钜大LARGE | 点击量：725次 | 2021年11月05日
李建秋：基于纯电动平台发展燃料动力电池技术
燃料动力锂电池汽车的前景怎么样？
根据美国能源部估算，假如燃料动力锂电池技术取得突破，那么到2020年燃料动力锂电池整车的成本大概不到30000美元。从这个数字来看，燃料动力锂电池的整车成本将来是可以降下来的。值得注意的是，这个结论是燃料动力锂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动力锂电池轿车，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差别，而且近几年一辆燃料动力锂电池轿车的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。
一辆燃料动力锂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。有关轿车来讲，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，燃料动力锂电池汽车完全可以与内燃机车PK了。
客车也相同。国际上比较主流的几家客车公司正在这个领域发力，在他们研制的或者示范的燃料动力锂电池客车当中，有的车型耐久性已经超过10000小时。从全球来看，燃料动力锂电池技术已经取得了阶段性的突破。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
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。
假如从终端用户来讲，一辆燃料动力锂电池轿车，按照100公里消耗一公斤氢气来讲，费用大概要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，燃料动力锂电池汽车的燃料费用介于纯电动和内燃机车之间。
怎么看待燃料动力锂电池汽车和纯电动汽车呢？两者相互补充，就像人的左右脚相同，在短续航里程时纯电动有优势，长续航里程时燃料动力锂电池有优势。我认为，燃料动力锂电池和锂离子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动力锂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、国际现状以及燃料动力锂电池发展前景的分析，我预计，假如国家政策得当，未来五年，燃料动力锂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，现在重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。
现在有很多整车公司，包括原来不开发燃料动力锂电池的公司，都对这个产业感兴趣。那么开发燃料动力锂电池发动机和开发燃料动力锂电池汽车要做什么准备？
以燃料动力锂电池发动机为例，首先在电化学材料领域，比如Pt催化剂、膜、炭纸三个重要材料，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，车载氢能源和燃料动力锂电池技术。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。
是搭载大功率燃料动力锂电池发动机的轿车呢，还是像英国的30千瓦燃料动力锂电池出租车呢？这个问题还是要回到系统本身的构成。目前国际上纯燃料动力锂电池驱动已经基本不存在了，重要类型包括以燃料动力锂电池为主的功率混合型、能量混合型以及增程型。总体而言，是以动力锂离子电池作为动力、燃料动力锂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动力锂电池技术。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差别对待这几类燃料动力锂电池汽车，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，假如再提高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年之前燃料动力锂电池轿车可以实现批量生产。
什么样的燃料动力锂电池客车最实用？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米的燃料动力锂电池假如采用插电和增程方式，成本将小于200万元。补贴之后，假如达到批量生产，售价可以降到50万元。
同时，燃料动力锂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，是可以推广燃料动力锂电池汽车的。
