氢能基础建设之：氢能检测
发展氢能和燃料电池汽车，不仅需要各环节的技术标准，而且需要验证这些技术指标的检测条件。
传统机动车的检测在各地都有专业的检测机构提供服务，比如中汽研汽车检测中心（天津）有限公司、上海机动车检测中心、国家汽车质量监督检验中心(北京)等，各地都有经国家认证认可监督管理委员会（CNCA）资质认定、中国合格评定国家认可委员会（CNAS）认定的汽车检测机构：如检测中心、检测站等。对氢能及燃料电池汽车的检测除了整车性能与传统燃油车有一些共性指标外，对上游气体安全性检测和燃料电池性能的检测涉及到更多的专业技术指标，所以，在氢能和燃料电池产业发展前，检测中心是比加氢站更加重要的基础建设。目前，我国已经建成和拟建的项目投资金额来看，都是一笔不菲的开资。
一、 国内已建成和拟建氢能检测项目
1、南京大学昆山创新研究院检测检验中心（昆山）
南京大学昆山创新研究院检测检验中心是南京大学和昆山市共同建设的专业检测机构。该中心从事新能源产品的检测研究、标准开发和各种检测工作。中心于2016年从南京大学环境与再生能源检测中心分离，开始独立运行，2017年获得检验检测机构资质认定证书（CMA），2018年成为中国合格评定认可委员会（CNAS）认可的实验室和中国质量认证中心（CQC）自愿认证签约实验室。中心设置及业务方向：
（1）检测中心设有四个检测室：
★ 燃料电池检测室
★ 电光源检测室
★ 能源检测室
★ 环境检测室
该中心主要业务是对燃料电池、新型太阳能电池、生物质燃料、照明电器产品进行委托检测，并承担无人机用燃料电池产品的认证检测；参与燃料电池产品标准和认证规范起草和制定。
（2）检测中心资源
中心现有人员27名，其中中级职称以上10名。
中心检测实验室15个、纳米材料制备室2个、规模化制造技术研究室3个（包括800m2千级洁净室），总面积约2000m2。现有仪器设备200余台。
2、未来科学城氢能技术协同创新平台（北京）
成立于2017年，依托北京航天试验技术研究所（航天101所）、北京科技协作中心、中国特种设备检测研究院、中关村华电能源电力产业联盟，形成了较强的氢能装备试验检测能力。
该所对标国家标准建成的国内第一座95兆帕（MPa）等级的高压氢能装备检测试验平台，具备氢介质下各类储氢容器、阀门等部件的火烧、疲劳、泄漏和可靠性性能考核试验和型式试验能力，是国内首套70MPa以上储氢气瓶的快速充放气试验系统。通过与中国特检院合作，该系统已对外承接了多个气瓶检测服务。
此外，航天101所近期还建成了液氢加氢站关键设备测试平台和车载液氢供气系统测试平台，也将对外开放；与中国特检院共建的“氢能装备检测中心”，也已取得重要进展，后续双方将共同打造国内领先的氢能装备试验检测基地。
3、长城氢能检测技术中心（保定）
长城汽车股份有限公司保定氢能检测分公司于2018年6月建成并投入使用。建设总投资约5.7亿元人民币，占地面积约3.3万平方米，包括主体综合测试区，供氢及液态储氢加氢区，能源供给区。
公司现有人员105名，其中关键技术人才中行业外籍专家6人，硕士以上学历占比80%以上。拥有标准试验室12个，引进欧美各类高尖端设备240余台套，在储氢安全性，燃料电池、系统性能，整车性能等领域形成百余项检测能力。
4、上海神力科技有限公司测试中心（上海）
亿华通旗下上海神力的检测中心是在其发展的过程中陆续投资的，目前没有公开的投资金额。2019年8月14日，上海神力科技有限公司测试中心CNAS认可资格正式获得批准，成为我国首家获CNAS认可的企业燃料电池检测实验室，认可能力范围涉及燃料电池电堆及模块，燃料电池系统等共96个测试项目。
上海神力科技有限公司测试中心正式获得CNAS认可表明测试中心具备提供专业检测服务的技术能力和国际先进的管理能力，其出具的检测报告具有权威性和国际公信力，可在认可的范围内使用CNAS国家实验室认可标志和ILAC国际互认联合标志，获得签署互认协议的国际和地区认可机构的承认。
5、中汽中心新能源汽车检验中心（天津）
2020年5月25日启动，项目总投资约19.9亿元，占地约308亩，规划建设燃料电池、动力电池、电驱动总成、电磁兼容、新能源整车等20余栋综合试验楼，以及能源中心、供氢中心、科研中心等基础设施。项目建成后，将成为国内领先、国际一流，服务新能源汽车研发全流程链、全产品链、全生命周期、全应用领域的综合性研发验证、测试评价基地。
6、国家氢能源汽车研究检测公共服务平台（如皋）
2020年9月15日，如皋市在国际氢能FCVC2020大会上公布启动，如皋经济技术开发区与上海机动车检测认证技术研究中心有限公司合作建设的国家氢能源汽车研究检测公共服务平台揭牌仪式。在长三角/如皋检测中心主要开展氢能及燃料电池汽车相关检测技术研究，测试设备研发，政策标准研究制定等工作，该中心将成为长三角规模最大设施最全的第三方燃料电池整车与零部件检测基地。
国家氢能源汽车研究检测公共服务平台总投资2.6亿元，占地约44亩，建设包括零部件、系统、整车三大级别共计十个实验室，主要开展氢能及燃料电池汽车相关检测技术研究，测试设备研发，政策标准研究制定等工作，为提升长三角地区检验检测能级，助推汽车产业发展产生积极而长远的作用。
目前八个实验室已全部竣工验收，10月份北京认监委将到如皋现场认证，建成后将成为长三角地区第一家具备国家资质授权的第三方公共检测技术服务平台。
7、国家氢能中心（重庆）
2020年9月16日，国家氢能动力质量监督检验中心（简称"国家氢能中心"）建设在重庆正式启动，国家氢能中心由中国通用技术集团中国汽车工程研究院股份有限公司（简称"中国汽研"）投资5亿元建设，落户重庆两江新区鱼复工业开发区。
国家氢能动力质量监督检验中心氢能中心是由中国汽研投资建设的，并于2019年5月获得了国家市场监督管理总局批复，中心规划建设五大试验室：整车试验室、动力总成试验室、燃料电池试验室、氢能辅件试验室、电池电机试验室，并将提供包括燃料电池电堆、燃料电池系统及关键零部件、储氢系统、氢能动力系统、燃料电池整车等领域的技术咨询服务。在硬件设施方面，国家氢能中心将积极采用高端技术装备，其中1期和2期预期采购设备均将达到国际先进水平。
国家氢能中心预计将于2022年完工并投入试运营，将以检验检测为核心，建成氢能全产业链的测试评价能力体系。
表1 国内氢能测试中心
另外，中国特种设备检测研究院、上海化工院检测有限公司、大连市锅炉压力容器检验研究所、上海电器科学研究所（集团）有限公司等传统研究院所也可以承担部分氢能的检测。
还有以盈利为目的的上海芃氢检测技术有限公司，公司称以汽车关键零部件检测为核心，新能源汽车氢燃料电池发动机、动力电池产品、工业用氢燃料电池备用电源产品、商业航天和再制造装备生产等门类的检测服务，研发测试，技术服务。为国家电网、中科院、中国移动、汽车制造商等提供研发类产品销售，测试设备销售，检测服务。包括产品销售，检测技术服务，检测设备销售，实验室建设是公司运营的主要组成部分，该部分主要为客户实现专业的业务外包，此业务主要包括：实验室建设、定向检测服务、燃料电池发动机、燃料电池备用电源、动力电池、无人驾驶、加氢站建设等为氢能源和新能源汽车、商业航天提供的工程服务、技术服务支持，是一家检测服务平台。
在潍坊市2019年年底的“三年规划”中，“发展目标”的第一句话就是“开展氢能基础建设、燃料电池汽车研发服务平台等公共性设施建设……”，另外，潍柴集团建设国家燃料电池技术创新中心很快就会落地，如果不出所料的话，检测平台应该在该创新中心中占据较重的位置。
武汉近期传出新建氢能检测中心的信息……
二、国内配备最齐全的氢能试验室——长城汽车氢能测试技术中心
长城汽车氢能测试技术中心于2018年6月建成并投入使用，是目前世界顶级国内首创大型氢能燃料电池关键组件、燃料电池汽车稳健解决综合型测试中心，建设投资总计约五点七亿元人民币，包括主体综合测试区，供氢及液态储氢加氢区，能源供给区。目前技术中心现已吸纳各类关键人才105名，其中行业顶级外籍专家19人，硕士以上学历占80%以上，现拥有标准实验室11个，引进国际尖端测试设备240余套，在储气安全性、燃料电池系统性能、整车性能等领域具备120项检测能力。
（一）主要检测内容
1、储氢系统检测
（1）总成级测试能力
振动疲劳耐久试验、氢气循环疲劳试验、液压疲劳及爆破试验测试、金属内部物理性能分析。
（2）材料、零部件级测试能力
环境振动疲劳测试、高低温耐久性及盐雾腐蚀测试、气循环疲劳试验及液压疲劳爆破试验测试、金属表面物理性能分析、非金属材料物理性能分析。
（3）检测项目
2、燃料电池检测
（1）具备双极板、短堆和整堆性能测试、耐久测试等能力；
（2）具备空压机、氢气循环系统、燃料电池发动机电性能、可靠性测试能力 。
（3）检测项目
3、FCEV整车测试
（1）是国际行业先进试验室之一，且国内为数不多的符合法规要求的燃料电池整车测试试验室及燃料电池整车四驱动力总成测试试验室；
（2）满足现行欧洲及美标标准的法规要求，可开展整车氢气排放测试、能量消耗量和续驶里程测试、车辆动力性能与氢气消耗性能评估。
（3）检测项目
（二）重点实验室介绍
★环境实验室，配置高精度冷热冲击箱、高低温试验箱、氦气加压设备，水浴和油浴试验箱，盐雾试验箱，可承接不同环境、压力下的冷热冲击试验，高低温试验、盐雾试验等环境耐久测试；
★储氢实验室，配备减压阀测试系统一套，可承接测试压力1-87.5MPa，流量0-200NL/min压力调节测试；
★氢气循环及渗透实验室，是国内首家具备高压氢气循环测试系统以及车载零部件高压循环测试系统的实验室，可承接摄氏零下45度至85度范围内最大允许压力105MPa储氢瓶及系统核心零部件高压氢气循环测试，同时配有安捷伦气相色谱仪，可进行清洗渗透检测，是目前国内唯一的高压氢气循环及渗透实验室；
★液压疲劳实验室和液压爆破实验室，引进德国进口液压疲劳试验系统及液压爆破系统一套，设备包含储氢瓶液压循环测试试验台，静压试验台，水压爆破试验台各一组，及系统零部件疲劳爆破测试台三组。该设备可进行35MPa及70MPa氢气瓶及系统零部件的液压疲劳测试和水压爆破测试，为目前国际领先的液压疲劳及水压爆破实验室；
★高压脉冲实验室，可承接温度零下50至85摄氏度、压力0至87.5MPa范围内对于减压阀、加氢口等储氢系统零部件的脉冲疲劳测试。
★燃料电池测试实验室，配置国际顶级单体、短堆、大功率整堆测试站，并配套GAMRY、HIOKT环境模拟试验下，电堆泄漏检测装置等燃料电池专业测试设备，形成额定功率100W-125kW燃料电池全系列性能及可靠性测试能力，同时可实施燃料电池发动机系统及核心零部件的定制化及性能检测。
★四驱动力总成试验室，为目前国际先进国内首座供应商燃料电池汽车四驱动力总成测试实验室。具备独立供氢管路、专业氢气放空和尾排处理系统，具备高精度氢气消耗计量系统，可模拟各种工况完成动力及测试任务。
★理化分析实验室，具备完善的理化测试设备，包括激光显微镜在内的数十种仪器。可以进行实验室级墨水配制，MEA膜或双极板微结构观察、微长度形状测量等测试；
★理化测量实验室，配备了带有温度箱的拉升试验机，轮廓形状测量机粗糙度测量机等仪器。具备对车载关键零部件主要物理性能的测量能力。
三、介绍两个国外的氢能检测项目
1、德国Eutech工程公司测试台架（燃料电池测试）
EUtech Scientific Engineering是一家全方位服务的独立工程公司，是先进测试系统、仪器产品和软件工具的供应商，总部位于德国亚琛。
由迈克尔·豪格博士、Jörg Meyer博士和Michael Schreiber博士于1995年作为RWTH亚琛的分支机构成立。1999年，由于业务的快速发展和良好的业务发展，EUtech 的研究、开发和产品活动转入了一家新的企业：EUtech 科学工程公司。如今，公司拥有30多名高技能工程师和技术专家。
公司最初专注于与能量转换和热力学相关的工程领域。现在的主业是为汽车公司设计和开发交钥匙试验台，为发电部门设计和开发先进的诊断产品，为新兴燃料电池行业设计和开发电子控制系统，为广泛的工业客户提供软件工具。
Eutech提供的服务是基于燃料电池性能指标测试和数据分析的试验室，目前已经为世界很多汽车品牌提供过燃料电池的测试服务。
该测试平台的模块化设置，具有统一的，可以延伸的结构。功能范围广包括：
——流量大，操作范围广：从少量W到100kW
——气体处理：-40°C到250°C
——冷却剂和环境调节
——精确的压力控制和加湿环境
——高梯度交变温度试验：5K/min
——动态操作包括启动和关闭程序
——可扩展到任何时间内
他们拥有燃料电池测试平台、燃料电池测试仪、重整器/催化剂试验平台、氢循环鼓风机试验台、电升压/充电器测试台、超高速检测仪、电动马达检测台、电机测试台、模块化电动泵测试台、水泵等各种关键指标测试设备，在各种设备提取燃料电池相关技术指标后输入到分析系统中，然后通过手动和自动操作在屏幕上输出结果。
这个研究平台显然不仅是为企业的市场进入提供“准生”证明，更多的是将检测到的数据进行分析生成结果，他们具有各模块独立手动和自动操作、一目了然的过程可视化的所有模块、PWM，LON,CAN通信模块、集中数据管理（EU-MDM）等，通过这些工具的数据分析输出可视化的结果，如燃料电池适应的工况环境，燃料电池的耐久性及使用寿命等。
他们以精密的硬件测试数据与高效的软件分析在世界范围内运行，为客户提供对燃料电池进行各种工况下的耐久性和适用寿命测试，并输出运算后的结果，为各大汽车厂商提供项目的经济型预测。
2、日本氢能源产品研究实验中心(HyTReC)（氢气压力安全测试）
HyTreC是一个独立的非盈利组织，在福冈县的支持下成立，它支持新的氢能源企业，并为氢技术和氢产品开发的液压器系统组件提供行业准入资格，如阀门、传感器、软管、气瓶在车辆或固定应用、包括氢站，可以在HyTReC测试和合格取得研发或商业化的机会。氢能测试和研究中心HyTReC为科学研究、原型设计和产品测试提供了最先进的氢能测试设备。
因为日本的机动车研究所做燃料电池测试，所以，HyTReC主要是做气体安全的测试，他们主要拥有四类设备：
（1） 第一类是高压实验室，共9间
其中H1-H5高压实验室用于储罐、阀门、传感器等部件高压氢气测试，流量：15m/h，温度范围：-40°C—85°C，含防爆外壳尺寸：Φ1000*2000（L）mm
H6-H9高压氢实验室：可以提供高达2400m3的氢气，用于不同类型耐久性测试。氢的流量高达2400米/小时，温度范围：-40°C—85°C
（2） 第二类是液压和爆破实验室，共6间，包括：
★W1液压试验室：适用于容量达300升的储罐在液压循环下的耐久性试验。
液压环测设备储罐容量最高300L
最大液压压力130MPa；
★W2 液压试验室：用于储罐液压作用下的爆破和耐久性试验
规范：水压测试系统
最大压力：130MPa
爆炸试验最大压力：343MpaL
★W3温度测试实验室：在规定的温度下，该实验室可以承受高达140MPa的压力。
最大液压压力：140MPa
柱塞泵：61L/中风
温度范围：-40°C—85°C
加速应力试验：200MPa
相关维度：Φ1200*6000（L）mm
★W4液压循环实验室：用于氢储罐在高达140MPa下的测试。
最大液压压力：140MPaL
柱塞泵：61升/冲程
★W5爆裂试验实验室：该实施室可适用于高达380MPa爆破试验。
最大压力：380MPa（爆破压力）
★W6水力膨胀实验室：允许精确的碰撞测量大型储罐高达500升
（3） 第三类是多功能实验室，共4间
其中有两间是公共服务平台，是环境模拟实验室；另外两件可租用给有特殊需求的单位独立使用。
（4） 第四类是振动实验室，1间
振动测试的样品重量达到200公斤
环境振动：激发力：23000kgf(正弦波)
频率：高达3000赫兹
温度范围：-73°C -180°C
由渡边教授发起的日本氢能源测试和研究中心前后分两期建设，第一期2010年3月建成，2000m²，以小型检测为主，由福冈市政府和企业出资10亿日元；二期以大型检测为主，2014年3月建成，2700m²，日本产经省出资30亿日元。
渡边先生
四、氢能检测中心的特点与属性
1、中国检测中心的验收与权威性确认
检测结构的权威性首先要通过国家级认证机构的认证：中国合格评定国家认可委员会（CNAS）隶属于国家市场监督管理总局，经国家认证认可监督管理委员会授权，负责实施合格评定国家认可制度，目前在全球45个国家和地区签订多边互认协议。
只要是获得权威部门认证的检测机构出示的检测报告都应该具备法律效力，而且可以作为独立第三方服务于产业链上的企业，目前长城汽车的氢能检测试验室就提供对外服务。
2、检测中心的定位
国内、国际的氢能检测大致有三种定位：
（1）服务于企业自身的技术研发，如北京未来科学城氢能技术协同创新平台、长城氢能检测技术中心、上海神力科技有限公司测试中心以及即将落成的潍柴国家燃料电池技术创新中心等；
（2）政府投资的非盈利公共服务，如中汽中心新能源汽车检验中心、国家氢能源汽车研究检测公共服务平台、国家氢能中心、日本HyTReC氢能源测试和研究中心、南京大学昆山创新研究院检测检验所等；
（3）以盈利为目的的专业检测机构，如正在筹备的上海芃氢检测技术有限公司、德国Eutech工程公司测试台架实验室。
3、检测中心的专业性特征
氢燃料电池产业链较长，集中了安全性、效率、稳定性、耐久性等诸多的技术指标，需要检测的内容繁多，但主要可以分为：储氢系统检测、燃料电池检测和整车系统检测，如日本氢能源产品研究实验中心(HyTReC)以储氢系统检测为主，德国Eutech测试台架以氢燃料电池检测为主。
从国内目前正在运行和拟建的检测中心来看，储氢环节原有航天101所、国家特种设备检测研究院等具有气体和压力容器检测功能的检测单位可以通过技术升级来完成，但需要大幅度提高试验设备的压力，延展检测设备的环境温度。
整车的检测传统检测中心增加功能也可以出具检测报告，如上海机动车检测认证技术研究中心、中汽研汽车检测中心（天津）有限公司以及各地具备条件的机动车检测中心都可以通过技术升级来实现。
过去缺乏基础的还是氢燃料电池的专业检测，因为涉及到多种学科，检测的内容也非常复杂，所以传统产业的检测机构无法满足氢燃料动力的检测要求，需要投入专业的设备并引进相关的专业性人才，这也是一项门槛较高的科研投入。
4、检测中心的地域性特质
产品送检涉及到运输成本和工作效率，所以，客户一般会就近选择检测中心，比如目前收集到的资料中，北京氢璞《电池电堆性能检测报告》选择的是中汽研汽车检测中心（天津）有限公司，而上海攀业氢能源科技有限公司选择的检测机构是南京大学昆山创新研究院检测检验中心。但检测中心投资强度高，一般都超过2亿元，而且需要一定规模的高级专业人才，所以，在一定的辐射半径内不宜过渡投资。
目前几个氢能发展的重点区域的基础建设已建和拟建的项目中都包括了检测中心项目。其中：
京津冀地区有101所，国家特种设备检测研究院等传统检测机构，也有设备齐全、检测内容相对完整、地处保定的长城汽车保定氢能检测分公司，计划升级中的中汽中心新能源汽车检验中心（天津）建；
长三角地区有上海神力科技测试中心、拟建国家氢能源汽车研究检测公共服务平台和筹划准备中的上海芃氢检测技术有限公司，还有传统的化工检测上海化工院检测有限公司和上海电器科学研究所（集团）有限公司；
山东地区有即将落成的国家燃料电池技术创新中心（潍坊）；
西南地区有规划投资建设的国家氢能动力质量监督检验中(重庆)；
华中地区有武汉正在筹建的检测中心……
目前检测条件比较薄弱的是珠三角地区，在一份“中国城燃氢盟”的名单里，能够在“检测机构”一栏中找到中国特种设备检测研究院和广东省特种设备研究院的名单，但目前珠三角地区尚没有专业氢能检测机构。
5、检测中心的智能化趋势
中国基础工业已经非常成熟，但对于新的科技成果或新的商业模式，我们仍需要对标国际先进水平。德国Eutech工程公司提供的不仅仅是检测数据，而是对海量数据进行筛选、采用程序对传感器信号进行信号、存储和预处理电路，拟采用特定算法和训练函数，实现温度、气体浓度、选择性和响应速度检测，通过运算生成工程项目评估经济性结果。随着大数据与智能化发展，这一模式将在汽车产业中得到更多的应用，。未来竞争显然不是买几台设备这么简单，了解汽车及驱动系统的计算机人才将是未来竞争的重点。
文章来源：产业观察者