随着氢能技术的发展和应用，加氢机作为加氢站必备的基础设施的独立单元和关键设备，受到广泛关注。据MARKET MONITOR GLOBAL, INC (MMG)调研报告显示：2023年全球加氢机市场规模大约为41.5百万美元，预计未来六年年复合增长率CAGR为21.4%，到2030年达到267百万美元。
那么什么是加氢机？加氢机的工作原理有哪些？加氢机有什么种类？加氢机有什么标准体系，又有哪些企业在生产等一系列问题，氢能汇带您一探究竟。
加氢机的定义和工作流程
氢气加注机又称“加氢机”，指给新能源汽车提供压缩氢气燃料或天然气混氢燃料加注服务的机器设备。
它带有计量和计价等功能，适用于氢能汽车加氢站用额定工作压力不大于70MPa的压缩氢气。加氢机的控制系统自动控制加氢过程，并与加氢站站控系统、汽车加氢通讯接口等实时通讯。
从工作流程方面看，氢气从气源接口进入加氢机进气管路， 依次经过气体过滤器、压力变送器、气动阀、质量流量计、快速切断阀、加氢软管、拉断阀、加氢枪后通过汽车加氢口充入汽车储氢瓶。
资料来源：中国加氢站产业发展蓝皮书 2022德邦研究所
加氢机的种类
目前对于加氢机种类的划分，尚未形成统一的观点。氢能汇（微信公众号：h2-2005）了解到，一般按压力分可以分为 35MPa加氢机和70MPa加氢机两大类别；按功能分可以分为定量加氢机和非定量加氢机两大类。
35MPa加氢机：是指压力在35MPa的加氢设备。
70MPa加氢机：是指压力在705MPa的加氢设备。
定量加氢机：可以实现定气量、定金额预置加气，加气过程中取整金额停机的加氢设备。
非定量加氢机：是一种先进的加氢设备，它不仅能够提供定量加氢服务，还具备非定量加氢功能。这意味着非定量加氢机可以根据需求灵活地进行加氢操作，而不需要预先设定加氢量。这种灵活性为用户提供了更多的便利性和选择权。
加氢机的主要零部件
加氢机主要由以下几个核心部件组成：
1.高压氢气管路：这是加氢机输送氢气的通道，确保氢气可以从气源安全地传输到汽车储氢瓶。
2.安全附件：安全附件是加氢机系统中不可或缺的部分，它们在确保加氢过程安全方面发挥着重要作用。包括但不限于气体过滤器、进气阀、质量流量计、加氢软管、拉断阀和加氢枪。这些附件确保了加氢过程中的安全性，通过过滤杂质、控制流量、紧急切断等措施防止事故的发生。
安全阀
安全阀是加氢站加氢装置最关键的安全部件之一。其作用是防止加氢装置内部气压过高，在超过规定范围后自动打开，以保证加氢站安全。由于氢气的易燃易爆特性，安全阀的选择和使用非常重要。合格的安全阀应该是经过严格测试和认证的，如美国CSA、中国CCF、欧盟PED等认证。
氢气检测报警装置
加氢机内部氢气易积聚处应设置氢气检测报警装置，当发生氢气泄漏在空气中含量达0.4%时（10%LEL）应向加氢站内控制系统发出报警信号，当发生氢气泄漏在空气中含量达1.6%（40%LEL）时应向加氢站内控制系统发出停机信号，并自动关闭阀门停止加气。
紧急停车按钮
加氢机上应设置紧急停车按钮，在出现紧急情况按下该按钮时，应能关闭阀门，停止加气，并可以向加氢站内控制系统发出停车信号。
拉断阀
拉断阀在外力作用下自动分成的两部分，可以重新连接，保证加氢机的继续正常工作。这是一种安全防护措施，可以在紧急情况下迅速切断氢源。
加氢枪
加氢枪应能与被加注车辆加氢口匹配良好，连接可靠，不泄漏。加氢枪的设计应确保其只能与更高工作压力等级的加氢口连接使用，避免与更低工作压力等级的加氢口相连。
3.控制系统：自动控制加氢过程，并与加氢站站控系统、汽车加氢通讯接口等实时通讯，保证整个系统的协调和自动化运行。
4.显示器：用于显示加氢量、加注金额、单价等信息，为用户提供直观的操作界面。
加氢机的标准体系
2022年10月12日，国家标准《加氢机》(标准号GB/T31138-2022)正式颁布实施，这一标准的发布和实施进一步完善氢能标准体系，引领安全、可靠、高效、快速的氢气加注技术，保障加氢站安全运行，加快加氢机的技术发展与商业应用进程。
相比2014年版的GB/T 31138-2014 《汽车用压缩氢气加气机》国家标准，GB/T 31138-2022《加氢机》国家标准在加氢机系统组成要求、加氢机技术要求、加氢机试验与检验要求等方面进行了修订和更改。
根据GB/T 31138-2022标准，汽车用加氢机技术要求包括基本功能、外观与结构、功能及性能要求和安全性要求四个方面，包含了对材料性能的要求。
加氢机的型式批准
根据国家市场监督管理总局2020年第42号令最新发布的《实施强制管理的计量器具目录》要求，加氢机尚未被列入强检目录中，但因其功能和用途属性，以及全国流量计量技术委员会于2023年9月发布的关于对《压缩氢气加气机型式评价大纲》和《压缩氢气加气机检定规程》征求意见的通知，其与加油机、加气机同样被列入强检目录只是时间问题。
根据2023年6月1日实施修订的《计量器具新产品管理办法》第三条规定，生产者以销售为目的制造列入《实施强制管理的计量器具目录》，且监管方式为型式批准的计量器具新产品的，应当经省级市场监督管理部门型式批准后，方可投入生产。
实施强检的计量器具型式批准流程
根据文件要求，型式评价项目包括法制管理、外观及随机文件、压力范围、流量范围、最小质量变量、计量性能和功能及性能要求等，评价分检查项目和试验项目两类共48项要求。
首先要向生产所在地省级市场监督管理部门申请型式批准。然后向其提交包括技术资料、产品标准、总装图、电路图和关键零部件图、使用说明书、造单位或者技术机构所做的试验报告在内的材料等候主管部门审批。
加氢机的检验和检测
加氢机的周期检定与型式评价一样，加氢机被列为强检目录后开展的确认工作，根据《压缩氢气加气机检定规程》（征求意见稿），加氢机的检定包括首次检定、后续检定和使用中检查，检定工作由经计量授权的检定机构实施，检定合格的加氢机，出具检定证书。检定不合格的发给检定结果通知书，注明不合格项目，并在加氢机的显著位置粘贴暂停使用标志。后续检定周期一般不超过6个月。
加氢机出厂产品检验包括型式试验和出厂检验。
型式试验从出厂产品中随机抽取，按照GB/T 31138-2022中的基本功能、外观与结构、功能及性能要求和安全性要求逐项进行型式检验，检验机构应为通过资质认定的第三方检验检测机构，检验报告全部符合要求的则认为产品合格。
出厂检验由制造厂内部质量检验部门按照GB/T 31138-2022中出厂试验项目对出厂产品逐台检查，全部项目检验合格签发产品合格证后方可出厂，出厂检验项目包括基本功能、外观和机构、电源适应性、耐压强度、气密性、掉电保护和复显、紧急停机、氢气浓度超限、加注软管破裂安全和加氢站控制系统协调共10项要求。
加氢机国产化情况
目前加氢机生产和制造均已实现国产化，主要核心部件，如：控制系统、加 氢枪、拉断阀、软管、流量计均可实现国产化生产。
根据《中国加氢站产业发展蓝皮书2022》统计，截止到2022年7月，国内超过80座加氢站使用国产品牌，使用时间最长已超过 6 年，性能和要求均优于相关标准。
对比国外品牌，当前加氢机核心部件加氢枪的市场份额大部分还是被进口产品占据。但随着国内企业加大研发力度，积极为加氢枪国产化替代做出贡献，国产加氢枪也逐步获得了客户的认可。
目前市场上应用较多的国内生产厂家主要是成都安迪生公司制造的加氢枪，其产品在市场上已有几年的成功应用案例，市场份额也在逐步提升。此外液空厚普也积极布局加氢枪的研发制造，2021 年液空厚普出口韩国现代的双枪 70MPa 加氢机顺利完成发货，标志着液空厚普装备正式迈出国门。
加氢机主要生产企业
1.国家能源集团
国家能源集团低碳院已于2019年开发完成了我国首个符合国际标准SAE J2601的35MPa/70MPa加氢机。低碳院自主开发的35MPa和70MPa快速加氢机技术具有兼顾国际加注协议和适合国内应用加注协议的特点，多重防超压、超温、过充、静电保护、氢泄漏监测保护、断电保护等控制策略和功能。可实现物流车3-5分钟、大巴车最快5分钟加满，加注能耗降低25%。精准的氢气加注实时调节技术，氢气加注充满率高达95%-100%。
2.中船派瑞氢能
派瑞氢能公司是以中船718所四十余年在氢能领域的技术实力和工程经验为依托，将所有氢能产业框架的五个业务板块相关资源进行整合，并进行增资后成立的公司。公司加氢机为双枪双面加注，结构设计合理、操作性强，外观简约大方、科技感强。能满足整个产品使用的防爆要求。该加氢机具有氢气预冷及流量控制功能，可实现高压氢气的安全快速加注。
3.东方电气
东方电气70MPa加氢机系统为自主研发，采用全国产化控制主板，加氢全程自动控制，一键式操作，加氢过程大屏液晶显示，具备掉电复显、故障自助诊断、流量自动控制、超压保护等功能，并且具备与车载红外通讯模块实时在线通讯的功能，能实时监控加氢状态与数据，安全性上更加有保障。
4.海德利森
海德利森是国家氢标委成员，参与制定了十几项国家氢能标准的制定，是国内最大的加氢设备制造和集成商之一。公司的业务范围主要是高压超高压流体应用的系统集成，目前的主力产品是加氢站相关设备。
5.中集安瑞科
2023年7月，中集氢能香港首座加氢站核心设备在中集氢能廊坊制造基地成功下线。此次下线的香港首座加氢站核心设备，集合卸气、压缩、制冷、加氢及远程在线监控等功能。安瑞科（廊坊）能源装备集成有限公司作为中集氢能廊坊制造基地，已承建多个国内加氢母站及加氢站项目。
6.厚普股份
厚普股份自2013年起就积极开展氢能相关领域业务，目前，公司自主研发的首台70MPa加氢机已成功应用到加氢站中，并突破自动调压等关键技术，首次应用自主研发的100MPa加氢流量计、70MPa加氢枪、70MPa加氢机控制系统。同时，加氢机通过控制系统实现智能采集车辆信息、一键充装，可更智能、更安全、更可控的给氢燃料车辆快速补给，有效提升充装率，增加续航里程。
7.国富氢能
国富氢能专业从事氢能“制储运加用”装备的设计、制造与技术服务，是国内领先的氢能装备全产业链整体解决方案供应商。2019-2021连续三年，国富氢能加氢站市场占有率名列行业第一，累计市场占有率为28.40%。
8.正星氢电
正星氢电定位于新能源行业的技术开发，加氢站、储能及充电桩设备研发及制造，承建加氢站、油氢气电合建站，以及加氢站、合建站的投资及运营。近年来，正星氢电根据用户应用场景开发研制了多套35MPa/70MPa加氢站装备及工艺系统，同时推出了国内首套35MPa/70MPa一体式加氢机和国内首套35MPa/70MPa一体式顺序控制盘。
9.优捷特
优捷特清洁能源有限公司作为中石油中石化的CNG/LNG/氢能加注设备系统的入围供应商，聚焦氢能、LNG、CNG领域，专业提供加氢站成套设备及服务，产品主要包括加氢机、加氢撬、LNG/CNG加注机、LNG泵撬、站控系统、物联网云平台监控系统等。
10.舜华新能源
上海舜华新能源系统有限公司致力于成为国内领先的氢系统整体解决方案、关键装备的提供商以及氢能供应生态系统的构建商，舜华新能源加氢机产品具有安全性高、加注速度快、换热体积小，效率高、智能算法，自动控制、满充率（SOC）高、便捷度高，商业化应用更成熟、数据分析全面、集成度高等技术特点和优势。
11.氢枫能源
氢枫能源是专业从事加氢站投资、建设和运营的高新技术企业。目前氢枫集团已成功自主研发三款加氢机，分别为35MPa加氢机、70MPa加氢机和35MPa & 70MPa一体化加氢机，且均已通过CNAS中国测试技术研究院多项性能检测。
12.金星股份
四川金星清洁能源装备集团股份有限公司在氢能领域，金星股份系列加氢机采用高性能的工控微处理器、高精度的质量流量计测量系统、液晶屏显示器等设备确保了计量和计价的准确性。加氢机采用防爆的电控装置、拉断阀、防爆急停按钮等安全装置，确保加氢机在爆炸环境中使用安全可靠。
素材来源：德邦证券研究报告、特嗨氢能检测、各加氢设备企业官网等
