国创中心自主研发氢能小汽车背后故事

在今年的全国科技周北京主场活动中，一辆被“解剖”的小汽车吸引了不少观众的关注。这是一辆新能源车，但又与现今大街上跑的纯电动车迥然不同。这辆车“烧”的是氢气，产生电能驱动车辆行驶，排放的唯一产物是可饮用的纯水，“绿色”理念可谓名副其实。研发这辆车的团队来自国家新能源汽车技术创新中心（简称“国创中心”）。

有业内人士最近来到位于北京经济技术开发区的国创中心，探访研发氢能小汽车背后的故事。

国创中心燃料电池汽车项目负责人梁晨表示，全国科技周北京主场活动现场展示的，其实是一个“解剖”后的小汽车动力系统平台，目的是展示氢能动力系统。实车已经制造出来，并且已经过测试场的道路测试。可以说，这是北京企业自主研发的第一辆氢能小汽车。

他还透露，这次研发同时试验了金属板、碳板两种不同的电堆技术路线，尤其是碳板电堆及动力系统的关键技术，全部实现了国产化。“经过测试，输出功率可以达到31至32千瓦，基本可以满足上路高速行驶。”

梁晨介绍道，该车续航里程达450公里，最高时速可达150公里。车辆行驶中动力系统的噪音比纯电动车会略大一点，但肯定比燃油车的发动机声音要轻。“通过对车辆内饰进行降噪，还可以获得更加不错的驾车、乘车体验。”

无论是氢能车还是纯电动车，优点都是不产生尾气排放，对环境友好。普通纯电动小汽车的技术路线相对成熟，价格也在不断下探，但缺点也显而易见，续航里程依然是瓶颈，绝大部分车续航里程300公里左右，这意味着大部分时间只能作为市内通勤，郊区出行、城际通行就会出现“充电焦虑”。梁晨说，“之所以有‘充电焦虑’，是因为纯电动车的另一个缺点——充电时间太长，快充1个小时，慢充更是得5小时以上。”这尤其不适合出租汽车、长途自驾游等。

相比之下，氢能车的优势迅速体现，“加氢如同加油，几分钟时间就能完成，‘吃饱饭’即可重新上路，完胜纯电动车。”梁晨介绍道，从2015年起，氢能燃料电池小汽车的研发正式启动。

加一次氢只需几分钟续航里程可达450公里

氢能燃料电池本身并不是新鲜事物。早在上世纪60年代的阿波罗探月飞船就已经使用。之后，在上世纪80年代逐步应用到汽车领域。但是，那时候，燃料电池可靠性还比较差，加上燃油汽车还处于高速发展阶段，因而一直未能大规模得到应用。

进入新世纪，尤其是近十年，面对国际油价波动和大气污染治理的大背景，具有清洁、低排放优势的新能源车迎来高速发展。随着纯电动车大规模进入市场，氢能燃料电池汽车的研发也全面加速。2014年，日本丰田公司率先将一款氢能燃料电池汽车推向市场。梁晨对记者说，我国在2000年前后开始研究氢能燃料电池汽车。2008年北京奥运会和2010年上海世博会上，氢能燃料电池汽车都得到了小范围使用，只不过仅用于公交客车，家用小汽车的研发一度滞后，现在正在奋起直追。

氢能小汽车，看似美好，但要真正研发出一辆能走进千家万户的成品，并非易事。梁晨说，一方面，国内车企此前的研发仅限于大型客车，对小汽车经验不足；另一方面，国外知名车企也处于攻坚阶段，核心技术不可能外漏，因此只能自力更生。

“很多人以为氢能燃料电池汽车就是把氢气点燃，产生热量推动车辆前进，就跟天然气车那样，其实不然。”梁晨说，氢能燃料电池车是把氢气导入“电堆”，通过复杂的电化学反应，产生电能驱动车辆前进。研发初期，梁晨和同事试做了一辆“增程式”氢能小汽车，里面安装了一台功率为10千瓦的氢燃料“电堆”，看看氢与车是否能相互适应，测试结果令人满意。

2016年底，氢能小汽车进入成品开发阶段，梁晨和同事们要努力把新研发的氢燃料“电堆”功率提高到30至40千瓦，一旦成功就意味着搭载了该“电堆”的氢能小汽车可以稳定跑到100公里的时速，在高速公路上连续行驶将不成问题。由此，氢能可以放心地作为小汽车的主要动力来源——这是氢能车应用的一项重要指标。

研发过程中遇到了很多困难。最难的当属给车辆适配尺寸合适的“电堆”，并在舱内容纳空压机、氢气循环泵等一系列附属配件，再通过完善设计将这些设备装进车内。说起来容易，做起来难。以氢气循环泵为例，国内的生产厂家很少，梁晨和同事们花费了很大力气才找到合适的款型。

氢能车上路行驶，必须做到绝对安全，这涉及到氢燃料罐的选型。梁晨表示，“氢是易燃易爆气体，而我们的整车运行时是带电的，因此氢电安全至关重要。”最终，这款氢能车选择了耐压能力高达70兆帕的氢罐和配套系统。

据悉，国创中心技术团队聚焦研发家用氢能燃料电池汽车。目前，自主研发的氢能汽车续航里程可达450公里，最高时速150公里。更为重要的是，补充一次氢能燃料只需3至5分钟，基本与燃油车不相上下，完胜充电过程动辄几个小时的纯电动汽车。在大气污染治理的背景下，新能源车正在得以迅速发展。同时，面对消费者对纯电动车“充电慢、续航短”的抱怨，氢能汽车或许即将迎来春天。

北汽清华参与研制氢能小汽车京味儿十足

梁晨透露，自主研发的氢能燃料电池小汽车是国创中心和北汽集团、清华大学、北京亿华通公司等单位共同努力的产物。这些单位都在北京，因此，这辆氢能小汽车“京味儿”十足。

在梁晨看来，氢能小汽车未来市场前景广阔，因为完美中和了纯电动车和燃油车的优点。其实，加氢装置最好就放在加油站。氢燃料和汽油的易燃易爆危化特性接近，加油站的防护措施可以很好地保护氢能加注。

很多人担心氢能车的安全性，对此，梁晨表示，氢能小汽车安全性完全不亚于普通燃油车，甚至更高。首先，氢罐的坚固程度要远远超过燃油箱，“商用氢能车使用的35兆帕罐体经受过枪击实验，我们用的是更坚固的70兆帕罐体。”其次，即使出现了爆燃事故，不同于燃油会四处飞溅，氢气因为密度非常小，火焰会快速垂直上升，对周围破坏降到了最低。

梁晨坦言，目前，影响氢能小汽车走入千家万户主要有三个因素，一是不少地方对于氢能车的准入政策还比较模糊。二是目前氢能车的制造成本还比较高，一辆车不算补贴还在60万元至70万元的价位以上。如果未来量产加上补贴，每辆车降到20万元的价位，市场的认可度会迅速提升。第三是加氢站的分布普及有限。

令人欣慰的是，中石化、中石油等不少企业已经开始重视加氢站的建设，其中，中石化就试点在广东佛山的1个加油站设立了加氢工位。“这是一个开始，相信5年后，氢能小汽车将会迎来大规模入市。”梁晨说。

业内人士从国创中心了解到，该中心即将搬入的新址专门规划建设了新能源智能汽车开源整车开发服务平台、整车能效开发试验室、新能源智能汽车数字化创新平台、燃料电池试验室等实验场所，将全力支持包括氢能燃料电池汽车在内的新能源汽车研发，尤其是加大对一些关键零部件的开发，摆脱对国外“卡脖子”技术的依赖。