钜大LARGE | 点击量:325次 | 2022年12月22日
我国氢燃料动力电池汽车落后国外5--10年 商业化待解?
继续支持电动汽车、燃料动力电池汽车发展,掌握汽车低碳化、信息化、智能化核心技术,推动自主品牌节能和新能源汽车和国际先进水平接轨。
《我国制造2025》提出节能和新能源汽车作为重点发展领域,明确了继续支持电动汽车、燃料动力电池汽车发展,掌握汽车低碳化、信息化、智能化核心技术,推动自主品牌节能和新能源汽车和国际先进水平接轨的发展战略,为我国节能和新能源汽车产业发展指明了方向。其中对燃料动力电池汽车做出了以下的规划内容。
1、关键材料、零部件逐步国产化。到2020年,实现燃料动力电池关键材料批量化生产的质量控制和保证能力;到2025年,实现高品质关键材料、零部件实现国产化和批量供应。
2、燃料动力电池堆和整车性能逐步提升。到2020年,燃料动力电池堆寿命达到5000小时,功率密度超过2.5千瓦/升,整车耐久性到达15万公里,续驶里程500公里,加氢时间3分钟,冷启动温度低于-30℃;到2025年,燃料动力电池堆系统可靠性和经济性大幅提高,和传统汽车、电动汽车相比具有一定的市场竞争力,实现批量生产和市场化推广。
3、燃料动力电池汽车运行规模进一步扩大。到2020年,生产1000辆燃料动力电池汽车并进行示范运行;到2025年,制氢、加氢等配套基础设施基本完善,燃料动力电池汽车实现区域小规模运行。
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%
电动汽车毫无疑问是今年新能源汽车的上升的中坚力量,同样是国家政策的宠儿,燃料动力电池车却显得默默无闻。
氢燃料动力电池的发展被国际公认为终极的新能源汽车,完全零污染、零排放。电动汽车如此火热必然会对燃料动力电池车的发展出现一定的影响。所以,业界关于《我国制造2025》有关燃料动力电池汽车的规划是否能完成持有怀疑态度。通过比较国外的氢燃料动力电池汽车的发展情况,可以了解我们和之存在的差异。
同济大学新能源汽车工程中心张存满教授表示,我国比较重视氢燃料动力电池汽车的发展,前几年我们的研究进展比较明显,最近几年有些停滞。张存满教授认为,我国氢燃料汽车技术落后国外发达国家510年,差距保持在5年左右我们还有机会追赶,若超过10年,我们追赶起来就会非常吃力了。
氢燃料动力电池汽车发展阶段分析
1、国外
张存满教授介绍说,氢燃料动力电池汽车的发展经历几个时间段。
通用在1966年开始研发氢燃料动力电池汽车,本田开始于1992年,丰田起步于1996年,掀开开始于1998年。
20022008年,尚属于实验研究阶段,没有正式的运营使用;20082015年,属于产品和社会结合的阶段,开始投入使用。在2008年,本田生产FCXClarity首款氢能源汽车用于租赁业务,到2014年丰田Mirai燃料动力电池车。韩国在2013年批量生产现代TucsonFCEV燃料动力电池车。
20152020年,氢能源汽车进入普及阶段。张存满教授表示,2015年是氢燃料动力电池汽车的元年。根据计划,2016年本田正式销售新一代的Clarity氢燃料动力电池汽车,戴姆勒2017年也将正式销售旗下的氢能源汽车。据介绍,戴姆勒本来预计在20142015年就推出氢燃料动力电池汽车,但是为了进一步降低成本,去年开始和日产、福特合作开发氢燃料系统。
20202025年,普及扩大阶段,氢能源汽车快速发展,到2025便开始商业化。
2、国内
我国在2001年开始进行氢燃料动力电池汽车的研发工作,起步相对国外较晚。
20012008年,属于技术研发阶段,还没有具备生产氢能源汽车的能力。直到2008年北京奥运会推出的氢燃料动力电池示范车,才引起关注。
20082020年,技术和社会结合阶段,在2010年,氢燃料动力电池汽车再次以示范车的身份出现在上海世博会上。2014年,上汽启动的创新征程2014年新能源汽车万里行活动中,荣威750燃料动力电池车以其动力强劲且操控性能稳定的特点,成为国内氢燃料动力电池汽车技术的代表。
正如张存满教授所言,目前我国在氢燃料动力电池汽车的发展方面和国外还存在着明显的差距。为了缩短这种差距,《我国制造2025》确定了氢燃料动力电池汽车技术的发展目标和方向。
1、燃料动力电池催化剂、质子交换膜、碳纸、膜电极组件、双极板等关键材料批量生产量力建设和质量控制技术研究。开展高功率密度电堆用的低Pt催化剂、复合膜、扩散层(碳纸、碳布)、高性能及耐受性质子交换膜材料、高可靠性及低铂担量的膜电极(MEA)、高性能及高可靠性的金属双极板的开发和质量控制技术的研究,形成批量生产量力。
2、燃料动力电池堆系统可靠性提升和工程化水平的研究。提高催化剂及其载体的抗氧化能力,质子膜的机械和化学稳定性;改进燃料动力电池材料制备工艺和质量控制,提高电堆设计水平;验证电堆运行寿命,解决车辆运行条件下的电堆均一性问题;结合车辆动态运行特点,对系统级运行和操作条件做匹配优化;实现系统级寿命验证和参数表征,提高产品级寿命;提高系统零部件的可靠性,开展系统可靠性分析和设计改进。
3、汽车、备用电源、深海潜器等燃料动力电池通用化技术研究。开展燃料动力电池通用化技术研究,2020年,实现关键技术攻关,研发出新一代的金属双极板电堆,2025年,完成商业化产品全产业链的建设。
4、燃料动力电池汽车整车可靠性提升和成本控制技术。开展燃料动力电池发动机系统集成和优化,实现燃料动力电池整车可靠性提高;推动燃料动力电池关键材料(膜、炭纸、催化剂、MEA、双极板等)及系统关键部件(空压机、膜增湿器、电磁阀、车载70MPa氢瓶等)国产化,开发超低铂,非铂催化剂,降低材料成本,促进燃料动力电池系统产品化和工程化,实现燃料动力电池系统设计模块化,并改进生产制造工艺。