùn)輸要求、試驗(yàn)項(xiàng)目種類和參數(shù)要求以及試驗(yàn)方法等，得到

了業(yè)內(nèi)企業(yè)的積極反饋，對產(chǎn)品的工作流量范圍、工作環(huán)境溫度、試驗(yàn)粉塵種類、試驗(yàn)氣體

種類以及包裝要求給出了更加詳細(xì)具體的意見，指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)草案的進(jìn)一步完善。

2022年11月2日工作組組織企業(yè)對標(biāo)準(zhǔn)草案的試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法進(jìn)行研討，參會(huì)企

業(yè)涵蓋了系統(tǒng)及濾清器生產(chǎn)企業(yè)。會(huì)上對氣體吸附試驗(yàn)測試對象爭議較大，對于氣體吸附試

驗(yàn)的終止時(shí)間生產(chǎn)企業(yè)反饋不宜過長，產(chǎn)品在試驗(yàn)條件下，1.5h后的吸附效率變化不明顯，

不必進(jìn)行更長時(shí)間的測試。各企業(yè)對外觀尺寸、阻燃、耐溫性、振動(dòng)類測試未提出不同意見。

2023年4月24日面向全行業(yè)發(fā)送新一版的標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行問卷調(diào)研，與先前版本相比，

取消了不同額定流量百分比的阻力測試要求，保留100%額定流量的阻力測試內(nèi)容。氣體吸

附試驗(yàn)將試驗(yàn)終止時(shí)間調(diào)整為1小時(shí)，容污量終止時(shí)間同樣調(diào)整為1小時(shí)。氣體吸附和粉塵

類試驗(yàn)的試驗(yàn)流量調(diào)整為300m3/h或企業(yè)規(guī)定空氣流量，增加0.3um粉塵粒徑的效率測試。

2023年5月15日，起草組組織召開了線上起草組討論會(huì)，會(huì)上對標(biāo)準(zhǔn)草案條目進(jìn)行討

論，會(huì)上對草案中關(guān)于燃燒特性、原始進(jìn)氣阻力、粉塵分級過濾效率、容灰量、耐溫性、振

動(dòng)疲勞等大部分條目達(dá)成了一致意見，氣體吸附性能試驗(yàn)方法，以及NaCl顆粒物分級過濾

1

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效率測試是否加入標(biāo)準(zhǔn)草案還需進(jìn)一步討論。

2023年6月1日根據(jù)5月15日線上會(huì)議總結(jié)的意見和建議，將標(biāo)準(zhǔn)草案做了進(jìn)一步完

善，并針對氣體吸附性能和NaCl顆粒物分級過濾效率相關(guān)測試發(fā)送了行業(yè)內(nèi)調(diào)研問卷。

2023年7月31日經(jīng)全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)濾清器分技術(shù)委員會(huì)委員投票表決并審

議通過項(xiàng)目計(jì)劃調(diào)整（見QC202320118《項(xiàng)目計(jì)劃調(diào)整申請表》，向全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)

委員會(huì)提交并審批通過。

2023年9月22日在天津召開線下標(biāo)準(zhǔn)討論會(huì)，邀請行業(yè)內(nèi)整車廠、濾清器生產(chǎn)企業(yè)對

標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行討論。會(huì)上參會(huì)專家對試驗(yàn)工況、試驗(yàn)要求和具體參數(shù)進(jìn)行了確認(rèn)，對目前大

尺寸產(chǎn)品較難實(shí)現(xiàn)的分級效率檢測項(xiàng)目提出了解決方案。會(huì)上還決定將NaCl顆粒物分級效

率檢測加入到標(biāo)準(zhǔn)中。

2023年12月7日在武漢參加燃料電池電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)工作組會(huì)議，向燃料電池整車和系

統(tǒng)企業(yè)介紹了標(biāo)準(zhǔn)的工作進(jìn)展，對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行了介紹，收集了意見建議，如試驗(yàn)流量建議

增加額定流量工況，濾清器安裝點(diǎn)強(qiáng)度剛度的要求以及殼體管口壓塌等檢測項(xiàng)目。

2023年12月26日邀請濾清器企業(yè)進(jìn)行線上會(huì)議，討論燃料電池電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)工作組

會(huì)議收集到的意見和建議，決定在標(biāo)準(zhǔn)草案中增加額定流量工況，增加殼體抗壓性能檢測項(xiàng)

目，濾芯的阻燃檢測標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一使用GB8410—2006《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》，在耐振

動(dòng)疲勞性能中增加對安裝固定點(diǎn)的檢查要求。

2024年1月24日召開行業(yè)內(nèi)線上會(huì)議，邀請濾清器以及燃料電池系統(tǒng)和整車企業(yè)參會(huì)，

對標(biāo)準(zhǔn)草案修改的內(nèi)容進(jìn)行討論，參會(huì)企業(yè)對于增加額定流量工況，增加殼體抗壓性能檢測

項(xiàng)目，和濾芯阻燃檢測標(biāo)準(zhǔn)無疑義，并建議取消正丁烷氣體吸附檢測項(xiàng)目，參照QC/T970

—2014標(biāo)準(zhǔn)增加環(huán)境密封性檢測項(xiàng)目，參照QC/T998最新版本對NaCl氣溶膠檢測進(jìn)行規(guī)

定，并增加氣體吸附理論計(jì)算的支撐數(shù)據(jù)。

2024年2月，起草組根據(jù)收集到的意見建議進(jìn)一步完善草案，形成了征求意見稿。

二、汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)的編制考慮到燃料電池汽車行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢，考慮到目前燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)空

氣濾清器產(chǎn)品的種類、使用環(huán)境以及測試技術(shù)水平，標(biāo)準(zhǔn)草案包含了十余項(xiàng)相關(guān)試驗(yàn)。因?yàn)?/p>

燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣濾清器與現(xiàn)有乘用車空氣濾清器結(jié)構(gòu)類似，在試驗(yàn)方法的制定過程中

參考借鑒了現(xiàn)有試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，其中燃燒特性參照GB8410-2006《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》，

顆粒物過濾效率、原始阻力、容灰量、耐振動(dòng)疲勞試驗(yàn)方法參照QC∕T32-2017《汽車用空

氣濾清器試驗(yàn)方法》，氣體吸附效率及容污量試驗(yàn)方法參照GB∕T32085.2-2015《汽車空

調(diào)濾清器第2部分：氣體過濾測試》，分級過濾效率試驗(yàn)方法參照GB∕T32085.1-2015《汽

車空調(diào)濾清器第1部分：粉塵過濾測試》，濾芯解體壓差試驗(yàn)方法參照ISO5011：2020，

耐淋水性能試驗(yàn)方法參照QC∕T970-2014《乘用車空氣濾清器技術(shù)條件》，耐腐蝕性能參

2

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣濾清器》（征求意見稿）編制說明

照GB/T10125-2012《人造氣氛腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)》。

考慮到燃料電池汽車的使用條件，以及現(xiàn)階段燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣濾清器的主要種類，

本標(biāo)準(zhǔn)對氣體吸附性能和顆粒物分級過濾效率試驗(yàn)方法進(jìn)行了重點(diǎn)規(guī)定。

三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析

標(biāo)準(zhǔn)中主要試驗(yàn)的驗(yàn)證情況如下

3.1燃燒特性

試驗(yàn)方法：

濾芯材料按照GB8410-2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行試樣裁剪，按照GB8410-2006要求進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)果：

對5種濾芯材料試樣進(jìn)行燃燒試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果均滿足GB8410-2006標(biāo)準(zhǔn)中的A-0

級要求，具體結(jié)果見表1。

表1燃燒特性測試結(jié)果

試樣編號測試結(jié)果描述試樣編號測試結(jié)果描述

試樣1試樣5

試樣2試樣6

火焰達(dá)到第一測量標(biāo)線前火焰達(dá)到第一測量標(biāo)線

熄滅，滿足級要求。

試樣3A-0試樣7前熄滅，滿足A-0級要求。

試樣4試樣8

圖1燃燒特性試驗(yàn)圖

3

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圖2部分試樣試驗(yàn)后照片

3.2原始進(jìn)氣阻力

試驗(yàn)方法：

1）將濾清器總成固定到試驗(yàn)臺(tái)上，將濾清器總成出氣口與試驗(yàn)臺(tái)風(fēng)道相連接。

2）設(shè)置測試參數(shù)，風(fēng)量為（300～600）m3/h。

3）啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行原始進(jìn)氣阻力測試。

試驗(yàn)結(jié)果：

對三種不同規(guī)格型號的濾清器總成進(jìn)行了阻力測試，流量范圍（300～600）m3/h，不同

規(guī)格型號的濾清器總成原始進(jìn)氣阻力差別較大?？紤]到目前行業(yè)內(nèi)燃料電池空氣濾清器種類

多且額定流量不同，在標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定試驗(yàn)方法，不做限值規(guī)定。

表2濾清器總成原始進(jìn)氣阻力測試值（kPa）

序號流量m3/h樣品A樣品B樣品C

1300.01.661.680.30

2360.02.062.330.41

3420.02.523.120.53

4480.03.043.990.69

5540.03.575.070.86

6600.04.136.241.05

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圖3原始進(jìn)氣阻力試驗(yàn)圖

圖4阻力測試曲線圖

3.3氣體吸附性能

試驗(yàn)方法：

1）將濾清器總成固定到試驗(yàn)臺(tái)上，將濾清器總成出氣口與試驗(yàn)臺(tái)風(fēng)道相連接。

2）試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算過程和結(jié)果按照GB∕T32085.2-2015《汽車空調(diào)濾清器第2部

分：氣體過濾測試》要求，按照標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的濃度分別對二氧化硫、甲苯、氨氣、二氧化氮

進(jìn)行吸附性能測試。

3）測試環(huán)境溫度（23±3）℃，相對濕度（50±2）%，測試風(fēng)量為300m3/h。

試驗(yàn)結(jié)果：

通過對不同濾清器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)要求的污染物氣體檢測，得到下表所示結(jié)果數(shù)據(jù)，結(jié)合行業(yè)

產(chǎn)品水平和專家建議設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)中不同污染物氣體的吸附效率限值。

表3二氧化硫氣體吸附性能測試結(jié)果

產(chǎn)品溫度濕度不同時(shí)刻吸附效率%

5

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℃

RH%0時(shí)刻效率5min效率0.5h效率1h效率

122.550.498.2769.1512.230.00

223.251.698.4575.4326.8013.24

323.550.998.5952.2018.059.13

422.852.098.0161.5022.8318.54

523.549.898.3640.8614.559.00

622.350.192.1961.7528.6134.51

724.251.695.2072.4236.9247.53

824.549.290.8448.6035.4230.75

表4氨氣氣體吸附性能測試結(jié)果

溫度濕度不同時(shí)刻吸附效率%

產(chǎn)品

℃

RH%0時(shí)刻效率5min效率0.5h效率1h效率

124.050.196.3186.5556.3527.06

224.252.097.9783.5957.4733.78

323.749.398.5695.2771.2347.13

424.650.098.2991.7467.6143.33

522.751.398.8990.3748.3541.34

623.550.090.1273.0130.5218.23

723.651.093.2386.7045.3630.54

822.849.283.5461.8125.4110.63

表5甲苯氣體吸附性能測試結(jié)果

溫度濕度不同時(shí)刻吸附效率%

產(chǎn)品

℃

RH%0時(shí)刻效率5min效率0.5h效率1h效率

123.851.591.9788.0679.2265.20

224.051.893.6590.9984.4069.50

325.150.289.8477.8750.3430.11

425.149.395.0185.0170.1752.74

524.949.894.7787.0170.5254.51

表6二氧化氮?dú)怏w吸附性能測試結(jié)果

6

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溫度濕度不同時(shí)刻吸附效率%

產(chǎn)品

℃

RH%0時(shí)刻效率5min效率0.5h效率1h效率

125.149.390.3585.2161.4240.83

225.350.192.5385.1865.3344.81

325.050.183.3670.5744.5921.55

424.951.391.4380.4160.5841.23

525.350.395.4783.7865.2143.62

參考GB3095—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和相關(guān)調(diào)研數(shù)據(jù)中的濃度數(shù)值為依據(jù)進(jìn)行車

輛在使用過程中空氣濾清器吸附量（容污量）的理論推算。

根據(jù)車輛年行駛里程推算空氣濾清器吸附量如下表7所示，假設(shè)吸入空氣中各類污染物

全部被濾芯過濾吸收。

表7空氣濾清器吸附量（容污量）計(jì)算表格

二級空氣濾清器工平均車行駛壽

每小時(shí)行駛時(shí)吸附量

試驗(yàn)氣體質(zhì)量濃度作流量速命里程

含量ug間hg

ug/m3m3/hkm/hkm

二氧化硫603001800060300005009

氨氣15300450060300005002.25

二氧化氮403001200060300005006

甲苯18030054000603000050027

根據(jù)大氣中對應(yīng)污染物的質(zhì)量濃度和電堆對污染物體積濃度的要求，計(jì)算空氣濾清器對

各類污染物的過濾效率限值如表8所示。結(jié)合實(shí)際測試空氣濾清器產(chǎn)品的摸底數(shù)據(jù)水平，在

零時(shí)刻的過濾效率定義為≥90%。

表8過濾效率計(jì)算數(shù)據(jù)

質(zhì)量濃度體積濃度電堆要求過濾效率限值

污染物

μg/m3ppbppb%

二氧化硫6022.8＜1＞95.6

氨氣1521.6＜3＞86.1

二氧化氮3021.2＜10＞52.8

甲苯18047.8暫無明確要求/

在試驗(yàn)室環(huán)境下表9中“1h污染物總量”為根據(jù)表中試驗(yàn)條件計(jì)算的1h試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)設(shè)

備注入的各類污染物總量。表中“濾清器吸附量”為車輛行駛一年需要吸收的污染物重量理

7

《燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣濾清器》（征求意見稿）編制說明

論計(jì)算結(jié)果來源于表7，“吸附效率”為需要吸收污染物重量與試驗(yàn)注入污染物總量的比值，

參考此數(shù)據(jù)來規(guī)定試驗(yàn)1h時(shí)濾清器的吸附效率限值。結(jié)合燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣濾清器行

業(yè)水平，定義“1h吸附效率限值”如表9所示。

表9試驗(yàn)污染物總質(zhì)量（1h試驗(yàn)時(shí)間）

試驗(yàn)流量污染物濃度換算1h污染物濾清器吸附效1h吸附效

污染物

m3/hppm系數(shù)總量g吸附量g率%率限值%

二氧化硫300302.62023.580938.230

氨氣300300.6956.2552.2536.030

二氧化氮300301.88016.920635.540

甲苯300803.76690.3842729.950

備注：換算系數(shù)為根據(jù)污染物分子量計(jì)算的體積濃度和質(zhì)量的換算系數(shù)。

3.4顆粒物分級過濾效率

試驗(yàn)方法：

1）將濾芯固定到試驗(yàn)臺(tái)工位上，周邊進(jìn)行密封處理。

2）試驗(yàn)過程參照GB∕T32085.1-2015《汽車空調(diào)濾清器第2部分：氣體過濾測試》

使用A2粉塵進(jìn)行測試。

3）測試環(huán)境溫度（23±3）℃，相對濕度（50±2）%，測試風(fēng)量為300m3/h。

試驗(yàn)結(jié)果：

表10分級過濾效率結(jié)果表（%）

序號粒徑直徑μm樣品1樣品2樣品3樣品4

10.396.595.895.096.0

20.596.896.095.897.1

3598.397.397.598.2

41010099.899.9100

3.5原始濾清效率、全壽命濾清效率和容灰量

試驗(yàn)方法：

1）將濾清器總成固定到試驗(yàn)臺(tái)上，將濾清器總成出氣口與試驗(yàn)臺(tái)風(fēng)道相連接。

2）試驗(yàn)過程參照QC∕T32-2017規(guī)定的方法，先后進(jìn)行原始濾清效率、全壽命濾清

效率和容灰量試驗(yàn)。

3）測試環(huán)境溫度（23±3）℃，相對濕度（50±2）%。

試驗(yàn)結(jié)果：

8

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表11測試結(jié)果表

試驗(yàn)項(xiàng)目樣品1樣品2樣品3樣品4樣品5

序號

額定流量m3/h10008501000800700

1原始濾清效率%98.097.597.898.297.8

2全壽命濾清效率%98.599.098.398.899.2

3容灰量g331275322256238

3.6耐溫性

試驗(yàn)方法：

將濾清器總成放入恒溫箱中，分別在85℃高溫和-40℃低溫條件下存放24h。

試驗(yàn)結(jié)果：

試驗(yàn)后樣品未出現(xiàn)脆裂、變形等缺陷，濾材與外框無脫離、開膠現(xiàn)象。

圖5空氣濾清器耐溫性試驗(yàn)

3.7耐振動(dòng)疲勞性能

試驗(yàn)方法：

1）將濾清器