钜大LARGE | 点击量：433次 | 2022年09月17日
燃料动力锂电池汽车：未过技术关休谈商业化
作为公认的最清洁的新能源汽车，氢燃料动力锂电池汽车被寄予厚望，各方都在期待其能带领汽车行业真正进入无污染的新能源汽车时代。然而，氢燃料动力锂电池汽车的技术瓶颈却成为其商业化进程中的最大掣肘。当前，氢燃料动力锂电池汽车技术是否成熟到可以满足市场需求，安全性是否符合市场化推广条件，综合经济性是否比得上纯电动汽车……氢燃料汽车领域存在太多不确定因素。正如我国汽车工程学会理事长付于武所言，从全球范围来看，氢燃料动力锂电池汽车技术还处于不断地探索之中，氢燃料动力锂电池产业还处于发展的初级阶段，离商业化仍较远。当前的重要任务是培育和壮大产业链，加快氢能基础设施建设，完善标准法规以及突破核心技术瓶颈。
■乘用车领域尚无成熟产品
近年来，以丰田为代表的车企正大力推广氢燃料动力锂电池汽车，我国也在加快示范运营的步伐，尤其在商用车领域，不断传出公司和地方政府进行示范推广的消息；但在乘用车领域，由于关键技术还未取得实质性突破，我国目前还鲜有成熟的氢燃料动力锂电池汽车产品。
我国工程院院士、我国科学院大连化学物理研究所研究员衣宝廉认为，当前氢燃料动力锂电池汽车技术已经具备了一定的技术基础，但如要进行大规模市场推广，仍要满足几个基本条件，他解释说：“一是可靠性与耐久性基本达到要求，如寿命达到5000~10000小时；二是通过基本的安全规范，即通过结构、电和氢安全的检测；三是售价在扣除政府补贴后，与锂离子电池汽车和燃油汽车接近，或稍贵一点；四是有充足的廉价氢燃料供给，加氢站能满足加氢的需求，消除或尽量减少加氢焦虑；五是纳入政府补贴，燃料动力锂电池车生产公司和燃料动力锂电池车大规模示范运营单位均能盈利。”在这些方面，我国氢燃料动力锂电池汽车均有待提升，尤其是乘用车领域。
清华大学汽车工程系教授陈全世告诉《我国汽车报》记者：“当前，氢燃料动力锂电池技术还存在技术瓶颈，在关键技术没有重大突破前，不宜进行大规模市场推广。”我国汽车工程学会副秘书长闫建来也认为，氢燃料动力锂电池的膜技术比锂离子电池要难得多。“现在氢燃料动力锂电池的膜技术还没有突破，用白金做催化剂，太‘娇嫩’了，对温度和空气的要求都比较高，假如不能突破这项技术很难进行大规模市场推广。”闫建来说。
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%
“在技术方面，之前我们的积累并不够，现在国内有几家公司已经有了规划，但仍要一个漫长的过程。”全国燃料动力锂电池标准化技术委员会秘书长卢琛钰在接受《我国汽车报》采访时表示。
■寿命短制约商业化进程
“氢燃料动力锂电池汽车在运行过程中，一定要保证氢转换成电的稳流安全性。”闫建来表示，氢燃料动力锂电池汽车要迈向市场，一定要解决安全问题，否则会给产业带来极大伤害。尽管现在市场上有很多氢燃料动力锂电池汽车在示范运营，但多局限在一定条件下，很难进行大规模市场推广。
不过，衣宝廉认为，假如采取必要的措施，氢气的安全是可以保证的，因此，氢燃料动力锂电池的安全性也就有了保障。“汽油的爆炸能量是相同体积气体氢气的22倍，且发生爆炸时，由于氢气燃料密度远低于空气，会迅速上升扩散，爆炸发生在气源的上方，而汽油发生爆炸是在燃料的泄漏处，危险程度要远大于氢气。”衣宝廉说，“氢燃料动力锂电池汽车的碰撞安全性能也完全有保障，能够满足和符合国家碰撞安全标准。”
新研氢能源科技有限公司CTO、IEC国际标准召集人齐志刚介绍，目前，我国在氢燃料动力锂电池技术方面已经有多年积累，但安全性仍有待提升。“大连的新源动力在膜电极、电堆方面积累了十几年的相关相关经验，电堆性能不低于国外产品；亿华通在整车集成方面积累了几年的相关相关经验；以中科院大化所为代表的一些科研院所在膜电极制作、系统控制逻辑方面也起步较早；在空压机等关键辅助部件方面，广东广顺探索了十年左右，其产品的性能和寿命虽然还不能和国外的产品相比，但已经能够满足基本使用要求。”齐志刚如是说。
使用寿命短是阻碍燃料动力锂电池汽车市场化进程的另一个重要因素。“如上汽荣威950燃料动力锂电池汽车累计运行时间据说在3000小时左右，离实际应用所需的5000小时还有较大差距；在客车方面，国际上有几辆车已经达到了美国能源部要求的2.5万小时，但国内刚开始示范运行，还没有相关数据，要运行几年以后才会有结果。据我了解，目前国内氢燃料动力锂电池客车寿命远低于这个数值，应该和上汽乘用车的3000小时差不多。”齐志刚告诉记者。
陈全世强调，在电池寿命达到1万小时之前，不宜进行大规模市场推广。“现阶段，最前沿的成果（氢燃料动力锂电池的寿命）可以达到5000小时，但这仅是试验数据，在现实中，对环境、温度、湿度无法控制，氢燃料动力锂电池的寿命会大打折扣。”陈全世说，“事实上，即使寿命达到5000小时，一辆公交车以一天运营15小时计算，也仅能运营不到一年的时间，这样的寿命根本不足以支撑产品的商业化运营。”
■降低成本还有较大空间
正如衣宝廉所言，氢燃料动力锂电池汽车要想进行大规模市场推广，其成本必须和锂离子电池或传统燃油车接近。衣宝廉判断，氢燃料动力锂电池汽车要想步入市场，还要三年时间。
丰田汽车在美国面向市场推出的氢燃料动力锂电池乘用车，售价约为30万元人民币，而我国最好的同级别车型至少要百万元。对此，卢琛钰有理性的认识：“可以说，丰田在用公司的力量赔钱进行市场推广。”他表示，国内相关产品成本之所以居高不下，重要原因是规模较小。因为当前市场需求没有出现，氢燃料动力锂电池产业链各端都未发力，尤其是车辆本身，一些材料、部件多为进口，这是推高车辆成本的最直接原因。“汽车产业是规模经济，氢燃料动力锂电池汽车也是其中一种，其产业链更长，只有形成一定规模和市场需求，才会有公司加入，进而推动成本降低。”
“现在全世界范围内，氢燃料动力锂电池汽车技术走在前面的是丰田，但事实上，丰田也在‘贴钱’推广，其真正的价格要远高于纯电动汽车，更不用说燃油车。”陈全世也表达了类似的观点，他同时指出，“丰田去年销售的2300辆燃料动力锂电池汽车中，80%用于租赁业务，也就是说，其性价比未达到市场推广要求。”
事实上，氢燃料动力锂电池汽车成本高只是一方面，浓度为99.99%的氢气成本也相当高。以北京为例，其售价约为11元/m3，而这个价格显然不适合普通消费市场。闫建来表示，氢燃料动力锂电池目前的转换效率较低，这直接造成了其使用成本过高，无法满足大规模市场推广需求。
齐志刚认为，没有批量化生产也是我国氢燃料动力锂电池汽车成本居高不下的重要原因。“目前一台空压机大约10万元，DC-DC接近10万元，这些关键辅助部件在燃料动力锂电池系统成本中占很大一部分，但一旦实现自动化、批量化生产，成本就会下降若干倍。”齐志刚同时指出，“降低贵重金属，如Pt催化剂的用量对降低成本也有一定的用途，虽然这不是关键所在，但往这个方向努力也是一种降低成本的途径。”
