李建秋：基于纯电动平台发展燃料电池技术

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李建秋：基于纯电动平台发展燃料电池技术

时间:2016-03-31 11:03来源:新能源汽车报作者:西顾

点击: 次

在燃料电池整车方面需要三大关键技术。第一，纯电驱动技术，包括纯电动或者混合动力；第二，整车的结构安全集成技术；第三，车载氢能源和燃料电池技术。

燃料电池汽车的前景怎么样？

根据美国能源部估算，如果燃料电池技术取得突破，那么到2020年燃料电池整车的成本大概不到30000美元。从这个数字来看，燃料电池的整车成本将来是可以降下来的。值得注意的是，这个结论是燃料电池汽车的行驶里程达到五六百公里时，与内燃机车比较得出来的。

目前，国际上包括丰田、现代、通用、日产、奔驰都开发了相应的燃料电池轿车，这些车的最高车速、加速性能跟传统内燃机驱动的车辆没有什么区别，而且近几年一辆燃料电池轿车的Pt（铂）用量在逐步下降，已经开发出Pt用量降低至20克的车型。

一辆燃料电池汽车的技术性能基本上从六个方面评价。其中，一个关键的性能是加氢时间，5公斤氢气实现3分钟加满。对于轿车来讲，1公斤氢气可以行驶100公里，加满一次氢气续航里程达到500公里，这与内燃机车相当。至于其它关键性能，燃料电池汽车完全可以与内燃机车PK了。

客车也一样。国际上比较主流的几家客车企业正在这个领域发力，在他们研制的或者示范的燃料电池客车当中，有的车型耐久性已经超过10000小时。从全球来看，燃料电池技术已经取得了阶段性的突破。

目前，国际上正在进行氢基础设施的布局和建设。氢从哪里来？有煤制氢、天然气氢、电解水制氢等方法，制备一个标准立方米氢气的成本大概1元钱或几元钱，制备一公斤氢气的成本基本上在20元至40元之间。

如果从终端用户来讲，一辆燃料电池轿车，按照100公里消耗一公斤氢气来讲，费用大概需要20元。按照2020年我国百公里油耗5升标准计算，这个费用比内燃机车便宜一半左右，但是比纯电动汽车稍微贵一点。可以看出，燃料电池汽车的燃料费用介于纯电动和内燃机车之间。

怎么看待燃料电池汽车和纯电动汽车呢？两者相互补充，就像人的左右脚一样，在短续航里程时纯电动有优势，长续航里程时燃料电池有优势。我认为，燃料电池和锂电池的技术是相辅相成，不是相互排斥的。

从国际转向国内，在前三个五年科技计划的支持下，我国基本掌握了燃料电池汽车相关零部件和平台技术，但是在规模化、标准化、一致性方面做得还不够。一些基础零部件，比如空压机等差距比较大，在耐久性、功率密度、低成本方面还明显落后，这也是现在要努力的方向。

通过对国家现状、国际现状以及燃料电池发展前景的分析，我预计，如果国家政策得当，未来五年，燃料电池汽车包括客车和轿车会有明显突破。客车将进入技术示范阶段，2020年前后会进入大量推广阶段。轿车稍微晚一点，现在主要还是技术攻关阶段，2020年可能进入大规模产业化建设阶段，2025年前后是大规模产业化生产阶段。

现在有很多整车企业，包括原来不开发燃料电池的企业，都对这个产业感兴趣。那么开发燃料电池发动机和开发燃料电池汽车需要做哪些准备？

以燃料电池发动机为例，首先在电化学材料领域，比如Pt催化剂、膜、炭纸三个主要材料，这三项相当于传统内燃机的连杆和活塞，关键的零部件得有。

其次，金属双极板和气体扩散层，这两项相当于传统内燃机燃烧室的设计，然后把它串联组成堆。也可以说成内燃机里的零部件组成整个系统。

在整车方面需要三大关键技术。第一，纯电驱动技术，包括纯电动或者混合动力；第二，整车的结构安全集成技术；第三，车载氢能源和燃料电池技术。希望行业内能够理顺这个关系，从材料到单体、到发动机、到整车，要形成相应的配合关系。

当前什么类型的车具备推广意义？也就是可以实现小规模推广的车型。

是搭载大功率燃料电池发动机的轿车呢，还是像英国的30千瓦燃料电池出租车呢？这个问题还是要回到系统本身的构成。目前国际上纯燃料电池驱动已经基本不存在了，主要类型包括以燃料电池为主的功率混合型、能量混合型以及增程型。总体而言，是以动力电池作为动力、燃料电池作为延长里程的驱动方式。

由于我国全面重点发展纯电动汽车，所以应该以纯电动为出发点，在纯电动平台上面通过增程器的方式发展燃料电池技术。第一，它的成本可以降低；第二，它的耐久性也可以提高。基于此，现阶段我国应该发展增程式和能量混合型，下一步再发展功率混合型。但是，国家现在的补贴政策没有区别对待这几类燃料电池汽车，统一规定客车补贴50万/辆、轿车补贴20万/辆。

以北汽EV200为例，纯电动汽车行驶200公里消耗电量30kwh，如果再提高10kwh的电量，相应地配置10kw～20kw的增程器，适当地选用插电式，可以降低运营成本，再加上国家补贴，这样一来，2020年之前燃料电池轿车可以实现批量生产。

什么样的燃料电池客车最实用？目前有12米、10米、8米客车，补贴政策基本一致，即中央补贴50万元、地方补贴50万元。通过分析后得出结论，8米的燃料电池如果采用插电和增程方式，成本将小于200万元。补贴之后，如果达到批量生产，售价可以降到50万元。

同时，燃料电池客车的运行成本低于柴油车，而且是零排放。所以在当前的技术条件和政策条件下，是可以推广燃料电池汽车的。

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