《燃料電池電動汽車加氫通信協議》

（征求意見稿）

編制說明

一、工作簡況

為了推動我國燃料電池汽車產業持續健康、科學有序發展，加強技術研發，保障燃料電

池汽車的安全穩定運行，同時推動建立并完善相關通信技術標準體系，全國汽車標準化技術

委員會電動車輛分技術委員會燃料電池電動汽車工作組提出針對燃料電池電動汽車加氫接

口通信協議標準的汽車行業標準提案，工業和信息化部于2020年5月25日下達立項計劃，

計劃號為“2020-0318T-QC”。該標準的建立將有效保障燃料電池汽車的氫氣加注安全，推

動燃料電池汽車的示范運行，繼而為實現零碳交通貢獻燃料電池汽車的力量，進而實現交通

領域的2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標。

計劃下達后，燃料電池電動汽車工作組成立專項起草組，積極開展相關研究，于2021

年8月形成初稿，但是受70MPa四型瓶以及加氫通信協議站點的普及不及預期、加氫通信

協議的國際標準適逢修訂等因素的影響，導致項目研究不及預期。近年來，隨著五部委燃料

電池電動汽車示范政策的落地，燃料電池電動汽車的產銷量雙雙提升，加氫站建設明顯提速，

同時基于北京冬奧會針對70MPa燃料電池電動汽車進行了示范應用，項目組研究了示范應

用過程中的經驗，參考國際標準，進一步形成了新的標準草案。

2023年8月31日，在燃料電池電動汽車工作組2023年第2次會議上，起草組對QC/T

《燃料電池汽車加氫接口通信協議》向工作組成員介紹了工作進展。

2023年11月21日召開了QC/T《燃料電池汽車加氫接口通信協議》專題討論會，專家

們對標準進行了細致深入地討論。會議主要建議包括：適用范圍參照GB/T24549《燃料電

池電動汽車安全要求》改為“本文件適用于使用壓縮氣態氫的燃料電池電動汽車”；增加“表

示層”中分隔符的數據示例；刪除“傳遞方向”重復性描述；將紅外發射裝置和紅外接收裝

置的性能要求分類為裝置性能要求和布置要求進行表述；將測試場景表格中的“Y”“N”

改為“√”“×”。會后，起草組根據專家要求對標準內容進行了修改，形成了詳細匯報草

案。

2023年12月7日燃料電池電動汽車工作組2023年第3次會議，會上起草組向工作組

成員進行了詳細匯報，并開展了細致討論。會上建議：將標準名稱改為《燃料電池電動汽車

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《燃料電池電動汽車加氫通信協議》（征求意見稿）編制說明

加氫通信協議》；為區別于GB/T42855-2023氫燃料電池車輛加注協議技術要求，增加“加

氫通信協議”術語定義；將比特誤碼率單獨作為一項要求；刪除測試方法中“模擬的加氫口

可由直徑為30mm的不銹鋼軸替代”內容。會后，起草組根據工作組成員意見進行了再次

修改，形成了征求意見稿。

二、汽車行業標準編制原則和確定汽車行業標準主要內容的依據

1編制原則

本標準編寫符合《GB/T1.1-2020標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起

草規則》的規定。

本標準的編制綜合考慮了技術發展現狀、趨勢，規定了燃料電池汽車加注通信采用紅外

通信的形式，對通信協議的結構、數據的要求、通信有效性的測試方法等提出了要求，同時

對加注過程中通信的建立、通信及斷開的基本要求作了規定。

本標準選用紅外通信作為加氫通信的傳輸方式具有以下優勢：

（1）車輛作為移動端，加氫站作為固定端，加氫槍連接加氫口周邊區域為涉氫環境，

電信號接觸式連接有產生電弧風險，更適合采用非接觸式連接；

（2）紅外通信利用紅外線來傳輸信號，用來取代點對點的線纜連接；

（3）紅外通信具備短距離，點對點直線數據傳輸特點，紅外線發射角度較小，保密性

強，相比WIFI、藍牙等傳輸形式做信號識別更簡單；（藍牙技術適用于短距離多點通信；

Wi-Fi技術適用于中長距離、高速率的局域網通信；NFC技術適用于極短距離、安全性較高

的通信和身份驗證）

（4）紅外模塊功率低、體積小、成本低、無有害輻射、技術成熟，更適合批量化應用。

2標準主要內容

本標準包含范圍、規范性引用文件、術語和定義、物理層、數據鏈路層、表示層、通信

數據定義與要求、通信過程、性能要求、測試方法、附錄等11部分。

2.1適用范圍

本文件適用于使用壓縮氣態氫的燃料電池電動汽車。

說明：適用范圍參照GB/T24549《燃料電池電動汽車安全要求》編寫。

2.2通信協議框架

本標準基于開放系統互聯參考模型的框架，將通新協議劃分為物理層、數據鏈路層、表

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示層對傳輸方式定義。物理層用于連接不同的物理設備、傳輸比特流；數據鏈路層將數據封

裝成幀，實現數據幀傳輸和差錯檢測；表示層為異種主機通信提供一種公共語言。

（1）物理層要求采用反向歸零的調制方案，光脈沖表示“0”，無光脈沖表示“1”，

最大脈沖持續時間為位時間的3/16，加0.6μs的容差；規定了每個字節幀應有1個異步起

始位、8個數據位和1個結束位，數據位按串行順序傳遞，以最低有效位（LSB）開始，最

高有效位（MSB）結束，波特率為38400bps。

說明：目前紅外通訊主要是采用串口通信方式，常用的紅外波特率包括2400bps、4800bps、

9600bps、19200bps、38400bps、57600bps、115200bps，波特率代表每秒傳輸的數據位，本

標準考慮到數據傳輸的數據內容要求，選定了波特率為38400作為標準傳輸速率，該速率既

能滿足現有數據傳輸需求，也考慮了后續技術發展而產生的數據擴展要求。

（2）數據鏈路層定義了控制字符，規定了數據傳輸利用CRC-16校驗碼進行幀校驗，

同時規定了數據包的傳遞路徑及轉義方式。

（3）表示層規定了傳輸通信數據的表示方式。

2.3通信數據定義與要求

通信數據定義與要求對傳輸數據進行了規定，包括協議標識符、數據通信軟件版本號、

儲氫氣瓶總公稱容積、加氫口類型、加注指令、測量壓力、測量溫度及可選數據。

2.4通信過程

通信過程定義了建立通信、通信和斷開通信三個過程。

說明：由于燃料電池汽車加氫過程是車輛與加氫設備的交互過程，與加注設備的通信傳

輸是監測加氫安全的關鍵保障，因此標準中對加氫槍與加氫口即加氫機與車輛之前的通信過

程作了基本要求。

2.5性能要求

性能要求對紅外發射裝置、紅外接收裝置、通信比特誤碼率要求作了規定。

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圖1紅外通信接口示意圖

（1）紅外發射裝置要求

性能上，紅外發射波長應在850nm-900nm范圍，紅外發射強度應在40mW/sr-100mW/sr

范圍，車輛上的紅外發射裝置射向應具有不小于a=55°的有效半角；

布置要求上，紅外發射裝置要求其端面距Z平面的距離參考值dv應在0mm-20mm范

圍，其中心應位于加氫口軸線半徑rv=22mm±4mm的區域內。

圖2紅外發射裝置正視圖（左）、紅外發射信號覆蓋范圍（右）

說明：如圖2、圖3所示，通過仿真模擬表明，滿足本標準規定的發射角度、接收角度

及距離等性能和布置要求，紅外發射裝置發送的信號可以被紅外接收裝置有效接收。

（2）紅外接收裝置

性能上，紅外接收裝置內部至少應有3個紅外接收器，加氫槍上的紅外接收裝置接收角

度應具有不小于b=55°的有效半角，紅外接收裝置應能檢測輻射照度范圍100μW/cm2-50

mW/cm2的紅外信號，車輛上的紅外發射裝置射向應具有不小于a=55°的有效半角。

布置要求上，紅外接收裝置要求其內部的紅外接收器相鄰角度應不超過c=120°，紅外

接收裝置的中心應位于加氫槍軸線半徑rn=22mm±4mm的區域，紅外接收裝置端面距離Z

平面的距離參考值dn應在15mm-35mm范圍內。

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圖3紅外接收裝置正視圖（左）、紅外接收信號覆蓋范圍

說明：如圖2、圖3所示，通過仿真模擬表明，滿足本標準規定的發射角度、接收角度

及距離等性能和布置要求，紅外發射裝置發送的信號可以被紅外接收裝置有效接收。

（2）比特誤碼率

為了提高通信的準確性和持續性，對于紅外發射裝置和紅外接收裝置建立通信后的比特

誤碼率作了應小于10e-4的規定。

2.6測試方法

為確保通信的準確性和持續性，需對比特誤碼率進行測試，因此詳細規定了測試環境、

測試場景、測試操作。

測試環境要求了測試過程中測試裝置的組成、測試樣件的放置要求，如圖4所示。

圖4測試裝置示意圖

測試場景規定了16種不同的模擬條件：不同光照條件（陽光照射、熒光燈、白熾燈照

射、黑暗條件）、模擬發射器與接收器在不同距離條件、模擬發射器與接收器在不同角度、

模擬發射器與接收器不同軸線距離、模擬光源閃爍條件。

基于上述測試環境和測試場景開展全場景測試和瞬態照明測試。

三、主要試驗（或驗證）情況分析

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標準中主要試驗的驗證情況如下：

紅外通信是一種較為成熟的通信方式，本標準起草過程中主要針對通信的有效性進行了

測試。

1）試驗方法

a）按照本標準規定的要求連接紅外發射裝置與加氫機端對應的紅外接收裝置。

b）通過上位機發送報文數據給紅外發射裝置，將發送的原始數據與解析的數據進行數

據比對，檢查數據與協議的一致性。例舉如下；

模擬發送下述指令

加氫指令：Hlat（暫停）

溫度：290K

壓力：20Mpa

氣瓶容積：130L

加注協議：J2799

加注類型：H70

圖1加氫通信協議驗證信息流

c）通過上位機觀察加氫機收到的信號是否穩定，且與上位機發送的報文數據對比是否

一致。

d）模擬發送CRC校驗失效、通訊丟失、延時數據傳輸等故障，檢查加氫機故障識別響

應。

2）試驗結果

數據通信正常，針對模擬的異常通信，加氫機可以進行故障識別報警。

四、標準中涉及專利的情況

本標準未涉及專利情