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  • 燃料电池汽车有哪些_燃料电池汽车分类_燃料电池汽车优缺点

    燃料电池汽车有哪些_燃料电池汽车分类_燃料电池汽车优缺点

      一、燃料电池汽车简介   燃料电池汽车(FCV)是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车。车载燃料电池装置所使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得到的高含氢重整气。与通常的电动汽车比较,其动力方面的不同在于FCV用的电力来自车载燃料电池装置,电动汽车所用的电力来自由电网充电的蓄电池。因此,FCV的关键是燃料电池。   燃料电池是一种不燃烧燃料而直接以电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的高效发电装置。发电的基本原理是:电池的阳极(燃料极)输入氢气(燃料),氢分子(H2)在阳极催化剂作用下被离解成为氢离子(H+)和电子(e-),H+穿过燃料电池的电解质层向阴极(氧化极)方向运动,e-因通不过电解质层而由一个外部电路流向阴极;在电池阴极输入氧气(O2),氧气在阴极催化剂作用下离解成为氧原子(O),与通过外部电路流向阴极的e-和燃料穿过电解质的H+结合生成稳定结构的水(H2O),完成电化学反应放出热量。这种电化学反应与氢气在氧气中发生的剧烈燃烧反应是完全不同的,只要阳极不断输入氢气,阴极不断输入氧气,电化学反应就会连续不断地进行下去,e-就会不断通过外部电路流动形成电流,从而连续不断地向汽车提供电力。与传统的导电体切割磁力线的回转机械发电原理也完全不同,这种电化学反应属于一种没有物体运动就获得电力的静态发电方式。因而,燃料电池具有效率高、噪音低、无污染物排出等优点,这确保了FCV成为真正意义上的高效、清洁汽车。   二、燃料电池汽车工作原理   为满足汽车的使用要求,车用燃料电池还必须具有高比能量、低工作温度、起动快、无泄漏等特性,在众多类型的燃料电池中,质子交换膜燃料电池(PEMFC)完全具备这些特性,所以FCV所使用的燃料电池都是PEMFC。   燃料电池汽车的工作原理是,作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中,与大气中的氧气发生氧化还原化学反应,产生出电能来带动电动机工作,由电动机带动汽车中的机械传动结构,进而带动汽车的前桥(或后桥)等行走机械结构工作,从而驱动电动汽车前进。   7核心部件燃料电池。燃料电池的反应结果会产生极少的二氧化碳和氮氧化物,副产品主要产生水,因此被称为绿色新型环保汽车。燃料电池汽车是电动汽车的一种,其核心部件燃料电池。通过氢气和氧气的化学作用,而不是经过燃烧,直接变成电能动力。   燃料电池汽车的氢燃料能通过几种途径得到。有些车辆直接携带着纯氢燃料,另外一些车辆有可能装有燃料重整器,能将烃类燃料转化为富氢气体。单个的燃料电池必须结合成燃料电池组,以便获得必需的动力,满足车辆使用的要求。下图为燃料电池汽车的燃料电池本体示意图。   三、燃料电池汽车特点   与传统汽车相比,燃料电池汽车与传统的内燃机驱动汽车在构造及动力传输等方面的不同,为汽车的整体设计提出了新的要求。传统内燃机汽车的发动机----变速器动力总成在燃料电池汽车中不复存在,取而代之的是燃料电池反应堆、蓄电池、氢气罐、电动机、DC/DC转化器等设备。而制动系统和悬架也相应变化。因此,根据燃料电池汽车自身特点,在设计时,应作相应的变化和改进。燃料电池汽车具有以下优点:   1、零排放或近似零排放。   2、减少了机油泄漏带来的水污染。   3、降低了温室气体的排放。   4、提高了燃油经济性。   5、提高了发动机燃烧效率。   6、运行平稳、无噪声。   燃料电池汽车的特点表现在以下方面:   燃料电池汽车底盘布置   燃料电池动力总成包括:氢气罐总成、蓄电池总成、燃料电池堆总成、动力输出系统总成等。其中,储氢罐一般放置于底盘的中部,或后排座椅的下方空间(传统内燃机轿车的油箱位置),将氢气罐分散存储。除了燃料电池动力总成外,对汽车制动总成、前后悬架总成及轮胎等方面也应作相应的调整和测试。特别是随着轮毂电机技术的发展,使燃料电池汽车在电动机的放置有了新的选择,增大了汽车内部空间。而各电动轮的驱动力也可直接控制,提高恶劣路面条件下汽车的行使性能。底盘布置应把绝大多数的负载均匀分配在底盘的前后端,降低车辆的总体重心,使轿车具有良好的操控性能,并改善车辆的整体安全性。   燃料电池汽车管理系统   燃料电池汽车的动力系统一般由质子交换膜燃料电池、蓄电池、电机和系统控制设备组成。燃料电池所生成的电能经过DC/DC转换器、DC/AC逆变器等的变换,带动电机的运转,将电能转变为机械能,为汽车提供动力。在一些关键部件,如质子交换膜燃料电池和蓄电池等,其热特性及传热性质与传统汽车有着很大的不同,为燃料电池汽车的水、热管理提出了新的目标和要求。   燃料电池汽车电子控制   与传统汽车相同,电子控制在燃料电池汽车的发展中也将起着越来越重要的作用。汽车的各种操纵系统都会向着电子化和电动化的方向发展,实现“线操控”,即用导线代替机械传动机构,如“导线制动”、“导线转向”等;现有的12V动力电源已满足不了汽车上所有电气系统的需要,42V汽车电气系统新标准的实施,将会使汽车电器零   部件的设计和结构发生重大的变革,机械式继电器、熔丝式保护电路也将随之淘汰。同时,燃料电池的特性有其自身的特点:   a.电压低,电流大;   b.输出电流会随温度的升高而升高,输出电压会随输出电流的增大而下降;   c.从开始输出电压、电流到逐渐进入稳定状态,停留在过渡带范围内的动态反应时间较长。正是由于以上特点,大多数电器和电机难以适应其电压特性,所以必须和DC/DC变换器和DC/AC逆变器配合使用,需要对燃料电池系统进行大量的功率调节以保证电压的稳定。   (1)当燃料电池的输出功率大于汽车的需要时,多余的功率可对蓄电池进行充电,在动力系统起动时蓄电池可以给辅助系统提供电源;   (2)当燃料电池的功率不能满足汽车加速、爬坡时,蓄电池可提供附加功率,配合燃料电池共同使用。   所以,车辆可采用42V的辅助电源独立地为各种电子、电气设备提供电能。由于燃料电池汽车较之传统内燃机汽车在驱动方式上有着本质的区别,所以在底盘布置、水热管理、电子控制等诸多方面的设计也有着很大的不同。   燃料电池车是电动车的一种,其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用,而不是经过燃烧,直接变成电能的。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物,因此燃料电池车辆是无污染汽车,燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2~3倍,因此从能源的利用和环境保护方面,燃料电池汽车是一种理想的车辆。

    时间:2020-07-29 关键词: 燃料电池汽车

  • 燃料电池汽车的驱动系统分析

    燃料电池汽车的驱动系统分析

    燃料电池汽车也可以算作电动汽车,但你可以在五分钟内给电池灌满燃料,而不是等上几个小时来充满电。燃料电池汽车也是电动汽车,只不过“电池”是氢氧混合燃料电池。和普通化学电池相比,燃料电池可以补充燃料,通常是补充氢气。一些燃料电池能使用甲烷和汽油作为燃料,但通常是限制在电厂和叉车等工业领域使用。 燃料电池汽车( FCV) 是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车。车载燃料电池装置所使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得到的高含氢重整气。与通常的电动汽车比较, 其动力方面的不同在于FCV 用的电力来自车载燃料电池装置, 电动汽车所用的电力来自由电网充电的蓄电池。因此, FCV 的关键是燃料电池。 燃料电池汽车的驱动系统分析 专为车辆使用而设计的燃料电池系统,须在重量、体积、功率密度、起动和瞬态响应等方面与现今基于内燃发动机的车辆相类似。同时其他方面的要求也很高,如快速起动、急加速、良好的燃料经济性、便于检修以及对燃料加注的安全处理的考虑。成本和预期寿命也很重要。 为了使基于燃料电池的驱动系统高效率、高性能,需要有良好的系统架构和控制策略。图16-7是一介典型的燃料电池汽车系统。燃料(汽油或柴油)在燃料处理器(又称为重整器)中加工处理,以获得所需的氢气作为燃料电池堆的输入。燃料电池所需的氧气通常来自外部空气。在燃料电池堆里,氢气和氧气结合产生直流电和热。燃料电池堆的输出电压由功率调节器调节,以得到逆变器所需的电压。逆变器将直流电变换为电压可变和频率可变的交流电,供给驱动电机。蓄电池或超级电容器通常被接在燃料电池系统上,以提供补充功率和起动系统。一个完整的燃料电池系统由以下部件的一部分组成: 图16-7 典型的燃料电池汽车驱动系统 1)重整器将燃料转化成富含氢气的气体。如果直接使用氢气,那么就需要一个压缩氢气储罐。 2)燃料电池动力部分。由燃料电池堆组成,在其中氢气和氧化剂混合产生直流电和热。 3)空气压缩机,它为燃料电池提供加压的氧气。 4)冷却系统,用来保持适当的工作温度。 5)水管理系统,控制系统中的湿度与水分(既要保持燃料电池膜饱和湿度,同时防止在阴极积水)o 6)功率调节器,以调节燃料电池堆的输出电压。 7)逆变器,将直流电变换为电压可变和频率可变的交流电供给驱动电机。 8)驱动电机和传动装置。 9)蓄电池和超级电容器,提供补充功率和起动系统。 图16-8是含有一组蓄电池和一个功率调节器的燃料电池驱动系统。蓄电池单元和燃料电池堆为驱动系统提供所需的动力。加果动力装置所需的电压比燃料电池的电压高,那么功率调节器必须把燃料电池堆的电压提高到大约300V的蓄电池电压。同时,功率调节器也可为动力蓄电池充电。 功率调节器功率的选择是基于燃料电池堆的最大功率容量。在燃料电池堆输出端需要接一个二极管,用来防止负电流进入燃料电池堆。如果让负电流流人,那么会导致电池反相和损坏燃料电池堆。功率调节器内部功率器件的开关作用所造成的燃料电池堆输出电流的纹波要比较低。功率调节器控制燃料电池堆给负载提供的输出功率。功率命令与所需求的功率成正比,除以蓄电池电压后得到参考电流。参考电流与实测电流相比较,差值经比例积分控制器,得图16-8 燃料电池转换器控制系统到控制功率调节器输出功率的占空比。通过控制燃料电池堆的输出电流来控制燃料电池的输出功率。直接控制燃料电池堆的输出电流是因为重整器的产氢量(在直接以氢气为燃料的系统中指堆的氢气输入量)可以较好地控制,在该控制方案中,在给定压力和温度下,燃料电池堆输出的电流恒定,输出电压也是恒定的,从而输出功率保持不变。因此功率调节器的输出功率也是不变的。 这种方案避免了输入到燃料电池堆的燃料大幅变化。此外,能保持恒流负载对燃料电池运行是非常理想的,功率调节器的恒功率输出对燃料电池混合动力汽车的运行是最佳的。燃料电池可以被设计用于负荷分担式工作或里程延长式工作。里程延长型燃料电池的功率较小,仅给电池充电。蓄电池则要能够提供全部功率。由于在欠负荷区燃料电池单元具有良好的效率特性,使得较小蓄电池与满功率燃料电池堆组合的系统更具吸引力。然而,如果成本是关注的主要问题,那么较小的燃料电池和较大的蓄电池组合则是较好的选择。在这种。隋况下,可以使用固体氧化物燃料电池取代质子交换膜燃料电池,燃料电池的起动时间和响应时间都不成为主要问题。 图16-9给出了一个当蓄电池组的电压低于逆变器宜流母线电压时的系统结构图c蓄电池组通过一个DC7DC变换器连接到逆变器的直流母线上。当车辆起动时,蓄电池组通过提高蓄电池组电压为驱动电机供电。在车辆急加速时,由燃料电池和蓄电池共同为驱动电机供电。当车辆达到稳定速度时,仅燃料电池就可提供驱动能量(它也为蓄电池充电)。在这种 图16—9 带有低压蓄电池和DC/DC变换器的燃料电池系统 情况下,DC/DC变换器工作在降压模式,在再生制动过程中,蓄电池充电,燃料电池不输出能量,丰田燃料电池汽车使用了类似的结构。

    时间:2020-07-29 关键词: 燃料电池 燃料电池汽车

  • 2018年中国燃料电池汽车发展现状,产业进程正加速成下一个风口

    2018年中国燃料电池汽车发展现状,产业进程正加速成下一个风口

    【导读】:都说电动汽车的瓶颈是续航,也就是电池的容量,不过将来这一切都不再是问题,燃料电池是接下来汽车电池的强大后备军,从2018年中国燃料电池汽车发展现状分析,将是下一个风口无疑。 2018年5月11日,李克强总理在日本首相安倍晋三陪同下,考察了位于北海道苫小牧市的丰田汽车公司相关零部件工厂。李克强对于燃料电池车MIRAI和e-Palette概念车颇感兴趣,就续航里程等各方面问题提问。这是首次国家最高级别领导人在公开场合上对于燃料电池车辆的积极考察,具有重要意义。 燃料电池汽车产量快速增加 2017年,我国共有8个品牌的10款车型燃料电池汽车在产,总产量为1272辆,较2016年燃料电池车总产量629辆同比增长了102.2%。其中,燃料电池专用车992辆,占燃料电池汽车总产量的比例达78.0%,燃料电池客车280辆,占燃料电池汽车总产量的比例为22.0%。 图表1:2017年中国各品牌燃料电池汽车产量统计(单位:辆) 资料来源:前瞻产业研究院整理 燃料电池汽车运营数量超千辆 2017年,全国燃料电池汽车运营数量已达1000辆,佛山和北京已有燃料电池公交大巴运行,京东、申通等物流公司开始试用燃料电池物流车。伴随着上海500辆氢燃料电池物流车的示范推广运营工作,未来产品下线将进一步加速。现阶段已有多地规划发展燃料电池,仅看上海、佛山、武汉、盐城四地的规划,到2020年燃料电池车数量将达到万辆。 图表2:中国部分城市燃料电池汽车运营情况(单位:辆) 中国燃料电池汽车产业化进程加速 相比于前几年燃料电池产业初入大众视野,从2017年后半年开始产业已经进入加速发展期。上汽集团是中国燃料电池行业中积累最久的整车厂之一。2017年底,上汽集团旗下的上汽大通推出了FCV80轻客车型,并开启动商业化运营,规模约100台,这是首款真正具有商业化意义的燃料电池产品,标志着中国燃料电池产品走出实验室,进入产业化阶段。 燃料电池系统包括电堆、供氢系统、进风系统、冷却系统、加注系统、控制系统等。目前国产燃料电池的水平距国外尚有差距,其中核心部件是电堆。对此,潍柴动力于2016年11月出资4995万元人民币,认购燃料电池电堆系统企业弗尔赛33.5%股份,并于2017年11月与全球汽车零部件龙头博世签署战略合作框架协议,合作开发燃料电池技术产业链。 图表3:中国燃料电池汽车产业化进展 国家政策支持燃料电池汽车产业发展 在我国发展燃料电池产业的道路上,一直得到国家高层的重视。为进一步促进新能源汽车产业健康发展,不断提高产业技术水平,增强核心竞争力,做好燃料电池汽车推广应用,近年来,政府部门发布了多项燃料电池汽车补贴政策。 图表4:2013-2020年中国燃料电池汽车补贴标准(单位:万元) 此外,按照《《中国制造2025》重点领域技术路线图》,新能源汽车发展重点产品包括燃料电池汽车,明确以城市私人用车、公共服务用车的批量应用为主,实现燃料电池技术的推广应用。通过优化燃料电池系统结构设计,加速关键部件产业化,大幅降低燃料电池系统成本。 图表5:《《中国制造2025》重点领域技术路线图》——燃料电池汽车

    时间:2020-07-15 关键词: 燃料电池汽车

  • 氢燃料电池车在安全性上存在一定的优势

    氢燃料电池车在安全性上存在一定的优势

    10月15日,历时4天的2018长三角氢能燃料电池汽车科普巡游活动来到上海,以嘉年华形式组织丰富而专业的科普活动,展示了从制氢设备到燃料电池汽车整个产业链的前沿技术及产品。 2018长三角氢能燃料电池汽车科普巡游活动(上海站发车仪式) 期间,来自国内外15家车厂的燃料电池汽车从如皋出发,途径南通,最后抵达上海。从巡游效果来看,燃料电池无论是续航能力、稳定性还是安全性都已达到能处理日常交通的层次。 事实上,燃料电池产业自2017年起就迎来了飞速的发展,汽车界传统巨头宝马、戴姆勒、通用、大众、丰田、本田、现代等公司都纷纷推出旗下燃料电池汽车产品。不少权威机构预测在2050年,新能源汽车将会占据整个汽车行业90%以上产能,传统能源车就会逐步退步,而在新能源车里面,燃料电池车将会占到17%-20%的比例。 制氢/储氢/运氢/加氢已不是燃料电池产业痛点? 尽管燃料电池前景可期,但业内人士普遍认为,燃料电池要实现产业化,还有以下困难:1、氢燃料电池电堆的成本和使用寿命问题;2、氢气大规模生产、运输和加注(加氢站)过程的综合使用成本较高;3、终端加氢站的建设是政府层级的难题。 囿于以上困境,不少专家认为,燃料电池短期内可期的应用场景主要集中在定点运输的货车和公交领域。 对此,空气产品公司中国区副总裁及东区总经理郁峰先生认可燃料电池前景的结论,却不认为燃料电池产业在制氢、储氢、运氢和加氢上存在巨大困难。 盖世汽车了解到,空气产品公司是全球领先的工业气体公司,在氢能领域已有超60年的技术沉淀。作为氢气和燃料电池加氢站的提供商,空气产品公司每年可生产200万吨氢气,同时在全球参与了20多个国家和地区的250个加氢站项目(当前全球加氢站数量约为400座个),公司专有的加氢技术每年被用于超过150万次的安全加氢操作。 郁峰先生认为,从经济性和操作性来讲,制氢、储氢、运氢和加氢等配套服务环节已经不存在太大的障碍。 从制氢的角度看,氢元素在宇宙中极其丰富,视线所及均含有氢,关键是如何提取出氢气。当前氢气来源主要有一下来源: 一是石油工业的副产品,主要是含氢的尾气,这是目前最主要的氢气来源,但依然还存在大量的氢气被浪费或是不完全利用,比如直接用氢气烧锅炉,浪费了其中巨大的化学能。 二是利用化石能源制氢,比如利用煤或者天然气裂解制氢,煤和天然气资源十分丰富,而且这种制氢法能耗很低,成本也不贵,产能还相当可观。 三是可再生能源制氢,比如利用太阳光电、风电、水电和生物质(禽畜的粪便、城市污废等),这类制氢的优势时绝对的环保,缺点是当前技术条件下,成本较高。 其中,利用含氢尾气和化石能源制氢,不论是产能还是单位生产成本都能满足燃料电池产业化大规模发展,值得一提的是,空气产品公司认为以化石原料为基础的制氢方式将使氢气在加注口的成本与燃油车相比降低10%~20%。而从产业长远发展来看,以可再生能源为基础的氢气生产技术将最终实现氢燃料电池产业零碳排放的循环经济。 从储氢和运氢的角度来看,目前中国氢气的储运主要是依赖200公斤的传统的鱼雷罐进行储运,这样的储运模式一辆车大概装400公斤的氢气,效率较低,运输成本偏贵。空气产品公司已经开发了超高压的气态氢储能技术和液氢储运技术,可提供520公斤的超高压氢气运车和液氢的双向槽车,1辆液氢槽车等于15辆管束车的运输效率。空气产品公司相信,在国家相关法律法规的支持下,这些就一定可以推行开来。只要有了国家相关法律法规的支持,这些就能推行开来。 从加氢的角度来看,加氢站主要的成本就是压缩机的电耗,但如果是液态氢或者使用超高压的气态氢储能技术,就能将电耗控制在非常低的一个水平,甚至不需要压缩机,这大大降低加氢站的成本。空气产品公司在全球参与的加氢站项目已达250多个。 每年采用公司专有技术的成功加氢达150多万次。 加氢过程也十分便捷,以空气产品公司在美国加州建设的无人加氢站为例,整个加氢过程只需要短短三分钟,和传统燃油车的效率相当,而在短短3分钟的加氢时间,按照安全标准,会有3次中断,进行系统的自检,自检通过以后才能进一步地再加氢。因此,在这套无人加氢程序里中,安全性已经得到了最大的保障。 郁峰先生表示,空气产品公司已经构建出完整、科学的制氢、储氢、运氢和加氢体系技术,经济性和操作性均能满足燃料电池汽车的规模化,关键还要看燃料电池汽车产业的发展,而对燃料电池车的前景,郁峰先生非常有信心。 “谈氢变色”是误会,氢燃料电池安全可控 此外,郁峰先生还指出,一直以来,不少人都对氢气的安全性有一个误区,认为氢气是一种非常危险的气体,甚至“谈氢变色”。事实上并非如此,或者说恰恰相反,氢燃料电池汽车相较于其他能源来说,反而更安全一些。 小编了解到,燃料电池汽车的安全性评价主要是针对燃料电池电堆和储氢系统两个部分。 其中,电堆只是氢气和氧气发生电化学反应的场所,本身并不储存能量,安全性隐患主要来自氢气的监控。但由于电堆内部氢气的量并不大,而且氢气/空气可以迅速被切断,其安全性其实还是很有保障的。据几家知名车企对其燃料电池车的综合测试结果表明,即使在工作状态下对电堆进行穿刺短路,都不会引起电堆火灾和爆炸发生。 至于储氢系统的安全性则主要由储氢罐决定。目前储氢罐广泛使用的700 bar高压铝瓶,国际上已经有数千次的加压/减压测试记录,在满载条件甚至下还进行过步枪射击实验。而为了避免外力损伤,国际几大汽车公司普遍选择将储氢罐放置在后排座椅下面或者后背这个汽车上相对比较安全的部位。一般气罐旁边、驾驶室和动力舱都安装了氢气传感器在线检测氢气浓度,储氢罐还安装了应急排放阀,以降低破损以后氢气的积累。 事实上,氢气的特点是非常轻泄漏之后迅速上升,只要通风良好,在开阔的马路上一般不会发生爆炸危险,只有在遭受重大交通事故或者应力疲劳导致储氢瓶破损氢气泄漏的情况下,才有可能出现燃烧等恶性事件。 (左:氢燃料电池车;右:汽油车) 值得一提的是,即便出现燃烧现象,燃料电池车也是相对安全的。日本研究试验结果表明,在汽油车和氢燃料电池汽车分别创造燃料泄露和着火条件下,3秒时汽油车下方漏油着火,而氢气则是迅速冲高在汽车上方着火。一分半钟以后燃料电池汽车的明火已经熄灭,而汽油车火势正旺最终烧得只剩车架(如上图所示) 国内外很多研究机构也都做过氢燃料电池的碰撞、泡水、跌落实验,储氢罐的碰撞和灼烧试验以及燃料电池汽车整车的碰撞试验,均未出现重大安全问题。 因此,相较于汽油车及事故频频的锂电池汽车,氢燃料电池车在安全性上还是有一定优势存在的。

    时间:2020-06-26 关键词: 氢燃料电池 燃料电池汽车

  • 国内燃料电池汽车产业的大发展 还得再经历几年的积淀

    国内燃料电池汽车产业的大发展 还得再经历几年的积淀

    随着我国政府要启动燃料电池汽车“十城千辆”计划的消息传出,燃料电池汽车的风口似乎就要吹起,仿佛10年前的电动汽车一般。 来自中国动力电池创新联盟燃料电池分会的数据显示,全球燃料电池汽车(乘用车+商用车)的保有量在15,000辆左右,主要集中在中国、美国和日本;其中,美国主要是在加州地区。 这样的规模就意味着:1、成本必然是居高难下;2、配套基础设施不足。如下图所示,根据专业网站H2stations.org的统计,目前全球共有369座加氢站在运营,半数以上集中在日本、德国和美国。各国另有百余座加氢站的建设计划,但距离落成尚有很远距离。 总体上,也正像2009年的情况那样,正因为产业界尚未做好准备,政府才有必要有所行动;国内燃料电池汽车产业的大发展,还得再经历几年的积淀。

    时间:2020-06-11 关键词: 燃料电池汽车

  • 丰田向国内车企提供关键部件 试图效仿上世纪的英特尔

    丰田向国内车企提供关键部件 试图效仿上世纪的英特尔

    12 月 23 日讯,丰田汽车已开始向中国企业供应燃料电池汽车的关键零部件——燃料电池电堆。中国客车企业海格客车使用了这套系统,其中 20 辆燃料电池公交车定于 2020 年 1 月在常熟投入运营。 丰田的这种商业模式效仿于上世纪 90 年代的英特尔,当时英特尔将个人电脑主板标准化,并将其提供给个人电脑制造商。这场“Intel Inside”的行动推动了个人电脑的普及和英特尔处理器的普及。这次,丰田将直接为中国汽车厂商提供燃料电池关键部件,除了显示出丰田对中国车企的诚意外,更多的是想让更多的中国车企站到燃料电池的队伍中来,最终让技术“变现”。 事实上,丰田自 2014 年推出第一辆量产的燃料电池汽车后,在日本销量没有预期那么好。在技术领先却无法独自开拓市场的情况下,丰田曾在年初时宣布开放 5600 余项汽车氢燃料电池专利使用权。 眼下,中国打算利用公交车来推广燃料电池汽车,并将其定位为继电动汽车之后新能源汽车产业的支柱。截至 2019 年 11 月,《新能源汽车推广应用推荐车型目录》共上榜新款氢燃料电池汽车 87 款,其中客车占据 65 款,专用车 21 款,重型卡车 1 款。这无疑让丰田嗅到了“做大蛋糕”的契机,在一直坚持生产整车后,终于开始向其它公司供应零部件,丰田迈出了摆脱既往商业模式的第一步。 据报道,12 月 4 日,丰田汽车正式宣布新的组织架构,中国地区业务从原从属的亚洲地区单独拆分独立经营,中国市场地位在丰田汽车的战略规划中得到升级。这也体现了八年前丰田掌门丰田章男关于“中国最重要”的战略判断。同时,多项涉及中国市场的重要人事任命也陆续公布。12 月 17 日,有消息显示,丰田在中国的三家旗下车企高管换防。雷克萨斯中国执行副总经理大竹仁将接替离任回国的水谷雅史,出任一汽丰田常务副总经理;广汽丰田执行副总经理李晖接任大竹仁,出任雷克萨斯中国执行副总经理一职;广汽丰田负责采购与管理的副总经理文大力接任李晖出任广汽丰田执行副总经理。据悉,以上人事任命将于 2020 年 1 月 1 日正式生效执行。 2018 年以 1083 万辆位居全球汽车销量榜第一位的是德国大众集团,其中靠中国两家合资公司南北大众的强劲表现,大众在中国市场(含进口车)共销售了 348 万辆,以 33%的市场占比成为大众集团全球最大的市场。而销量排行位居亚军的丰田汽车 2018 年全球销量 1052 万辆,中国市场仅销售 148 万辆,全球占比仅 14%,可谓反差明显。作为全球销量数一数二的大型跨国车企,一直以来,丰田汽车在中国市场的作为和表现是与全球车企巨无霸身份不匹配的。而在对未来全球汽车市场的判断,各大跨国车企包括丰田的认识是高度一致的,即中国市场已经是全球最大的汽车市场,且未来也是最具发展潜力的大市场。尤其是在汽车新四化的浪潮席卷之下,只有中国市场具备大力发展电动化的最大动能和实力。得中国市场者得全球,已经成为大车企的高度共识。 丰田进入中国市场其实很早,上世纪 80 年代最早进入中国市面的皇冠产品力出色,“有路必有丰田车”的广告语也深入人心。丰田在中国建立合资企业也不晚,南北丰田双向布局,产品线从小型轿车到中大型轿车再到 SUV 车型也算丰富。但此前十年深耕“年轮理论”的丰田汽车,其实在战略拓展上一直是宁慢勿错、小心谨慎的风格。进入中国市场虽然不晚,却不像德国大众与美国通用那样高歌猛进全力押宝中国市场。丰田汽车在中国市场的战略可谓小步快跑不疾不徐,以稳步推进为主旨。在车型发布和产能设置上,始终落后于上述两家跨国车企。所以虽然丰田汽车在全球销量上一直稳居前两位,但在中国这个近十年全世界发展最迅猛的汽车市场中的份额和销量,长期占比却落后于竞争对手,在某种意义上可以说是错失中国汽车市场发展的巨大红利。 在中国市场上与其他跨国车企的发展差距,以及全球其他地区市场已基本饱和,让丰田不得不选择把战略重心转向中国市场,以谋求更大的发展机遇。丰田官方表示:“之所以将中国市场独立,是为了使区域业务领导人能根据市场变化,快速做出必要的战略决策,进一步加强执行能力,从而实现销量的持续增长。” 现如今丰田中国宣布中国区业务拆分独立经营,同时调整广汽丰田、一汽丰田和雷克萨斯中国三家公司一把手,无疑是双管齐下,积极加快推进原来相对滞后的中国市场战略。丰田未来战略表明,到 2030 年,丰田计划在中国市场销量突破 350 万辆,几乎是现有销量的 2.1 倍。为此仅在今年,丰田在中国市场上就一举推出了 9 款车型,包含 A 级、B 级、SUV 和 MPV,动力类型除了传统燃油车之外还有 PHEV、双擎版和纯电,一口气发布了所有车型。 在“年轮理论”和“慢即是快”的公司战略文化影响下,丰田章男在 2011 年喊出“中国最重要”的预见,终于在八年后方见端倪。对比其他跨国车企在中国市场的战略布局,丰田可谓是起大早赶晚集。但市场发展有时就是这么奇诡,布局早、下注大,不一定能最终获胜;小心谨慎、步步为营或许也能赶上发展机遇。在中国市场的战略布局上,丰田明显属于后者。未来前景如何,还要看市场之手的导演。

    时间:2020-05-12 关键词: 丰田 英特尔 燃料电池汽车

  • 新型燃料电池汽车氢系统安全防控中传感技术的应用

    新型燃料电池汽车氢系统安全防控中传感技术的应用

    (文章来源:工采网) 丰田Mirai在美国和欧洲销售,并有计划引入中国。而我国燃料电池客车已经完成商业示范运营,各种性能指标已基本达到运营要求,开始向大规模产业化迈进。然而,一种新的能源系统要得到推广和应用,其安全性是应该首先被关注的。氢气易挥发、易燃、易爆及氢脆等特性,使得氢气在使用过程中存在一定的安全隐患。另外,由于对氢气使用的经验不够丰富,驾驶员在使用氢燃料电池汽车时,心理上也存在着较大的疑虑。 丰田Mirai为氢储罐装备了氢气传感器进行实时监控,泄漏时可自动关闭阀门。下面,工采网小编为大家简单介绍下对氢能安全及在燃料电池汽车上采取的安全措施,以及常用的传感器应用方案,希望大家对燃料电池汽车的安全性有更深入的了解和认识。 国内外对燃料电池汽车制定了很多标准和规范,其中65%以上的内容是针对安全性的规定。燃料电池汽车的氢安全性,主要是指燃料电池汽车运行过程中车载氢系统的安全,主要包括高压供氢系统、燃料电池发电系统的安全性等。目前,为了保证车载氢系统的安全,各企业主要从材料选择、氢泄露监测、静电防护、防爆、阻燃等方面进行预防和控制。 其中,在氢泄露监测方面,为了防止电路中产生电火花点燃氢气而产生燃烧或爆炸事故,燃料电池汽车的电气元件、管路、阀体均采用相应的防爆、防静电、阻燃、防水、防盐雾材料。例如,燃料电池汽车的氢气传感器均选用防爆型,而不用触点式传感器,因为触点式传感器在氢气含量达到设定值时通过触点的动作输出信号,容易产生触点火花而引发事故。 在氢系统安全防护措施方面,主要是对高压储氢瓶及氢气管路进行安全设计,安装各种安全设施。目前,车载氢系统安全监控主要是对储氢瓶系统、乘客舱、燃料电池发动机系统以及尾气排放处的氢气泄露、系统压力、系统温度、电气元件及其他器件进行实时监控,确保燃料电池在加氢、用氢过程中的安全。 氢气安全监控系统主要包括氢系统控制器、氢气泄漏传感器、温度传感器和压力传感器等元器件。氢系统控制器在工作过程中,氢系统控制器监控氢瓶及氢管路安全、氢气泄漏状态及整车运行状态,只要出现异常,随时主动关闭供氢系统,保证燃料电池车辆安全。 其中,当气体温度突然急剧上升时,若非氢系统的温度传感器故障,则在气瓶周围可能有火警发生,可通过氢系统控制器立即报警。另外,氢系统压力传感器,可用于判断气瓶中剩余氢气量,保证车辆的正常行驶。当压力低于某值时,能够提示驾驶员加注氢气。 在燃料电池汽车氢系统安全防控中,对于氢气传感器、压力传感器、温湿度传感器的选用,工采网技术工程师根据一些客户应用案例给大家整理总结了一些产品:1.氢气检测-可利用日本FIGARO 可燃气体预校准模块 - FSM-10H-01来监控氢气浓度情况,提高用氢安全,为氢气泄漏示警;2.温湿度传感器-可以用法国Humirel 数字输出温湿度传感器HTU21D来监控系统温度来监控火警,当然还能用于监控车内环境温湿度,一旦温湿度过低过高,智能联动车内空调和加湿器系统来保持车内环境舒适;3.氢系统压力传感器-可选用MEAS MSP340,来对时刻掌握氢气情况,确保汽车正常使用。      

    时间:2020-04-27 关键词: 传感技术 燃料电池汽车

  • 车主对汽车未来五年的假想

    车主对汽车未来五年的假想

    工信部发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》指出,将力争经过十五年持续努力,到2025年,新能源汽车新车销量占比达到25%左右。征求意见稿在明确纯电动汽车主流地位的同时,也肯定了插电式混合动力(含增程式)汽车、燃料电池汽车两大技术方向。工信部的征求意见稿向来乐观,但即便如此,也只是将新能源汽车的占有率“保守的”划定为25%,说明增长难度不小。 那么五年后的汽车会变成什么样子的?几位车主给出了自己的看法。 车主一: 五年前也就是2015年,那时候电动汽车还是稀有物种,在大街上几乎看不到他们的身影,燃油车用现在眼光看是不是有点老套了,五年后也就是2020年,我们再看汽车的改变,是什么样子? 燃油车大变样,曾经的商务车纷纷转投年轻化运动路线,雅阁、凯美瑞、天籁早已没有了往日的平庸;油电混合动力车被各大车企纳入几乎所有车型中,纯电动汽车普及率越来越高,特斯拉国产化被国人疯狂追逐......这些现象恐怕是五年前我们大部分人想不到的。 再过五年来到2025年,作为一名普通消费者,很难预计会是什么样子。但我感觉燃油车不会消失,市场占比会有所下降,混动、电动车会有更大份额,充电桩等设施会越来越普及,轿车、SUV、MPV等燃油车会有全新的改变,无论是外形还是引擎,皮卡车估计会慢慢解禁走进寻常百姓家,汽车价格不会有大的下滑,保有量持续上升,一个家庭拥有两三辆车会是常态。 总之,五年对于任何一个行业来说都是比较短暂的,质的变化会有,但也只是在现有基础上的改变,毕竟驱动能源没有什么新的突破,未来就是如何延长电池续航能力,完善充电设施,为新能源普及打好基础, 车主二: 按2019年底作为起点,2025年的汽车和现在的变化不会特别大。 我们说汽车发生变化,可以分为三大方面。 1. 设计变化 设计变化指的是造型设计、内饰设计等。 我们说智能化会冲击汽车设计,这一点从各种概念车中就能看出,像本田Honda Sports EV概念车,中网就是一个液晶显示屏,能够投射出本田的车标以及更多信息。 又或者大众I.D. Vizzion概念车,干脆没了方向盘,走的是无人驾驶路线。 但无人驾驶技术并不会有如此迅猛的发展,足以影响整个大环境。预测称,至少要到2050年左右,无人驾驶才能实现普及,相信在此之前,传统的内饰设计还是会很大程度得以保留。 不过要说内饰设计不受影响肯定也不对,就发展趋势看,一体式大屏设计会成为主流,就好比前几年火起来的悬浮屏一样。 2. 动力系统变化 未来五年依然是燃油车的天下。 3. 配置变化 放十年前,ACC自适应巡航在A级车中出现会惊艳到不少人,但现在已经不是稀奇了。未来五年,汽车智能化配置会越来越丰富、强大。相信像AEB刹车系统、LDW车道偏离报警系统、BSD盲区监测系统、APS自动泊车辅助系统这些,会越来越多出现在我们视野中。

    时间:2020-03-09 关键词: 新能源汽车 燃油车 燃料电池汽车

  • 不放弃燃料电池汽车!桑迪亚实验室为下一代液氢加氢站开发软件模型

    桑迪亚实验室(SNL)发布消息称,团队正致力于开发软件模型,帮助开发从氢气转换为液氢的下一代加氢站,同时实施全新且更易于遵循的安全标准。 (桑迪亚实验室,是桑迪亚有限责任公司旗下的国家技术和工程解决方案运营的多功能实验室,主要服务于美国能源部。此前,桑迪亚实验室曾协助美国设计第一代加氢站。) 为满足氢燃料需求不断增长,氢燃料零售商期望在相同空间内储存更多液体氢气的需求,桑迪亚实验室着手开发软件模型,期望通过量化各种系统设计中氢气泄漏的影响,以及用于检测和防止泄漏影响的安全措施,协助实施更易于遵循的安全标准。 桑迪亚实验室项目联合负责人Chris LaFleur称:“通过这种方式,我们可以在以前从未有过的地方为燃料电池汽车提供氢燃料,比如大而密集的城市,以及繁忙的市中心。” 但液氢也有其优劣势,一方面,液态氢可以在比气体低得多的压力下储存,这降低了泄漏的风险,另一方面,液态氢也对低温提出了更高的要求,它必须保持非常冷的状态(大致为负423华氏度)。 桑迪亚风险分析师Brian Ehrhart表示,“释放后,液态氢实际上可以冻结周围的空气,这对计算空气中的氢浓度提出了挑战。” 气体或液体状态的氢、氧量相互依赖,液化的越多,温度越高,反之亦然。对此,该团队将通过假设氢气/空气混合的初始“区域”,在区域将混合物加热至桑迪亚气体扩散模型可预测行为点的方式应对这一挑战。 这种简化模型通过更具经济性的手段,使团队能够预测可燃浓度存在的泄漏距离,而非必须使用更昂贵的流体动力学模型,来关注泄露伴生的混合物。 新模型的出现将允许未来的加氢站从基于性能的标准(而非规范标准)进行评估,促使美国任何地区的氢燃料零售商更容易建立安全站。 据称,该项研发成果将为First Element(美国加州氢燃料零售商)拟在加利福尼亚建造的12个加油站提供设计帮助,并获得当地建造许可。此外,桑迪亚还将直接与国家消防协会合作,将该项目成果用于通知和更新液态氢安全规范。

    时间:2018-10-16 关键词: 燃料电池汽车 桑迪亚实验室 液氢加氢站

  • 燃料电池汽车时代还没开始就这么结束了?

    随着全球环境恶化,开发新能源车成了全球共识。 但这并不等于就在开发路线上达成了共识,除了最常见的纯电动汽车之外,还有很多企业选择别出蹊径。 在这些特殊路线里,燃料电池车因为日本政府的大力支持和几大汽车巨头的联手开发而最受瞩目。 可惜的是,几大巨头的联盟终于走到了尽头,它们用事实证明:燃料电池汽车,没有未来。 超一线品牌放弃燃料电池车 日产联盟和福特、戴姆勒的组合,是燃料电池车界毋庸置疑的引路人。 但这个组合终于宣布解散了:6月14日,福特和戴姆勒宣布:关闭其位于加拿大的燃料电池合资公司。     19日,日产-雷诺-三菱联盟宣布,将冻结2013年与戴姆勒、福特签署的燃料电池车(FCV)商用化计划。 这两条消息的公布,意味着燃料电池汽车这条路线遭受重创。 前景可期?前景无望! 提到燃料电池汽车的时候,很多人都会说这么一句:燃料电池汽车,前景可期。 但是,他们选择性无视了,燃料电池车商业化进程缓慢的事实。 写作前景可期,读作发展缓慢。     与传统燃油车或纯电动汽车的结构不同,燃料电池车拥有一套相对独立复杂的动力系统,这也就直接导致燃料电池车的成本增加。     燃料电池车动力系统 从具体车型上看,丰田Mirai售价6.9万美元,本田Clarity售价6万美元,远高于同级别车辆,这成了燃料电池车销售时的最大阻碍。 还在研究燃料电池汽车的汽车超一线品牌,有且只有丰田:丰田的燃料电池汽车,总销量还不到一万,却已经占了全球市场销量7成以上。 这样的汽车,有何前途可言? 也难怪各大公司最终放弃。     随着电池成本不断下降,成本居高不下的氢燃料电池车,优势已经丧失殆尽。 就像特斯拉CEO埃隆·马斯克说的一样:氢燃料电池车制造商“相当愚蠢”,是‘把资金赌在幻想上’。 叫‘未来’的燃料电池车,没能为这个产业夺回未来,未来,只属于纯电动汽车。

    时间:2018-07-05 关键词: 日产 雷诺 燃料电池汽车

  • 燃料电池车频遭抛弃 是什么在阻碍它的发展

    据报道,日产宣布暂停与戴姆勒及福特合作开发燃料电池车的计划,将力量集中于发展电动汽车。曾经受到热捧的氢燃料电池技术,在其大本营日本遭遇了发展阻碍。 无独有偶,福特汽车也在6月13日也发布声明称,其与戴姆勒位于不列颠哥伦比亚省本那比的燃料电池合资公司将于2018年夏季关闭。不过,分分合合乃商家常事,那边忙着分手,这边奥迪和现代宣布达成专利交叉许可协议,将共同开发氢燃料电池汽车。 相比纯电动汽车的技术路线,为何氢燃料电池汽车在国际上引发了如此大的争议?要解决这个问题,不仅要理解氢燃料电池在技术上的问题和挑战,还要了解各国政府在推动该技术背后的动因。 氢燃料电池汽车为何屡遭“抛弃”? 从技术角度来看,燃料电池是一种能量转化装置。与一般电池不同的是,氢燃料电池是一种将氢气和氧气结合起来产生电力、水和热的电化学装置。其反应产生的废料除了微量的二氧化碳和氮氧化物外,主要是水。燃料电池的做功比氢气单纯燃烧的效率要高2-3倍,且安静无污染。 但是,具有这么多优势的燃料电池汽车,为何还会连续被多家车企“抛弃”呢?这就要从氢能产业链谈起。 整个氢能产业链构成包括氢气制备、氢气储运及加注,和氢气应用。其中氢气制备是氢能应用的基础,氢气的储运及加注是氢能应用的核心保障,不同方向的应用是氢能实用化的主要途径和最佳表现形式。根据产业链所处位置不同,链条上的企业大致可细分为三个部分: 上游,主要包含氢资源的生产、运输等; 中游,为燃料电池系统,主要是电堆和氢气储存设备及配件; 下游,是应用板块,包括加氢站、新能源汽车应用等。 分清了这三个环节,下面我们就来看看每个部分所面临的问题和挑战: 一、关键技术难攻克 了解燃料电池电堆部件的人,对燃料电池的核心技术——“质子交换膜”不会陌生,然而截至目前,全球能够商业化供应氢燃料电池质子交换膜材料的公司除了美国杜邦,再无他家。日本境内也有一家公司同样可以生产,但出于众所周知的原因,这家公司拒绝对任何国家销售该产品。 二、成本过高 1、燃料电池车相对独立复杂的动力系统直接导致燃料电池车的成本增加。比如:丰田Mirai售价6.9万美元,远高于其他动力形式的同级别车辆。 2、数据显示,目前,建成一座加氢能力大于200公斤的加氢站需要1000多万元,如此高昂的建设成本显然是加氢站快速发展的最大障碍。 3、在目前技术条件下,氢燃料电池的催化剂是铂金。铂金全世界产量很低且价格昂贵(大概是黄金的2倍),全球年产量约为两百吨,60%还被用作首饰材料。而且铂作为催化剂对氢气纯度要求较高,需要达到99.99%以上。 三、安全问题 燃料电池加氢的背后,需要一整套氢能源生产和运输网络作为支撑。氢气本身的安全问题、加注氢燃料时的安全及操作过程中的安全问题都需要解决好。普遍来说,加氢站储氢装置应该满足能承受高压、具备在线监测功能、发生危险自动报警、良好的经济性要求。显然,满足这些要求的加氢站在初期的建设成本不会低。 国内陆续出台燃料电池扶持政策、仍不被专家看好 得益于国家的政策利好及支持,中国的燃料电池汽车技术已初步掌握了整车、动力系统与核心部件的核心技术,基本建立了具有自主知识产权的燃料电池轿车与燃料电池城市客车动力系统技术平台。在产业链配套,我国初步形成了燃料电池发动机、动力电池、DC/DC变换器、驱动电机、供氢系统等关键零部件的配套研发体系,实现了百辆级动力系统与整车的生产能力。当前具有“动力系统平台整车适配、电—电混合能源动力控制、车载高压储氢系统、工业副产氢气纯化利用”的技术特征。 在“十二五规划”期间,同济大学与一汽集团、东风汽车、奇瑞汽车和长安汽车分别打造了燃料电池轿车。2018年6月14日,同济大学与嘉兴市政府、嘉兴秀洲区政府共建新能源汽车产业基地项目在上海同济大学签约。三方将在嘉兴市秀洲区共同推进成立新能源汽车研发及生产项目。新能源汽车产业基地包括以下四部分:(一)同济大学(嘉兴)新能源汽车研究院。(二)商用车、乘用车生产制造基地。(三)氢能产业基地。(四)氢能源应用项目。其中,新能源汽车研究院作为同济大学二级非独立法人研究机构,将下设5个研发中心:氢燃料动力总成研发中心、智能网联系统研发中心、商用车整车研发中心、乘用车研发中心、国际氢能源合作研发中心。 上汽集团则制定了燃料电池汽车发展的五年规划,以新源动力为燃料电池电堆供应商,开始投入大量资金研发燃料电池汽车。数据显示,2017年1月至今,全国共生产150辆氢燃料客车,其中北汽福田汽车股份有限公司和上海汽车商用车有限公司共占据84%的市场份额。 2018年6月14日,广东省人民政府发布《关于加快新能源汽车产业创新发展的意见》,该意见指出,全力推进公交电动化(含氢燃料电池汽车),这是继北京、上海、苏州、武汉等地之后,又一个发布了氢燃料电池汽车相关政策的省市。同时,大同、青岛、扬州等地也正在酝酿扶持氢燃料电池发展的相关规划。 据不完全统计,2017年中国的燃料电池车辆商业化订单就实现了千辆级的突破。据同花顺财经报道,福田汽车、富瑞特装、华昌化工、同济科技等几乎所有与燃料电池、上游制氢和存储、材料相关的公司都相继对外发布公告,将加码对氢燃料电池的投资。 看起来市场前景一片大好,资本热情高涨投资加码,但是中国相比国外同行,起步还是太晚。 从2001年开始,我国才开始进行氢燃料电池汽车的研发工作,首次提出氢能产业发展计划是在2016年10月发布的《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》中,之后发布的《中国制造2025》中才明确提出了燃料电池汽车发展规划。而美国的通用在1966年开始研发氢燃料电池汽车,日本的本田则开始于1992年。 同济大学新能源汽车工程中心张存满教授表示,“中国氢燃料汽车技术落后国外发达国家5—10年,起步较晚的中国面临的一个情况是:国外燃料电池汽车已经突破了技术难关,开始攻克成本和服务设施了,而国内仍然面临着技术问题。差距保持在5年左右还有机会追赶,若超过10年,追赶起来就会非常吃力了。” 尽管学界和产业界普遍认同氢能将极大的丰富未来的能源体系、各国家层面和企业层面也都对燃料电池汽车市场抱有很大的热情和希望,但是不断清洁化的传统石化能源以及更多能源储备的发掘,都将为氢能的大规模利用带来不确定性,而且核心技术、车辆和加氢站的巨大成本、安全问题都是横跨在政府和企业面前的一条极难逾越的鸿沟。清华大学汽车研究所所长、博士生导师陈全世教授在接受媒体采访时表示,政府和车企应该联合大学等研究机构,把膜、催化剂、极板等基础问题解决了,而不是做多少辆车。在他看来,燃料电池技术不能替代纯电动技术。

    时间:2018-06-25 关键词: 电动汽车 燃料电池汽车

  • 制氢不再难 储运制约燃料电池汽车发展

    制氢不再难 储运制约燃料电池汽车发展

    燃料电池汽车一直被很多专家认为是新能源汽车的终级解决方案,原因在于,燃料电池汽车具有效率高、噪音低、无污染物排出等优点, 是真正意义上的高效、清洁汽车。但是,相比纯电动汽车,燃料电池汽车在我国的推广应用情况并不理想。 最近,一直较为沉寂的燃料电池汽车忽然“火”了起来,不仅政府部门强调要大力发展,不少车企也在这一领域加紧布局,围绕其召开的各种论坛更是接踵而至。不过,燃料电池汽车是否真迎来了发展机遇期?它会是清洁能源汽车发展的另一风口吗?与燃料电池汽车密切相关的各项技术、各个环节是否足以支撑其发展?对于上述这些问题仍需探讨。就此,本报将从储能、燃料电池技术、加氢站建设、示范运营等方面进行系列调查和报道。 在纯电动汽车产销量上,我国排名世界第一,但被认为是新能源汽车终极方向的燃料电池汽车推广却甚是缓慢。不得不承认,现阶段,燃料电池汽车的推广应用仍有不少阻碍因素,其中作为源头的氢能便是其中之一。氢能的阻碍作用体现在哪里?中关村储能协会顾问贡力说:“如今制氢不是难题,制约燃料电池汽车发展的是氢气的储存与运输。”同济大学校长助理、智能型新能源汽车协同创新中心主任余卓平日前也指出,能源战略一旦明确,解决储能与运输问题,将来燃料电池技术会进入非常快的发展期。 ■氢能供给不再是难题 “目前我国有充足的廉价氢燃料供给。”中国工程院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员衣宝廉近日指出,我国工业副产氢的年产量可供几百万辆氢燃料电池汽车使用。同时,我国可再生能源氢资源相当丰富,通过电解水技术利用弃水、弃风、弃光资源,每年约可以制备300万吨氢。 目前,氢气的来源非常广泛,归结起来,主要有化工尾气回收、天然气制氢、煤制氢、甲醇制氢和电解水制氢等几种方式。“燃料电池汽车兴起之后,人们不断探索多种制氢方式。”北京低碳清洁能源研究所氢能研发部经理何广利告诉记者。 不过,记者同时了解到,理论上,氢能储备非常充足,但从几种主要的制氢方式来看,技术仍不完善,氢能供给体系也不稳定。何广利告诉记者,分析几种制氢方法,从工艺成熟度及成本来说,各有其优劣势,但综合来看,传统的煤制氢仍是现阶段主流方式。 举例来说,目前我国工业用氢气制取技术相对成熟,但与之对应的燃料电池用氢气纯化技术发展滞后。气体设备网技术顾问张强说:“纯度为60%~80%的氢气习惯上称之为化工氢。但化工氢不能直接使用,一般都需要提纯,提纯成本与气体厂采用的工艺有直接关系,最后的销售价格大约为1.7元/立方米,如果不是大规模采购,价格会超过2.7元/立方米。”从价格来看,化工氢虽然便宜,但加上提纯费用,成本会陡然提高。而从数量上看,即便100%回收化工尾气中的氢,数量也有限。 化工制氢的局限性引导科研人员把目光瞄向新的制氢方法,这其中就包括甲醇制氢。近年来,甲醇制氢的被重视促使甲醇燃料电池汽车在部分领域得以推广。不过,四川亚联高科技股份有限公司董事长王业勤同时强调:“甲醇制氢的成本大约为1.8元~2元/立方米,虽说成本不算高,但甲醇的最大用途是生产聚丙烯,用于制氢的甲醇数量占比很小。” 相对而言,电解水制氢更受欢迎,因为我国弃水、弃风、弃光资源非常丰富,也因此,电解水制氢在燃料电池发展中被认为是最有前途的制氢方法。据了解,通过电解水获得的氢气纯度高达99.999%,不需要再次提纯,可以直接供应燃料电池汽车使用。 不过,目前电解水制氢的技术还有待提高,成本较高,还难以大规模运用。何广利说:“制取一立方米氢气大约需要4.8~5度电,即便用谷电制氢,最终成本也在3元/立方米左右。”张强告诉《中国汽车报》记者,电解水制氢还有一个问题不能忽视,随着时间推移,电解池的电阻会升高,电解氢的耗电量会增加,导致成本再次上升。 “目前来看,受技术所限,化工尾气回收、电解水制氢等方式都无法实现大规模工业化生产,无法满足燃料电池汽车的需求。天然气制氢可以实现大规模工业化生产,但天然气价格波动剧烈,对企业制氢有较大影响。”何广利说,“煤制氢仍是当下主流制氢方式。煤制氢的工艺成熟,成本也最低,大约为1.1元/立方米。” 总体来看,目前制氢途径并不少,能源供给也足以推动燃料电池汽车的发展。但从工艺和成本上看,我国氢能供给体系不完善,氢能供给技术体系也还没有形成。为此,有专家提议,我国需加快制定氢能供给技术研发支持计划,坚持企业作为创新主体,多种技术路线共同发展。 ■储存和运输是一大难题 与氢气的供给相比,储存和运输问题更为严重。衣宝廉认为,产氢与用氢不在同一地方,将廉价的副产氢和弃风等电解水制氢的氢储存和运输到用氢地点——加氢站,是燃料电池车大规模示范的关键环节。目前,我国氢气储存和运输技术仍不足,存储和运输企业较少,氢气制备及加注企业的产业化水平低。 从技术角度看,目前工业上主要采用-253℃下的液态氢,或700个大气压以上高压氢气进行氢能源的存储和运输。对于液态氢来说,由于氢气的熔点很低,实现氢气的液态化很难,从经济角度看,储存和运输液态氢并不划算。另外,液态氢会“吸收”金属容器生成氢化物,降低氢气的纯度。近年来,科研人员发明了化学储氢方法,即让氢气存储于化学物质中,或者与某种物质进行化学反应,需要使用时通过加热或者利用隔膜提取出来。 不过,现有技术成本高且存在安全隐患,是氢能源利用技术中的一个关键瓶颈。何广利说,上述两种储存与运输方法都有一定的局限性,目前,氢气储存与运输还是主要采用700个大气压以上加压的方法,但即便加压,容器中氢气重量也非常有限。据介绍,一辆载重35吨的氢气运输车,其容器中氢气的重量只有几百公斤。 另外,为了保证氢气运输安全,压力容器必须很牢固,因此,容器重量远超过氢气重量。“为了保证氢气运输安全,我国规定运输氢气的压力并不太大,压力低储存量就少。综合起来,氢气储存和运输成本约为9元/立方米,远超过制氢成本。”何广利说。 电解水制氢运输和储存难度更大。贡力说:“利用风能和光能电解水制氢实现了能源的循环利用。但是,我国风电场、光电场大多数在西北地区,储存与运输的问题更为严重。” 除此之外,由于技术所限,我国目前存储和运输企业还很少,远没有形成产业化规模。有专家表示,我国需要加快培育氢气存储和运输企业,实现从制氢到储存、运输整个产业链的协同发展。 ■技术与国外差距明显 “从制氢技术来看,我国与日本、美国没有太大差距。”何广利说,但在储氢与运输技术上仍有一定差距。 以储氢技术为例,容器压力的大小决定容量的大小,压力越大,存储量也就越大。目前,我国普遍采用35兆帕压力标准,而日本、美国则采用70兆帕压力标准。何广利说,我国目前也在研究70兆帕压力标准。 另外,从存储设备来说,目前日本、美国普遍采用四型瓶装载氢气。四型储氢瓶具有重量轻、循环寿命长、成本低等优点,但缺点是气密性较差。我国曾经在CNG公交车上使用过四型储气瓶,但发生过泄漏事故,而后被禁止使用。此后,我国CNG以及燃料电池汽车都改用三型储气瓶,三型储气瓶虽不易泄漏,但却较重,循环寿命短,成本也较高。“四型储气瓶被禁止使用后,国内企业在这方面的研究几乎是空白。”何广利说,“近年来,国内企业又逐渐认识到四型瓶的优势,也在加强这方面研究。” 总之,我国在氢能的存储和运输上与国外差距还比较明显,但存储和运输恰恰是制约燃料电池汽车发展的基础和关键环节。对此,有专家指出,推动燃料电池汽车的发展,保障燃料电池汽车所需的氢能供给,我国需要加强顶层设计,制定国家氢能产业发展指导意见。在此基础上,完善氢能技术研发、产业化及示范应用等支持政策措施,从而形成有力的支持政策体系。

    时间:2017-11-22 关键词: 新能源汽车 燃料电池汽车

  • 氢能供给是燃料电池汽车发展关键

    氢能供给是燃料电池汽车发展关键

    党的十九大报告提出:“构建市场导向的绿色技术创新体系,壮大清洁能源产业。推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系。”作为我国新能源汽车的主体之一,燃料电池汽车是汽车行业绿色技术创新的重要方向,与之配套的氢能产业发展将助推能源革命和清洁能源体系构建。笔者认为,氢能供给是燃料电池汽车发展的关键。当前,我国应充分发挥氢能企业在技术创新和产业化推进中的核心作用,健全氢能产业支持政策,着力构建氢能供给体系。 纵观汽车产业100多年的发展史,不管传统燃油汽车与燃油供给体系,还是电动汽车与电能供给体系,车辆技术都一直与能源供给体系协同演进。 美国是传统燃油汽车最发达的国家,不仅通过福特制大规模生产引领了全球汽车产业发展,还拥有发达的燃油供给体系。本世纪初,美国已形成了一套由159个炼油厂、1300座油库、250万个地下储油罐以及17.4万座加油站组成的庞大燃油供给体系,为传统燃油汽车发展提供了强大支撑。 类似于传统燃油汽车产业,电能供给体系是电动汽车产业的重要组成部分,我国已经有了一些相应的经验教训。2014年之前,我国过于重视电动汽车技术和产品的发展,而忽视了充电基础设施建设,导致电动汽车产业发展受到充电难的制约。2015年以来,我国建立了充电基础设施建设支持政策体系,充电基础设施建设加快推进,电动汽车产业化取得突破性进展。 得益于燃料电池汽车起步较早、氢能供给体系相对完善等原因,国外燃料电池汽车产业化已经走在了前列。日本丰田、本田及韩国现代等企业都推出了面向市场的燃料电池汽车产品,丰田燃料电池汽车年销量已超过2000辆。同时,美国、日本、德国等国家已建成加氢站数量均超过40座。经过多年努力,我国已初步掌握了燃料电池关键材料、电堆、动力系统、整车集成的核心技术,具备了燃料电池汽车产业化的基础。然而,截至2017年9月,我国仅有6座加氢站投入运营。由于氢能供给体系不完善等原因,我国燃料电池汽车产业化进程缓慢。就氢能供给来看,我国还缺乏足够的重视。虽然对燃料电池汽车支持力度较大,但对氢能供给缺乏必要的政策支持。氢能供给技术体系还没有形成,储氢、氢气运输等关键技术不成熟。氢能供给产业链薄弱,加氢企业实力不强,氢气纯化、存储和运输企业较少。这是导致我国氢能供给能力不足的主要原因。 为改变氢能供给能力不足的困境和加快燃料电池汽车产业发展,我国亟需采取必要措施,完善氢能供给体系。首先,支持氢能供给技术创新。目前,我国工业用氢气制取技术相对成熟,但与之对应的燃料电池用氢气纯化技术及氢气存储、运输和加注技术发展滞后。为此,我国需加快制定氢能供给技术研发支持计划,对氢能纯化及氢气储运加等技术研发进行支持。并且,我国氢能供给技术创新应坚持企业为主体,多种技术路线共同发展。其次,加快完善氢能供给产业链。我国已拥有一批工业制氢企业,以及加氢设备生产、加氢基础设施建设及运营企业。为打造和提升氢能供给能力,我国不仅需要加快培育氢气纯化、存储和运输企业,还要进一步提升氢气制备及加注企业的产业化水平。其中,企业、投资与研发机构的协作尤为重要。最后,构建支持政策体系。不同于燃料电池汽车,我国氢能支持政策较少。为保障燃料电池汽车所需的氢能供给,我国需要加强顶层设计,制定国家氢能产业发展指导意见。在此基础上,完善氢能技术研发、产业化及示范应用等支持政策措施,从而形成有力的支持政策体系。 氢能是一种清洁高效的未来能源,其制取与利用技术正处于加快发展过程中。氢能不仅供给难度大,还是决定燃料电池汽车发展成败的关键因素。为保障氢能供给,我国必须从战略高度谋划氢能产业发展,政府部门和产业界也应给予足够重视,避免出现“有车无氢”的困局。

    时间:2017-11-10 关键词: 燃料电池汽车 氢能供

  • 本田燃料电池汽车正式在国内首发 续航750公里

    本田燃料电池汽车正式在国内首发 续航750公里

     在2015年东京车展上,本田官方首发了旗下的CLARITY,这是一款氢燃料电池汽车,最高续航可达750公里。在首发两年之后,这款车型终于和中国粉丝见面了,日前本田正式在国内首发了该车型。外形方面,新车的造型比较个性,有点歌诗图的感觉,但定位却是一款轿车。 尺寸方面,长宽高分别为4915/1875/1480mm,车身重量为1890kg。 动力方面,这款车搭载了氢燃料电池动力系统,电能由氢氧化学反应的燃料电池组提供,交流电机给驱动轮带来130kW(177PS)的最大功率,JC08工况测试下的续航里程可达750公里。 该车已于去年在日本正式上市销售,新车售价为766万日元起,约合人民币43.8万元。          

    时间:2017-11-10 关键词: 本田 燃料电池汽车

  • PEM氢燃料电池电堆低温特性试验方法

    PEM氢燃料电池电堆低温特性试验方法

    新能源汽车以其节能、环保、高效的概念成为未来汽车发展的一大方向。在大众的视野中,纯电动汽车还是一个新兴的事物,而日本、美国、欧洲的许多汽车厂家已经开始氢燃料电池汽车的发展规划。在我国,未来纯电动和插电混合动力汽车补贴将大幅退坡,但燃料电池汽车的补贴额度保持不变且高于电动车。这样的政策激励催生了燃料电池汽车的快速崛起。 图一、燃料电池电堆(又称燃料电池发动机) 氢燃料电池是一种利用直接将储存在氢气和氧气中的化学能高效、无污染地转化为电能的发电装置。质子交换膜(PEM)燃料电池是继碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池后开发的第五代燃料电池,以其低温运行、启动快、比功率高、体积小等优势成为全球燃料电池汽车领域的首选技术。这也要求PEM燃料电池能够经受住汽车使用中的各种环境及工况的严苛考验。燃料电池发电过程中会产生水,水在低温环境下容易发生冻结,导致电池无法启动或运行很短时间就被迫停机,反复启动会破坏燃料电池的内部结构。以6kW电堆低温启动试验为例,经过9次低温启动后,由于反复的冰冻及解冻,质子交换膜上产生了裂纹和穿孔,电堆性能发生了明显的衰退。我国地域辽阔,0℃以下低温启动是燃料电池汽车无法回避的一个重要运行工况,所以对PEM燃料电池电堆的启动方法及辅助启动手段需要进行科学准确的测试,以减小实际使用中的寿命衰退。 图二、电堆极化曲线图 国标GB/T 31035-2014质子交换膜燃料电池电堆低温特性试验方法,规定了其低温(0℃以下)条件下的存储、启动、工作性能的试验方法。在低温启动试验中,主要试验设备包括直流电源、直流电子负载、温湿度传感器及燃料和氧化剂的测量设备。艾德克斯宽广的直流电源及直流负载产品线可以为PEM燃料电池测试试验提供高效高性能的测试设备。 图三、燃料电池电堆低温启动实验装置 控制直流电源的启动电流,以0mA/cm2-1000mA/cm2的电流密度启动燃料电池电堆,控制氢气与空气的输入,记录燃料电池电堆温度到达零度的启动时间与功耗。电堆启动后,逐渐加大电堆的输出功率,由电子负载进行拉载,测试由输出功率为0到怠速状态、怠速状态到额定功率的时间与功耗。额定功率运行10分钟后,进行关机操作。反复进行低温启动试验至至少成功启动两次。对比试验前及试验后的燃料电池电堆的气体泄漏率、启动时间及能耗、关机时间及能耗、吹扫时间及能耗、外部能量消耗量等参数,获得PEM燃料电池的低温启动特性。 艾德克斯IT8900系列高性能大功率直流电子负载,支持150V/600V/1200V三种电压范围,功率可扩展至600 kW,特别适用于燃料电池客车及乘用车电堆的测试。具备超高的电压和电流分辨率,最高可达1mV和1 mA,同时电压/电流测量速度最高可达50Hz,利用上位机软件可进行复杂拉载设置及长时间数据存储。 艾德克斯IT6500系列宽范围可编程大功率直流电源可以为不同功率规格的电堆提供从800W到30kW,以及高达1000V、1200A的宽广输出范围, CC&CV优先权功能实现快速无过冲的曲线变化,具有高精速、高可靠性的设置功能和安全特性。IT6500C系列直流电源可搭载功率耗散器,实现高达90 kW的一体化负载功能,简化国标中双向控制开关的接线及控制要求。 与蓄电池相比,氢燃料电池测试中包括对燃料及氧化剂输入的控制与输出功率的联动,以及复杂的输出极化曲线的测试,使用艾德克斯直流电源及直流电子负载,可形成高速高性能可编程测试方案,能够简化工程师的工作,并具有完善的保护功能及高可靠性

    时间:2017-07-10 关键词: 电源资讯 燃料电池汽车 pem氢燃料电池

  • 氢燃料汽车的现在与未来

    氢燃料汽车的现在与未来

      氢燃料电池指的是氢通过与氧的化学反应而产生电能的装置(单纯依靠燃烧氢来驱动的“氢内燃机”,也曾出现过,比如宝马的氢能7系)。氢燃料电池车的驱动力来自于车上的电动机就像纯电动车样,因此氢燃料电池车可以理解为一辆“自带氢燃料发电机的电动车”。 ●追求终极化的汽车 当代清洁能源汽车已进入一个多元化、多样化、多维化发展的世纪,在电动汽车领域,特别是纯电动汽车的发展居主导地位,不过要说明,FCEV也是属于电动汽车序列中一种重要的,理想的新兴产品。 当代,全世界,当然也包括我国正掀起一股FCEV热,这是由于FCEV在相当长时间的创新,积累,进化的实验性试制和试用过程中,已经在相关的不少科技领域取得突破性进展,这无论是在原理上验证,结构上整合,功能上进步都有了很好的显现,已形成一种波浪式轧迹上的跃迁,可以说我们已经看到了FCEV走向产业化的总趋势。 由此国内外一些科学家、工程师、学者和企业家再次提示:FCEV可能是汽车一种终端产品,而且会很好的引发令人十分向往的氢经济社会的来临。在最近的一些汽车产业论坛上,汽车及相关业界人士对发展FCEV表现出更有信心,认为不应再停留在示范上,而应该大力推动商业化的进程,这是对推动实体经济向新型方向发展,推动汽车产业由大变强的有力举措之一。 那么到底FCEV有那些优势呢?请看,作为FCEV主要能源的氢,能量密度相当的好,我们以世界标准的KW·h/kg为系数,氢能为33.3,天然气13.8,汽油12.1,煤气8.4,氢能比汽油高出2倍多;氢作为二次能源,其资源十分丰富,只要有水就可以制氢,还有其他众多产氢方法,是人类社会用之不尽的“氢矿”;FCEV运行中排放出只是水,无论是对大气的污染还是温室气体都应是“零”;当前FCEV一次充气,可跑700公里,充气只用3分钟,而且还在不断提升之中;当前FCEV的制氢用氢成本昂贵,但要多看前景,可能10年前后,可达到与传统内燃机运行同等价格,然后继续下降,到2050年基本上可能实现氢气零成本运行;不久未来同样可以出现FCEV的智能化车辆,特别是要注意克服氢能不安全运作一些隐患,成为更安全的产品。     当然,当前一些人士认为氢能备制和应用成本很高,高纯度的氢提炼难度大,这些劣势是很难克服的。我想用全息论中的演化推理方式,即溯因法来分析,即事物的发展分为可逆的和不可逆的。如我们用汽柴油汽车,必然会产生大气污染和温室效应,虽然可以减少但不会排除,而氢气则是无害无毒的,氢气当前的高成本问题是可以克服的,前者属于不可逆性,后者属可逆性,就是说我们以此为依据对事物的现状和未来把握其本质问题,而确定其目的性,这就证实为什么人们要用二百多年这样漫长的历史,坚持不懈的去探索,研究氢气和燃料电池问题,可以说一门重大的科学的应用多是经历着一个孕育到诞生,再到发展壮大的自然历史过程,这是历史进化的必然规律,也是最终要完成目标的重要因素。 FCEV既是一种古老又新型的高科技产品,它的悠久历史可追溯到二百多年的历程。在1801年英国科学家H·Davy发明了燃料电池的原理;1889年英国科学家Mond首先用工业煤和空气合成装置制氢,并正式用上燃料电池的命名;20世纪50年代,英国剑桥大学教授培根用高压氢试制成功5kw的燃料电池,在试验室中应用;1965年美国GE公司把燃料电池装上阿波罗(Appollo)登月飞船,提供电力;2002年美国总统布什制订《自由汽车计划(Freedom CAR)》,研究应用燃料电池汽车产业化问题,为此提供FCEV的不断探索留下不少经验和教训;2003年美国提议成立《氢能经济国际合作伙伴(IPHE)》,美国和西欧等15个国家都参与了,中国也在其中,2004年5月第二届IPHE指导委员会议就是在北京人民大会堂召开的,2007年美国通用汽车公司和加拿大知名的巴拉德燃料电池公司,在雪佛兰Equinox轿车装上燃料电池进行试运行,至今还在继续改进实验中;同年欧盟提出《欧洲清洁都市交通计划(CUTE)》,拟在阿姆斯特丹、汉堡、伦敦、卢森堡、马德里、斯德哥尔摩等城市开展燃料电池公共汽车示范运行;2011年德国戴姆勒·奔驰汽车公司开展了FCEV全球巡展演示,投入Citano燃料电池客车36辆,由20个交通运营商负责进行巡展,其全程运行已达480万公里;欧盟在2014年发布《地平线2020年计划》,指出到2020年,燃料电池各种车辆应用要达到20万辆,加氢站1000座,氢气来源50%以上来自非石化能源生成的,成本要下降90%;2015年5月国际第23届IPHE指导委员会在我国武汉召开,很好的交流了国际对氢能和燃料电池的最新进展,以及下一步计划,也为我国加强国际上合作,共享资源提供了好机遇;2016年5月《亚洲氢能与燃料电池大会》在上海召开,并举办展示,特别关注的是制氢和燃料电池的装备,对发展FCEV起到很好助推作用。 这里要指出,国际汽车界人士认为2015年是FCEV的元年,这主要以日本丰田的“未来”(Mirai)正式进入初期的商业化运作为标志而提出的,Mirai功率113kw,扭矩335N·M,相当于2.0发动机轿车水平,续行500公里,在日本成本720万日元,政府补贴200万日元,市场售价500万日元(约折合26万元人民币),这和“皇冠”轿车价格差不多。丰田2015年产销700辆,2016年1600辆,其中三分之一出口,2017年计划3000万辆,2020年为迎东京的奥运会,计划推出3万辆。与此同时,本田、三菱、马自达、大发等公司也都抛出具有自己特色的FCEV,本田的ClarityFCEV续程已达589公里。近来,日本通产省公布《燃料电池汽车战略路线图和氢能社会白皮书》提到,2025年实现200万辆的目标,2030年加氢站达1800座,相应对质量,成本和配套工程设施都要很好改善,形成规模化能力走向市场。 中国也是十分重视和积极发展FCEV的国度。早在20年前的“十·五”的863重大专项中,就明确指出要支持FCEV的研发,拨款3.8亿元;到“十一·五”和“十二·五”规划中,在节能与新能源汽车重大项目中,都把FCEV列为重点项目,支持发展;2014年1月《中国燃料电池技术创新战略联盟》在上海成立,同济大学、清华大学、武汉理工大学、重庆大学参与,一汽、东风、上汽、长安、奇瑞等汽车及零部件企业都参与,燃料电池及其附属企业也参与,目的是加紧实行产、学、研联合,更好攻克核心技术,加强FCEV产业更好更快发展;今年4月,三部委关于《汽车产业中长期发展规划》中,对FCEV的战略地位进一步加强,提出三个时间节点要求,2020年在特定地区的公共服务车辆领域进行小规模示范应用,2025年私人用车和公共服务用车领域批量应用,不低于1万辆,到2030年在私人乘用车,大型商用车领域进行规模化推广,不低于10万辆。与此同时,三部委发布《2016-2020新能源汽车推广应用财政支持政策通知》中指出,在2017-2020除燃料电池汽车外,对其他新能源汽车的补助标准实行必要的退坡,而燃料电池汽车补助保持不变,甚至个别车种还有所提高。由此可见国家在宏观层面,对氢能和燃料电池汽车给予越来越重视和支持。 在企业层面,我国第一辆FCEV于1999年12月在清华大学试验成功。2001年12月美国通用汽车公司和上汽集团合资的泛亚技术中心,研制出“风凰”FCEV。2008年北京奥运会上,有20辆各种燃料电池汽车在会上示范运用,2010年上海世博会上有40辆各种燃料电池汽车,供大会交通示范运行。2014年上海荣威950第四代FCEV产出,行程400公里。宇通客车公司是首家推出燃料电池客车,2014年9辆,2016年100辆,2020年计划4000辆,宇通第四代燃料电池客车,续程600公里,成本下降50%,加氢10分钟。北汽福田汽车公司也推出“欧辉”牌燃料电池客车,计划28辆,送广州和佛山地区进行示范运行。东风汽车公司第一款EQ5080型燃料电池厢式运输车已问世,续程305公里。据统计目前为止,我国共研发试制出200多辆各种燃料电池汽车在各个时间段进行示范运行。2017年6月2日工信部公布公告《新能源汽车推广应用推荐车型目录》中,就包括有燃料电池客车5种,专用车及卡车2种,如果加上2016年公布燃料电池轿车1种,则FCEV在国家目录中共计有8种车型,确认正式列为商品对待,但目前产量还很少,急待改革和改进。 ●激发氢能的巨大潜力 氢能作为燃料电池的“燃料”,非常重要,一定要先行一步。 氢作为一种无色、无味的气体,广泛的分布于地球的地表、地幔、地核和大气层中,是宇宙中最为重要,质量最轻,最为清洁、最为丰富元素之一。 氢主要以化合物形式生存,最突出表现是水,氢占水总质量1/9,如果用电解水制氢,能量密度很高,其效率可达80%;氢还生存于一些矿物质中,如绿柱石,锂电气石,顽火辉石的结构中,多以极少量气态生存;氢还分布于地球不同气层中,含量随高度不同,也有少量的氢气存在;更有趣的是氢气还是生命组成的一种元素,在人体中有81种元素,氢占10%,仅次于氧和碳,居第三位,所以氢也可称得上一种有机物的物种。 氢还有一个重要作用,即氢的同位素将对正在开发和试验的核聚变电站提供基础原料,我们曾用“氕”表示氢,它的同位素“氘”“氚”,也叫重氢,资源极为丰富,而且无辐射危险。大家都知道,人们先发明原子弹,后来又发明氢弹,实际上是核裂变和核聚变的理念和应用的革命性变化。欧盟认为到2035年核聚变电站可以投入商业化应用,我国专家认为到2040年有可能投入应用,目前我们和美、英、法、日、德等国家已多年组成联盟,共同开发核聚变电站。可以预言如果核聚变电站投入应用,那时用电几乎不用花钱,太便宜了,而且很安全,没有放射性,非常干净、无害,被称为“仿造太阳的工厂”。 氢在人为状态下形成三种形态:气体氢:这已成为氢的常态,是衡量氢物理和化学质量的标准形态;液态氢:目前多用高冷却方法形成的,要在零下253℃时,可促使氢液化,如现在太空火箭上的推动燃料就是用液态氢;固态氢:在超高压下,促使液氢向具有导电金属特性的固态氢出现,所以也叫金属氢,它具有很好的超导性和超级能量,在航天、航空和军工上有特殊用途,民用工业也有很好用途。 氢的备制历史也是很长,而且方法非常多样化,因时因地而宜,同时要求要不断改进创新之中。有电解水制氢、水煤气法制氢,、石油热裂合成和天然气热合成制氢、焦炉和煤气冷冻制氢,电解食盐水的副产氢、酿造工业发酵制氢、甲醇裂解吸附制氢、铁与水蒸气反应制氢等。当代比较新的制氢方法,如生物质制氢,微生物酶制氧、海水淡化制氢,可再生能源,如风能、太阳能、水能、地热能、海洋能发电制氢,如我国已建成海水淡化工程103个,总规模90万吨/日,并推广淡化水制氢示范工作。 氢的储存,包括民用和工业用气源以及交通工具,如FCEV气源的存储方式,有加压气态储存,目前国际上FCEV储氢罐压力达70Mpa已比较常用;液态储氢,对储氢罐技术要求高,罐内温度和外面温度相关很大,内部容器构造复杂,防止产生热漏,在FCEV上也有选用;金属氢储存是应用氢和多种不同金属化合之后生成金属氢化物,如铝、钒、镁、稀土系等,这种方法具有较大储氢容量,单位体积储氢密度好,储氢循环寿命长,成本低;还有非氢化物储存,如氮、硼、硅、甲醇等氢寄存其中,当化合物化解时放出氢,比较新型的纳米碳储氢,在碳微孔中存储大量氢,是一种有前景的储氢手段,还有碳纳米管电化储氢,已证实具有较高储氢量,具有良好应用前景,在FCEV都在选择之中。 氢气输送和加注。氢的运输对气态和液态已经实现大规模应用。由于用户和要求不同,氢气可以用管网,也可与天然气输送管共用,还有通过储氢容器装在车、船上,管网适应于量大的需求,船运、车运则适应分散的场合。 当前,对FCEV推广来说主要是建设加氢站问题。世界上第一座FCEV加氢站是1999年5月在德国慕尼黑机场建成。目前国际上已有加氢站主要以水电解制氢为主,少部份采用天然气水蒸气重整制氢,也有的是运氢到加氢站的。到2016年1月全球已设立290座,其中日本28座、欧洲97座、美国75座、韩国80座、中国4座、澳大利亚1座。中国加氢站分布在北京、上海、广州、郑州,今后将会在FCEV示范区建设加氢站,2017年中科院大连化物所与同济大学发明以风能与太阳能结合制氢的加氢站,每日可供200台FCEV续程800公里的需求。美国海德利森已到国内设立移动式加氢站业务,寻求合作建氢站。预计到2020年全球将出现5200座加氢站,比目前的增长18倍,以适应发展FCEV的需求。 据Persistence市场研究公司预测,到2020年全球氢气需求量将从2013年的2553亿立方米,增加到3248亿立方米,增长27%,其中特别是中国,将是全球氢能需求和生产第一大国。 氢能有这么多优势,但人们对氢能安全仍有担心,认为氢能属于一种易燃爆气体,特别是扩散度相当的快,当和空气接触时,形成混合气体,燃爆极限更宽。为此我专门请教了有关专家,得到答案,是认为氢气燃烧时容易快速喷发,但属直线式形态而逃逸,不像汽柴油那样燃烧后,不易疏散滞留性大,停留散发在原地带,所以氢燃烧危险不比汽柴油燃烧高,同时近来人们对氢的制备整个过程的泄漏、静电、电气防爆、脆化等不安全因素,大力进行改进,在实用中已取得比较好的安全验证。如本田2017年的Clarity已开始在日本本土和美国出售,燃料电池的3个储存罐嵌在底盘架上,这样虽然对车辆底部振动,环境恶劣,容易受碰撞,他们认为在技术上已得到反复测试可以放心使用,而客车多把氢罐放在车顶,出事故时对车内影响不大。但车企认为尽管有了这些安全举措,对氢能安全问题仍不能自满,仍作为全产业链的安全举措,持续不断改进,不断提升安全可靠的水平。 ●围剿燃料电池系统的瓶颈 燃料电池作为FCEV的动力是其核心组成部分,某种程度说燃料电池的创新水平,将决定着FCEV的产业化历程。 有人以为燃料电池以“燃”字当头,是否由于燃烧资源而获取能量的,其实不是,燃料电池是依赖其装置中的氢气和吸取空气中的氧气,通过化学反应直接转化为电能的发电装置。 当代,燃料电池按照其电解质,工作温度和不同用途,划分为五种类别产品。即碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、和质子交换膜燃料电池(PEMFC),在FCEV上几乎全部应用质子交换膜燃料电池。这是因为:它的热质量效率高,在理论上达83%,实际上已接近70%,它的电堆层面均是固体结构,在车载各种条件下,和整车相应结构变形时,不受振动因素影响;它相对于其他燃料电池的工作温度是最低的,处于40-80℃之间,对车辆的环境适应性好;多少年来的创新努力,其关键的材料和零部件质量与水平已取得突破性进展,应用条件趋于成熟,成本大大下降,很有利于产业化发展。 对PEMFC来说当前最为突出的核心技术。如碳载体的催化剂是构成燃料电池应用的离子导电性,电池密度强度,电化学的效率和稳定性,以及电堆寿命有着很大关系,而催化剂上多用贵金属,如铂、钌,开始时,这已是四、五十年前时候,铂用量是5mg/cm2,到上世纪90年代降到0.5mg/cm2,当前更进一步的降到0.2mg/cm2,日本业界称他们的PEMFC铂用量可降至0.1mg/cm2,这已和内燃机排放三元催化器铂用量相等同,近来美国业界称拟研发不用贵金属,用一种石墨烯或二硫化钼材料替代,成本可大量下降,对产业化应用很必要;如质子交换膜,在电化学的应用上和催化剂性质有很多相同之处,同样构成关键因素,它和其他燃料电池的电源隔膜很大不同,它不只是一种隔膜材料,更是电解质和电极活性物质的基底,通常的电池隔膜是属于多孔的,而质子交换膜是一种可选择性透过膜,几乎为国际上膜企业所垄断。近日开展的汽车论坛上,专家认为我国对质子交换膜燃料电池有了很大进步,但关键材料和零部件的国产化率还低,现在在50%左右,力争2020年达到70%,我们在一些关键的材料和零部件上还处于“新手”状况,急需提升。 当前我们的FCEV已经历了不短时段坚苦努力,在科技上有了很大进步,但在产业总体上仍处于萌芽状况,专家认为不要再犯慢步走毛病,跟随着、分散化、同质化老毛病,则有可能会陷入“中等收入陷阱”中,这样可能对FCEV发展很不利。为此我们要认真学习习总书记关于科技转化为生产力的重要论述。习总书记说“我们必须认识到,从发展主导国家命运的决定 性因素是社会生产力,和劳动生产率,只有不断的进行科技创新,不断的解放社会生产力,不断的提高劳动生产率,才能实现经济社会持续健康的发展,避免陷入“中等收入陷阱”。这很深切的告诉我们,创新科技目的是要加快转化为社会生产力。为了加速发展我们的FCEV事业,必须紧紧抓住科技创新的“牛鼻子”,从氢能和燃料电池的核心带,从FCEV整体的产业链特色和国情出发,大力加强科技创新驱动力,大力加强对材料和核心零部件的基础研究和应用,使之尽快尽好的把科技转化为社会生产力和社会劳动生产率上,这也可以说是实行FCEV发展供给侧结构性改革的一个关键点。 这样,我们设想是参照电动车“三纵、三横技术路线”,进一步实施“三纵、三横、三平台的FCEV产业化路线”上。更多的从商业模型,也可能说是系统工程模型上,思考FCEV的战略、策略,从整体上有效控制和实施FCEV产业化发展的路线图。   这里“三纵”是指:纯氢能燃料电池汽车,甲醇燃料电池汽车和氢电混合燃料电池汽车,这是当前构成FCEV的基本结构车型;“三横”是指:质子交换膜燃料电池系统,电控及安全控制系统和关键材料和零部件系统,这是构成FCEV核心技术运作方向和基础研发和应用的要害;“三平台”是指:国家政策引导和支持平台、新型FCEV整体设计和智能化融合发展平台和社会基础设施和服务平台。在FCEV初期平台,作用至关重要,是FCEV走向规范化发展内涵的重大要素,这样“三纵、三横、三平台”构成了新型FCEV产业化系统工程架构,具有综合、生态、包容、开放、融合、可控、集成、动态、重组、突变的能力,对建立FCEV的实体经济实力,建设自主品牌力,提高国际竞争力具有现实的可操作指导意义。 ●氢能经济社会的曙光 在上世纪70年代初,世界上发生了第一次石油危机,在美国许多汽车因缺石油停驶了,电厂停电了,对人们生活和社会影响很大,于是美国通用汽车公司提出 “氢经济”概念,设想汽车能不能不用石油,而用氢能。在近半个世纪来氢能得到了巨大发展,即使当前对氢能应用还有许多重大困难,但氢能运行的科技和生产力都得到全世界,包括联合国的认可,这成为新兴能源归宿的规律。在新世纪,人们不仅是对石油资源很感紧张,即使发现页岩气或是海底可燃冰,但总有用完的日子,更重要的是汽车的石油能源的大量燃烧排放出毒气,形成对社会上污染,一氧化碳,碳氢化合物,氮氧化物和PM2.5,以及汽车的二氧化碳排放,问题越来越突出,因此,使人们的生活和生产受到越来越重的伤害。举个例子,一辆汽车每烧3.8升汽油,将向空气排放42.3公斤二氧化碳,现世界上有12亿辆汽车,2030年将达到23亿辆汽车,如果不加严格治理,促使两极的雪快速融化,有些海洋小岛国家已经被淹没,跑出逃命,再就是多少年份后,海水上涨,包括纽约、东京、伦敦、上海……城市也会被海水淹没,地球气候灾害频发,这已成为全世界各个国家的共识。去年在巴黎召开的全球气候会议,通过了《巴黎气候协议》,有170多国家确认,这是继《京都议定书》之后,第二份具有国际性法律约束的历史性协定,中国提出按《共同但有区别责任原则》,坚决执行协议精神和组织实施。俗话说:“人无远虑,必有近忧”,而正是氢为替代石油找出一条出路,很现实的路子,尽管困难相当的大,但“氢经济”步代迎难而上,也就顺理成章了。 那么到底什么是氢经济社会呢?氢经济本质就是应用一种非常规的全新的科学范式,用以逐步替代石油和天然气能源,更好成为建设绿色低碳和可持续发展的新型社会和改变生产和生活方式重大基础,有助于人类社会从信息年代,后信息社会,以及向生物年代方向发展,信息时代使世界成为一个村庄,而生物时代又会怎样使我们世界成为一个家,未来更加幸福完满的经济新态势,让我们激动不已。 我们说能源是人类社会赖以生存与发展的基础,请看人类社会的不断发展进步与新能源应用有那些关系?大家都知道,在50万年前,人类发明了火,实现了刀耕火种,促使人类从原始社会迈向开始具有理性和文明社会的第一步,即远古时代走向农业时代;到了18世纪中叶,人类发明了用煤推动社会进步,首先是发明了蒸气机,甚至有蒸气汽车的初始原型,接着煤发电也应用于火车、冶金、采矿、纺织、轮船上,促使人类开始实现工业化革命,英国是带头者,为工业社会的来临创造了条件和经验,于是煤电时代来临了;到19世纪未,以石油能源为主导的年代开始了人类社会进入石油能源时代,1854年美国宾夕法尼亚州打出世界第一口油井,1886年德国本茨·戴姆勒研制出世界第一辆汽车,到1878年爱迪生发明电灯原理种种工业革命种子,给石油工业的大发展带来了巨大推动力,石油作为二次能源促进世界产生巨大进步,跟着天然气也大量的应用,又加大了化石能源作用,促使全球经济发展激增,于是飞机、轮船、电力机车、发电站、汽车以及电视、电子计算机,互联网都得到巨大增长,石油能源成为人类社会现代化文明的基石。 进入21世纪,随着人类信息产业的巨大发展,推动了众多高新能源科技的发达应用,包括核能、煤电、水电,以及太阳能、风能、地热能、潮汐能等众多能源的出现,人类社会进入了多元化能源发展年代,但化石能源会在相当时段占居主导地位。现在化石能源最突出的问题是对,大气污染和温室气体效应问题,促使世界不得不加快开发可再生能源和氢能源问题,至今还很难说那一种能源能起到主宰作用,还在不断摸索求进之中,正是由于氢能的诸多优点和实践上效应,世界各国比较一致认为氢能可能在本世纪下半世纪逐步起到主导作用的可能性大大增加,于是氢能时代即将到来,特别是氢能源汽车也成了追逐的焦点问题,氢能可能是人类社会终极能源的说法也相应的确立,于是氢经济社会兴起了。 那么我国对发展氢经济社会有那些特色呢?这可能是:发展氢能这是贯彻我们国家发展清洁能源的重大战略之一。今年6月7日在北京召开了第八届清洁能源部长及专业会议上表达:中国将坚持节约资源,保护环境,改善能源结构,发展清洁能源的基本国策,共同推动全球走绿色、低碳、循环,可持续发展之路,这也是对氢经济和FCEV的发展是很大的鼓舞和支持;加大对应用氢能的宣传和教育工作,要把氢能的优势和可克服的劣势向广大人民和各级政府多宣传和解说,同时在初期推行阶段,政府和广大人民的支持是非常重要的,氢能作为新事物,最需要的是思维上认同和支持;加速氢能标准的制定,目前国际上ISOTC197和IECTC105正在制定和修正国际氢能标准,这样我们对氢能标准体系,如产品和服务设计,制造和运输,也要拿出与国际水平相对等,表现高度化新的标准体系,促进氢经济在高水平上运行;要加速燃料电池汽车的规模化发展,现在情况看我们发展速度和水平明显居于低位,首先要加速FCEV的发展,当前不管是什么能源汽车都是在现代生活中奠定重要地位,是不可缺少一部分,而氢能交通地位却在不断提升,我们要把氢能交通扩充到动车、轮船、飞机、潜艇、无人机机上应用,这在国际上都已用上了,要让我们交通体系能源有一个新的变革;要设法将氢能进入农民家庭,特别是深山老林地带,让一些缺电地带居民都能用上电源,分布式、自发电和网络化这在不少国家已经都在试行,甚至进入常态。如冰岛虽是小国,但已较早以地热能为燃料电池融合发电,为全岛人民造福。我在美国芝加哥就参观过社区燃料电站网络化供电,既是商业性,又是服务性,搞起社区电力的生态圈,让每一居民都得到氢能的红利,这种全民化的福利是完全可以做到了;加快核聚变能源发电,今年6月6日《国际热核聚变实验堆计划(ITER)》在巴黎召开,我国是ITER成员国之一,参加了会议,会议研讨,加快利用可控的核聚变为人类输送巨大清洁能源的可行性,我方鼓励在国际上的优秀华人,学者,能投身于ITER计划和国内核聚变事业上作贡献;把发展氢能与“一带一路”宏伟事业结合起来,氢能作为新科技,新业态,不少项目可以用上,只有可能我们都要尽力而为,在氢能产业链上开展众多可能的合作和应用,走出去,引进来,成为“一带一路”一个亮点;大力培育氢能专业人才,支持领军人才、高级科技人才、高技能人才,突出营造有利于氢能基础研发、产业化创新、市场营销的良好环境和人才激励机制,发挥人才为创新驱动发展上关键作用;努力推动燃料电池便携式设备的研发和应用,当前这种产品已成为时尚化,智能化,特别是对地质探测、渔民、军队、探险人士应用,现在还可以为手机、计算机、数码相机上充电,国际上已充许民航机携带便携式燃料电池设备;要把氢能装置和智能装置和智慧城市和信息网络化结合起来,尽可能使氢能走向智能化,如2016年联合国在江苏的如皋设置中国首个《联合国氢能经济示范城市》,一些氢能专家聚集这个美丽的苏北小镇,为开发氢能,发展氢经济把脉献策,开展具有中国氢能特色的城镇化和绿色经济,计划在“十·三五”未,如皋的氢能经济达100亿,目前已拥有百应能源,泽禾新能源、南通亚曼汽车等十多家氢能和燃料电池关键材料和零部件落户,加拿大的知名的燃料电池巴拉德公司也到如皋进行有关氢能项目的合作。还有郑州、佛山,青岛等城市也要建设氢经济示范城市在规划中;实实在在的贯彻氢能与燃料电池产业的“三纵、三横、三平台”产业化路线图,要尽一切力量尽快把科技转化为生产力,把氢能促成商业化,为全球全国人民造福,这一点非常迫切的重要的。   最后,让我们以李白诗句“腾身转觉三天近,举足回首万岭低”的气度,让大家都行动起来,继往开来、砥砺奋进、奋发图强,投入发展氢能与燃料电池产业大潮中,迎接氢经济社会的早些到来。

    时间:2017-06-22 关键词: 氢能 电池系统 燃料电池汽车

  • 车用燃料电池需解决商业化挑战

    燃料电池需要考虑各种车用工况下的可靠性和耐久性问题。从上世纪90年代到2005年,国际上解决了燃料电池对车用工况的适用问题。从2005年到2012年,燃料电池的成本实现了下降,其成本已经接近纯电动汽车,稍贵一点。之后,2015年成为了燃料电池产业的发展元年,实现了市场化。 其实,在2014年12月15日,丰田Mirai氢燃料电池车在日本正式上市,宣布成功商业化,同时宣布它的专利不收费,这对整个行业意义重大。但是由于加氢站的制约,丰田在推广氢燃料电池小轿车之后,转向了大巴车型,并从2015年开始在东京做示范运行。 目前,本田等各大公司也在推出燃料电池新型娇车。最近,本田正与通用合作,建设燃料电池堆生产线。今后,随着各大企业燃料电池堆生产线的建设,燃料电池的产量将会成倍增加。 就电池系统而言,受工况影响,燃料电池产业花了15年时间才解决了燃料电池在不同工况状态下的车用需求,使用时间达到5千到1万小时。工况对性能影响非常大,解决工况问题,首先要上电电混合,把工况变化压力传给锂电池,燃料电池在准稳态下运行,寿命大幅度提高。其次要防止电池长期处在大于0.85的高电压下工作,在怠速、开路时可给二次电池充电,给水箱加热或利用空气循环。对车的启停,要采用放电的方法,消除空气进入氢腔引起的高电压等。现在,国内外的差距主要是在电堆的阳极水管理方面。我们希望国内做发动机的企业尽快把这件事情做好,燃料电池的使用时间就有望提高1000-2000小时。 我们也希望科研机构能够与生产单位进行深层合作,把控制衰减的方法更好地运用到电池系统当中。但是,这些在单池已证明的各种有效方法,应用到电堆上,还有很多工作需要做,我们希望能够通过真诚合作来提高电堆的可靠性和耐久性。 从国际上看,空压机成本下降速度比较慢。要想降低燃料电池系统的成本,降低空压机和氢循环泵的成本很重要,氢气瓶的成本也需要大幅度下降。综合来看,燃料电池汽车成本下降对燃料电池、空压机、氢瓶、氢循环泵成本控制都要有严格要求。 在空压机领域,比如佛山某厂商生产的空压机,它的主要问题是噪声比较大,可靠性稍微偏低。在氢气瓶制造方面,我们已经在生产35MPa的氢气瓶,75MPa的氢气瓶还在研发当中。只有采用塑料内胆(可镀),才能用低强度的碳纤维,这样氢瓶的成本也能降下来,但这需要进行大量的研发工作。 空压机、高压储氢瓶是制约我们进一步大幅度降低燃料电池成本的关键问题。我们也希望国家能够提供支持,解决这方面的问题。另外,我们还需要尽快制定大巴车的安全标准,比如氢气瓶到底能不能放在车底下,氢气管线特别是接头部分允不允许通过驾驶舱和载客舱等。我们还需要考虑撞车以后,燃料电池的高压如何解决?比如,目前丰田采用的是一个堆,一旦发生碰撞,一个堆200多伏电压,而且里面有残存氢,这将是非常危险的。这些问题都需要从实验和标准方面进行解决,实现撞车后燃料电池电堆电压迅速降至安全电压以下。 碳纸这块,国内主要是中南大学在进行研发,产品性能已超日本Torry公司,但是在国内并没有实现商业化,这主要是因为缺少资金支持。现在,企业不太愿意对其进行投资,主要是考虑到短期内的资金利润率。因此,燃料电池关键材料的商业化问题、生产线的建立问题,是整个行业必须面临的最大问题。 对薄金属双极板,冲压和激光焊接方面,我们的技术都已经过关了,剩下的是表面改性技术,比如用等离子喷涂进行表面改性。我们用金属双极板做出的电堆,工作电流密度是1安倍,比国际上的1.5安培的低,因此电堆的功率密度也比丰田、通用的低。 采用电喷涂制备的新型膜电极组件(MEA)比一般喷涂的产品性能好一点。而且在有序化电极方面,我们也做到了接近3M公司的水平,但是这种方法难以批量生产,需要对其进行改造,以适应批量生产工艺要求。 我们与国外的差距部分还有MEA的在线水含量测量,这也是丰田的一个优点。我们需要向国外学习,比如丰田不仅能够在线测量MEA水含量,而且能够在线控制MEA水含量。目前,世界上在燃料电池发动机领域,也只有丰田有这种在线水含量测量能力。 就加氢站的建设而言,我们已经掌握了相关技术,但是仍然需要考虑,实现国产化以后如何降低成本的问题。现在,我们需要花近1400万元才建设一个加氢站,国家补助400万元。加氢站建设还需进一步降低成本。 在示范运行方面,宇通在生产燃料电池大巴车领域是国内比较早的,目前已经做到四代产品了。宇通还建了加氢站,这在私企当中是第一家。目前,宇通的加氢站已经开始运行了。福田和亿华通合作,也在生产燃料电池客车。广州国鸿氢能科技公司的巴拉德的膨胀石墨双极板生产线已经建起来了,与巴拉德合作开发的产品主要是大巴车,目前已经有30多辆车开始了示范化运营。 目前,国内车用燃料电池发展有二条技术路线,一条以新源动力为代表的的自主研发,应进一步提高电池系统的可靠性与耐久性,并降低电堆的成本和铂用量。另一条以广州国鸿氢能科技公司为代表的引进加拿大Ballard技术,希望能消化吸收并再创新,比如解决引进技术的电堆不适于在零下温度储存和启动问题。

    时间:2017-05-27 关键词: 汽车 燃料电池 本田 燃料电池汽车

  • 国内为何冷落在国外热火朝天的氢燃料电池市场 ?

    国内为何冷落在国外热火朝天的氢燃料电池市场 ?

    美国氢能源龙头企业Plug Power Inc公司(简称Plug公司)近日表示,已与网络电子商务巨头亚马逊达成股权收购协议,亚马逊将收购其最多23%的股权。此外,按照协议,亚马逊旗下零售仓库中的电动叉车将开始更换使用Plug公司提供的燃料电池。   近几年,国外燃料电池汽车商业化的消息频出,先是丰田及本田相继推出量产燃料电池车型,并且加大对加氢站建设的投资。之后,通用汽车、本田合资建立的燃料电池系统制造公司(FCSM)企业宣布正式进入实质运作阶段。 国内发展有基础   国外氢燃料电池市场似乎弄得热火朝天,但国内却是雷声大而雨点小,发展速度过缓。这究竟是因为技术不足还是政策不完善呢?实际上,国内这几年对燃料电池汽车也在逐渐加大重视,也已经储备一定的技术。中国工程学会理事长付于武告诉记者,近十多年来,我国初步掌握了燃料电池关键材料和电堆、动力系统、整车集成和氢能基础设施的核心技术,基本建立了具有自主知识产权的燃料电池汽车动力系统技术平台,实现了百辆级燃料电池动力系统与整车的生产能力。 近年来,我国政策支持力度其实也在加大。由于燃料电池汽车是新能源汽车的未来发展方向之一,我国扶持其发展的决心毋庸置疑。在去年中国汽车工程学会年会上发布的“节能与新能源汽车技术路线图”中,燃料电池汽车就已经和节能汽车、纯电动与插电式汽车、智能网联汽车等一起被确认为未来我国的发展目标。 产业化存距离 既然已有技术储备和政策支持,为何国内燃料电池汽车产业仍然是说得比做得多呢?一位不愿透露姓名的业内人士告诉记者,由于生产成本较高,用户认识不足,以及产品可靠性和寿命与国外技术差距仍较大等原因,所以国内燃料电池汽车产业暂时还未进入商业化发展阶段。   除了上述原因,耽误燃料电池汽车产业发展的还有我国加氢站的建设情况。中国目前只有4座加氢站,而且分别位于北京、上海、郑州、深圳四个不同城市,无论从数量,还是投放规模都远远落后于欧洲和日本等地区。从标准层面上来讲,我国燃料电池汽车产业也亟待完善。虽然在加氢站的建设规范方面,我国已经有标准可依,早前2010年发布的《加氢站技术规范》GB50516-2010对此已有详细的规定。不过,该标准距今已有7年,不少规定已经不适用当前的发展情况,如对液氢的严格管控,已经影响到氢气的储运效率。 国内外合作是关键 当被问及应该如何推动国内燃料电池汽车产业发展,广东国鸿氢能科技有限公司常务副总经理陈建豪表示,目前国内燃料电池系统对国外技术依赖程度较高,之所以不选择国内企业合作,是因为国内还没有较为成熟的产品,且大多数技术还处于研发阶段,产品不能规模化投放到市场上去。如果想要尽快进入产品阶段,与国外企业合作是目前的最佳的方案。 国家节能与安全实验室主任、清华大学教授欧阳明高的话或许更能说明我国燃料电池汽车产业所处的阶段,他认为:“我国燃料电池汽车产业只是打通了技术链,但产业链基本未形成,核心产品多依赖国外。” 要解决上述问题,需要行业内外一起努力加大对燃料电池汽车产业的资金投入,提高产品转化率。因为,只有持续的资金投入以及整个产业形成协同效应,才能提高产业竞争力,从而缩短产品研发周期、降低整体研发成本,推动氢能产业向前发展。

    时间:2017-04-19 关键词: 国外 氢燃料电池 燃料电池汽车

  • 本田两款新氢燃料电池汽车加入CarPlay家族

    本田两款新氢燃料电池汽车加入CarPlay家族

     摘要:本田近日又发布了两款即将推出的新车型 Clarity Electric 和 Clarity Plug-in Hybrid ,而同时这两款新的车型也将会加入 CarPlay 家族的阵容里。据悉,这两款车型都将使用本田全新的氢燃料电池。而本田方面也提到,Electric 将会是第一款普通消费者可以负担得起,中型的五座搭载了氢燃料电池的电动车。 与此同时,本田还提到 Plug-in Hybrid 将会在美国 50 个州推出,它将支持 40 英里的纯电动驾驶,如果你觉得 40 英里的纯电动行驶距离不能满足你的需求,你可以切换到汽油电动模式,延伸它的行驶距离。 这两款车都将使用本田的 Sensing 辅助技术,同时还将于 2017 年 4 月 14 日至 4 月 23 日在纽约国际车展上亮相。     前两天我们刚刚提到,本田的 2017 款思域 Type R 将会兼容苹果的 CarPlay 车载娱乐系统,而现在, Clarity Electric 和 Clarity Plug-in Hybrid 又成为 CarPlay 家族里的一份子,看来本田也在不断加速展开与苹果之间的合作。 在过去一两年里,其实本田已经发布了多款兼容 CarPlay 的新车,只不过,想要追赶该领域的领导者们,如雪佛兰、福特、现代、起亚和大众,本田还需要做得更多。而对于苹果来说,不管他们要在汽车领域里做些什么,起码现在,随着更多的车型支持 CarPlay ,这是非常坚实的一步。

    时间:2017-03-09 关键词: 本田 carplay 燃料电池汽车

  • 丰田召回全部燃料电池汽车 因输出电压可能过高

    丰田召回全部燃料电池汽车 因输出电压可能过高

     据路透社报道,丰田汽车公司表示,由于输出电压问题,将召回已售出的2840辆Mirai燃料电池汽车。 丰田Mirai是全球首款量产的氢燃料电池车,搭载了日本巨头自主研发的高效燃料电池系统,能够将液氢燃料转换为电能驱动车辆,续航距离高达483km,燃料补给速度3-5分钟,与普通燃油车无异,但却真正的零排放。     该公司表示,在特别的驾驶条件下,例如车辆使用巡航控制爬长坡,加速踏板被踩到节气门全开位置时,燃料电池升压转换器产生的输出电压可能超过最大电压。 关于召回后的处理方式,丰田称升级电池系统的固件即可,而且并不需要消费者额外的费用。丰田经销商将免费为客户升级燃料电池系统软件,这一过程只需要半小时。 丰田 Mirai最受欢迎的FCV 随着石油资源的不断消耗,传统燃料汽车在未来将被新能源取代已成定局。新能源汽车领域最有发言权当属丰田;已经量产并推出了数代的普锐斯虽然依然在烧油,但不可否认其对于新能源车研发的意义是相当巨大。 与目前国内炙手可热的纯电动车相比,氢燃料电池具有能量密度更高(单位体积下约为传统电池的7倍)、加注更快捷等优势。氢燃料电池汽车(FCV)一度作为新能源汽车中比较小众的角色,并没有获得市场的广泛关注。 然而,2016 年 FCV 的销量却有了大幅增长。据汽车媒体 EV Sales 近期发布的数据,去年 FCV 注册数量为 2312 辆,与 2015 年相比,增幅为 225%。 目前,FCV 市场主要有三款车,分别是丰田 Mirai、本田 Clarity、现代 ix35 FC。其中,丰田 Mirai 以 2039 的注册量,成为市场上最受欢迎的氢燃料电池汽车,市场占比为 88%。本田 Clarity 注册量为 113,占比 5%;现代 ix35 FC 则为 160,占比 7%。 Mirai,作为一款量产的氢燃料电池车,是通过氢来产生电能,驱动车辆的是电动机,最终驱动车辆行驶。丰田 Mirai 于 2014 年 12 月与消费者见面。该车在满氢状态下,续航达到 483 公里,优于现在主流的电动汽车续航里程。 发展之路,任重而道远 值得注意的是,尽管丰田 Mirai 风头正劲,然而 FCV 与电动汽车相比,还无法构成一个量级的竞争对手。按照 EV Sales 的数据,FCV 在 2016 年新能源汽车销量比重仅为 0.3%。 其实相比我们目前常见的纯电动车,氢燃料电池车还是拥有自己的优势的。首先,其加注燃料的所需时间与普通汽油车加油差不多,比起电动车充电可真的快了不是一点半点。第二,氢燃料电池这种驱动方式的续航水平,明显要强于搭载相同体积电池组的纯电动车。第三,在氢燃料的花费方面,目前日本本土燃料氢价格约为1000日元/千克,未来还有降低的可能性,其使用成本并不高昂。 但是这款车其售价约合人民币38万元,减去各种减免的税费,售价也达到了合人民币26万元,与传统的中型车甚至中大型车相比没有优势。然而价格还不是最主要的,真正阻碍其发展的其实是稀少的加氢站数量。 据了解,丰田 Mirai 发售第一年,便取得了全球销量 700 辆的不错成绩;2016 年为其销售的第二年,超过 2000 辆的销售成绩,让丰田在氢燃料电池汽车领域的霸主地位愈加巩固。     然而,丰田要召回从2014年12月推出的全部燃料电池汽车Mirai,迄今为止该车型在全球售出约2840辆,包括日本、美国,欧洲一些国家,以及阿联酋。丰田今天宣布对Mirai进行全球召回,数量达到2800辆,基本就是清场的节奏。EV Sales曾根据前两年的销售预计今年该车销售量将达到 10000 辆,而此次召回事件或将对这个数字产生一定影响。 数据显示,丰田汽车股价今日小幅提升整体波动不大,似乎并未受此次事件影响。 氢燃料电池车在整个新能源车领域确实显得略微小众,目前量产的车型较少(主要由日韩车企领头),欧洲企业更是少有问津者。研发生产成本高、基础设施不完善、推广渠道的低等都是氢燃料电池车发展道路上的绊脚石。然而,从本次事件来看,氢燃料电池车作为一个新事物,自身技术及完善程度才是最根本的,直接影响其在全球范围的市场推广。氢燃料电池汽车想获得主流人群及市场认可,无疑还有很长一段路要走。

    时间:2017-02-16 关键词: 丰田 输出电压 燃料电池汽车

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