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我国氢燃料动力电池汽车与国际先进水平有多大差距?

钜大LARGE  |  点击量:953次  |  2021年10月14日  

作为新能源汽车领域最新的风口,我国氢燃料动力锂电池产业发展现状如何,与国际先进水平相比有多大差距,商业化的挑战有什么?


九月26-二十七日,在江苏如皋举办的第四届国际氢能与燃料动力锂电池汽车大会(FCVC2019)上,这些问题得到了解答。


国际氢能与燃料动力锂电池汽车大会是全球氢燃料动力锂电池汽车领域的优秀盛会,由我国汽车工程学会和国际氢能燃料动力锂电池协会(筹)共同举办,南通市人民政府和如皋市人民政府承办。


此次大会也得到了联合国开发计划署(UNDP)、我国国际经济技术交流中心、韩国氢能促进局、英美资源公司、丰田汽车公司、现代汽车公司、我国汽车技术研究中心有限公司、清华大学、同济大学等公司、机构及高校的支持。


FCV产销量:美国最多、中日接近

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根据我国工程院院士、我国汽车工程学会理事长李骏供应的信息,截止2018年,全球燃料动力锂电池汽车累计销量已超过1.2万辆,我国累计运行氢燃料动力锂电池汽车超过3000辆。


有关全球氢燃料动力锂电池销量,欧盟燃料动力锂电池及氢能合作组织执行董事巴特·比耶比克也供应一些数据:


从销量来看,美国最多,截止今年第一季度达到7450辆,日本次之,也有3219辆,欧洲氢燃料动力锂电池汽车销量是1731辆(我国和韩国数据待确认)。假如按照李骏的数据,我国与日本的销量规模差不多。


我国的氢燃料动力锂电池汽车的销量数据缺乏权威统计。九月一日,我国工程院院士衣宝廉在“2019我国汽车产业发展(泰达)国际论坛”上演讲时说,我国大概投放了4000多辆氢燃料汽车,但他得到的消息是有2000多辆车在运行。


上汽集团副总裁、总工程师祖似杰供应的数据显示,过去三年,我国的氢燃料动力锂电池汽车销量分别是629辆、1272辆和1527辆,今年前8个月销量为1125辆。

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公司层面。国内氢燃料动力锂电池乘用车的重要代表就是上汽集团。上汽是目前国内唯一具备燃料汽车商用车和乘用车技术和生产量力的公司,过去5年,上汽的燃料动力锂电池汽车产量分别是6辆、20辆、55辆、100辆和306辆。


其中,上汽荣威950燃料动力锂电池轿车实现产销50台,用于租赁和UNDP的示范运行,累计运营历程超过50万公里。


日本的重要代表车企是丰田汽车,重要代表车型是丰田的Mirai。丰田汽车燃料动力锂电池事业领域领域长滨村芳彦供应的信息显示,丰田Mirai自2014年推出以来,至今已经销售了超过1万辆。Mirai的重要市场是在美国和日本本土。


简单从销量比较来看,丰田是遥遥领先的。另外一点值得注意的是,我国的氢燃料动力锂电池汽车基本上都是客车或者物流车等商用车,美国和日本重要是乘用车。


相比而言,氢燃料动力锂电池客车和商用车的技术含量较低,燃料动力锂电池电堆的体积比功率、燃料动力锂电池系统功率都比较低,但是对系统的耐久性要求比乘用车要高一些。


加氢站数量:我国全面落后于欧美日


在加氢基础设施方面,欧盟燃料动力锂电池及氢能合作组织执行董事巴特·比耶比克供应的信息显示,截止到今年第一季度,欧洲有134座加氢站,日本有108座,美国有41座。


李骏院士供应的数据显示,全球已经建成运营加氢站近400座,我国运行加氢站近30座。相比来说,我国的加氢站数量是比较少的。


有关未来全球加氢站的数量和分布,巴特·比耶比克援引麦肯锡的预测称,2025年之后,欧洲的加氢站数量将远多于我国、美国和日本。到2030年,欧洲的加氢站数量将达到3750座。


FCV发展阶段:我国不及日韩


有关国外氢燃料动力锂电池汽车的发展阶段和技术水平,李骏院士的评价是“以丰田、本田、现代为代表的部分车企,经过多年的关键技术攻关、技术考核验证和特定用途领域商业化示范,突破了若干重要的燃料动力锂电池电堆及整车核心技术,整车性能已能够达到传统汽车水平”。


我国的发展阶段和技术水平是“初步形成了从燃料动力锂电池电堆、燃料动力锂电池系统到燃料动力锂电池整车设计集成的自主研发体系能力和小批量生产制造能力。并且在北京奥运会、上海世博会、广州亚运会、深圳大运会等重大活动期间进行了小规模的示范考核”。


从李骏的评价不难看出,我国氢燃料动力锂电池汽车产业的整车研发和技术水平落后于日本和韩国。


有关国内氢燃料动力锂电池汽车的示范运行,目前形成了以上海、如皋为重要示范点的长三角地区、以及以佛山为代表的珠三角地区,以及以北京、张家口为代表的环渤海地区。


比如,江苏省已经投入试运行200多辆氢燃料动力锂电池汽车,并建成了5座加氢站。并且集聚了30多家氢燃料动力锂电池汽车重点研发和制作生产公司。


联合国开发计划署,亚洲及太平洋区域局高级经济顾问、一带一路战略顾问郝博霖说,联合国开发计划署正在我国8个示范城市开展氢能和燃料动力锂电池项目(如皋是联合国开发计划署在我国第一个氢能示范城市),当今我国的氢能和燃料动力锂电池产业形成了覆盖四个产业集群,拥有超过33家上市公司,以及40家汽车制造商。


FCV核心技术:我国与日韩差距大


在燃料汽车核心技术方面,我国与国际先进水平有多大差距?这部分我们通过整车的性能参数来进行比较。选取的比较车型上汽荣威950FCV和丰田Mirai。


荣威950FCV最早出现在2016年十月工信部公布的第289批《道路机动车辆生产公司及产品通告》中,此后并未公开销售,基本上只做示范运行。


根据上文上汽集团副总裁、总工程师祖似杰供应的数据,荣威950FCV总产销为50辆,用于租赁和UNDP的示范运行。由于国内汽车车企都未推出燃料动力锂电池乘用车,因此,荣威950FCV可以看作是我国燃料动力锂电池乘用车的代表车型。


丰田Mirai于2014年上市销售,是全球氢燃料动力锂电池汽车市场的明星车型,但其实全球首款量产的氢燃料动力锂电池汽车是现代汽车的iX35FCV,比Mirai量产早一年。


但Mirai的销量是比较可观的。上文已经提到,从2014年上市至今,Mirai已经销售了1万辆。


*丰田Mirai燃料动力锂电池系统额定功率52kW非官方公布数据,为业内人士透露。另外,荣威950FCV的电堆体积比功率数据缺失,但根据目前国内燃料动力锂电池电堆的发展情况判断,应该在2kW/L上下。


通过上图可以发现,荣威950FCV的续航里程显著低于丰田Mirai,燃料动力锂电池系统额定功率为36kW,低于Mirai的52kW(氢燃料动力锂电池客车和商用车方面,从今年进入工信部《道路机动车辆生产公司及产品通告》的一些车型来看,燃料动力锂电池系统的额定功率基本在40-60kW之间)。


从额定功率判断,荣威950FC燃料动力锂电池系统峰值功率应该也低于Mirai的114kW。


两款车驱动电机的峰值功率接近,预计额定功率差距也不大。储氢量方面,Mirai比荣威950FCV多0.66kg,两款车所用的储氢罐的压力都系统都是70MPa。


在最低启动温度方面,Mirai可以达到-30℃,但荣威950FCV只能达到-20℃。


总体来说,除电机以外,上汽荣威950FCV的燃料动力锂电池系统功率、电堆体积比功率、车辆续航里程、最低启动温度等方面的性能都不及丰田Mirai。


上汽集团副总裁、总工程师祖似杰表示,搭载第三代大功率电池电堆的P390燃料动力锂电池系统也将在明年初正式量产,电堆功率达到115kW(此处所指的应该是峰值功率),


可以实现零下30度的低温启动,接近国际一流的燃料动力锂电池科技的关键的技术指标。


EV君在此次大会的现场展览中看到了上汽旗下捷氢动力生产的P390燃料动力锂电池系统,体积比较大,可以搭载在上汽MAXUS的氢燃料动力锂电池轻客FCV0上,但是以目前的体积无法搭载在荣威品牌的任何一款轿车或者SUV上。


另外,值得注意的是,丰田也将于明年推出第二代Mirai,其性能还将继续提升。目前已知的信息是,其续航里程将从第一代的500公里提升至700-750公里,另外,燃料动力锂电池系统功率也将继续提升。


我国发展氢燃料动力锂电池汽车的挑战


综合本次大会上一些专家和公司代表的发言,我国燃料动力锂电池汽车仍属于产业导入期,实现商业化仍是一个中长期的发展过程。目前,我国氢燃料动力锂电池汽车产业发展仍然面对以下几方面挑战。


首先,氢燃料动力锂电池的核心技术与国际先进水平仍有差距。比如燃料动力锂电池电堆和系统功率、体积比功率、低温启动性能、燃料动力锂电池系统寿命、耐久性等方面。


其次,氢燃料动力锂电池汽车的产业链基本形成,但一些核心零部件的技术水平、生产量力、成本等方面与国际先进水平比仍有差距,尤其是质子交换膜、膜电极、催化剂、空压机等零部件,要么不具备量产量力,要么国内虽然能生产,但是质量和技术水平不如进口产品。


第三,氢气作为能源管理的体系尚未建立,标准法规尚不完善。比如,目前政策法规不允许储氢瓶使用非金属内胆,车载氢瓶还要拆卸后检测等等。


第四、加氢站数量少,分布不均。并且,加氢成本高。


专家和公司的建议是尽快完善氢能和燃料动力锂电池汽车领域相关的政策法规和标准。在确保安全的前提下,科学合理地鼓励产业创新。


其次,政府加大对核心技术研发的支持力度,同时鼓励公司加大投入。国家对合规加氢站建设和加氢费予以补贴支持,鼓励社会资本参与加氢站建设,鼓励运营公司购置燃料动力锂电池汽车投入运营。



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