中國定義的新能源汽車包含三種技術(shù)路線:純電動、插電式混合動力和燃料
電池。在國家新能源汽車補(bǔ)貼政策逐漸退坡已成定局的大環(huán)境下,燃料
電池車是如今財政補(bǔ)貼惟一不退坡、不限制地方補(bǔ)貼比例上限的車型。而且燃料電池車也一直被認(rèn)為是新能源汽車的終級解決方案,那么,究竟我國的汽車燃料電池技術(shù)發(fā)展到哪一步了?
何為燃料電池?簡單來講,就是一種直接將燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。而且在能量轉(zhuǎn)換過程中,幾乎不產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體,只要連續(xù)供給燃料,便能持續(xù)發(fā)電,理論上,它的發(fā)電效率可達(dá)到85% ~90%,已被譽為是繼水力、火力、核電之后的第四大發(fā)電技術(shù)。
燃料電池種類繁多,分類方法也各不相同,若按燃料類型可分為:氫燃料電池、甲烷燃料電池、甲醇燃料電池、乙醇燃料電池等。若按電解質(zhì)的不同可分為:堿性燃料電池(AFC)、磷酸型燃料電池(PAFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)及質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)等。這之中,堿性燃料電池(AFC)是最早開發(fā)并獲得成功的,早在20世紀(jì)60年代就被用于宇宙飛船和登月飛行,也被證明是最適合于太空使用的燃料電池。
我國的燃料電池研究始于20世紀(jì)50年代末,70年代國內(nèi)的燃料電池研究出現(xiàn)了第一次高峰,主要是國家投資的航天用AFC。80年代我國燃料電池研究處于低潮,從90年代開始,隨著國外燃料電池技術(shù)取得了重大進(jìn)展,在國內(nèi)又形成了新一輪的燃料電池研究熱潮。眾多汽車生產(chǎn)商也紛紛加入研究使用燃料電池作為汽車動力的可行性。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,迄今為止在全球研發(fā)和推出的燃料電池汽車中,氫燃料電池車最受關(guān)注,這主要是因為這種車型的燃料供給在技術(shù)性上最為簡單可行,而且日本、韓國和美國等發(fā)達(dá)國家在這方面已取得了許多重大成果。但中國的燃料電池汽車與國際先進(jìn)水平的差距卻還在拉大。
我們都知道,在2015年年初的美國拉斯維加斯消費電子展上,豐田汽車攜量產(chǎn)的氫燃料電池汽車Mirai亮相,并宣布將免費共享其在燃料電池領(lǐng)域的5680項專利,以及和美國地方政府合作投資建設(shè)加氫站。這也從側(cè)面證明,豐田早已解決了燃料電池技術(shù)的關(guān)鍵問題,耐久性、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性均已能滿足整車要求,且已具備大規(guī)模推廣應(yīng)用的條件。
截止2018年1月底,豐田發(fā)布消息稱,Mirai在美國加州的銷量已經(jīng)超過了3000輛,反觀中國燃料電池車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度就相對要慢得多。截止目前,中國的燃料電池汽車數(shù)量只達(dá)到1000輛左右,且主要是由北京和佛山的燃料電池公交大巴以及京東、申通等物流公司試用的燃料電池物流車所貢獻(xiàn)。
根據(jù)我國工信部發(fā)布的公告,目前我國共有25款燃料電池車輛,其中只有1款乘用車(上汽榮威950插電式氫燃料電池轎車),其余全是商用車,而形成的這一特點的主要原因是商用車的技術(shù)起步相對來說要低一些,有利于我們快速切入。
同時只要稍稍對比一下上汽榮威950(氫燃料版)與豐田Mirai就會發(fā)現(xiàn),雖然在整車布置、經(jīng)濟(jì)性、續(xù)駛里程等方面我國差距不大,但在燃料電池發(fā)動機(jī)的功率表現(xiàn)來看就明顯落后于國際水平,上汽榮威950(氫燃料版)的最大功率是55kW,豐田Mirai的最大功率為114kW。這一差距的根本原因在于我國的燃料電池發(fā)動機(jī)的功率密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外先進(jìn)水平。
不過,我國在燃料電池城市客車性能多數(shù)指標(biāo)(加速時間、最高車速、續(xù)駛里程、氫氣消耗量等)方面的表現(xiàn)并不比國外差,其中氫耗指標(biāo)和整車成本還有一定優(yōu)勢,在燃料電池混合動力系統(tǒng)的構(gòu)型和集成水平上也處于國際先進(jìn)水準(zhǔn)。但由于我國燃料電池發(fā)動機(jī)本身的耐久性與可靠性比國外低,從而導(dǎo)致我國燃料電池客車耐久性(3000h)和壽命也明顯低于國外燃料電池客車(10000h)的水平。
在燃料電池電堆等關(guān)鍵零部件方面,我國實力懸殊。國內(nèi)車企的供氫系統(tǒng)核心零部件主要依賴進(jìn)口,70MPa供氫系統(tǒng)國內(nèi)沒有法規(guī)支持,但國外已廣泛采用;國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)零部件缺失,如氫氣循環(huán)泵、空氣壓縮機(jī)、大功率直流電源變換器等零部件沒有成熟可靠的供應(yīng)商,產(chǎn)業(yè)鏈配套體系很不完善;在燃料電池電堆的耐久性方面也與國外存在較大差距,我國上個月才成功研發(fā)出超過5000小時耐久性的燃料電池,而國外的電堆則早已達(dá)到15000小時。
如果進(jìn)一步對比我國2016年發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》就可以發(fā)現(xiàn),中國氫燃料汽車技術(shù)至少落后于國外5-10年。
但也無需完全失去信心,雖說在氫燃料領(lǐng)域,目前國內(nèi)還沒有一家可媲美世界一流實力的相關(guān)企業(yè),但國家對這一行業(yè)的重視程度與扶持力度都在慢慢提升。以上汽大通在2017年廣州車展發(fā)布的大通FCV80氫燃料電池車為例,新車官方零售價為130萬,補(bǔ)貼后售價僅需30萬。
而且去年工信部、科技部、發(fā)改委也在聯(lián)合發(fā)布的汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃中提出,將逐步擴(kuò)大燃料電池汽車試點示范范圍,也許十年之后,氫燃料電池車就會像如今的純電動汽車一樣大規(guī)模推廣應(yīng)用開來。
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