【壓縮機網(wǎng)】隨著我們環(huán)保意識的不斷增強，越來越多的人開始文明出行、綠色出行，新能源汽車也成為很多車主的第一選擇。說到新能源汽車，就不得不談一談新能源車動力源電池了。近期燃料電池的東風勁吹，大有成為新能源產(chǎn)業(yè)新秀之勢。但因一些關鍵性技術遲遲難以突破，尤其是商業(yè)化難題還未解決，導致車用燃料電池無法從實驗室走向公路。

 

　　燃料電池需要考慮各種車用工況下的可靠性和耐久性問題。從上世紀90年代到2005年，國際上解決了燃料電池對車用工況的適用問題。從2005年到2012年，燃料電池的成本實現(xiàn)了下降，其成本已經(jīng)接近純電動汽車，稍貴一點。之后，2015年成為了燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展元年，實現(xiàn)了市場化。

 

　　其實，在2014年12月15日，豐田Mirai氫燃料電池車在日本正式上市，宣布成功商業(yè)化，同時宣布它的專利不收費，這對整個行業(yè)意義重大。但是由于加氫站的制約，豐田在推廣氫燃料電池小轎車之后，轉(zhuǎn)向了大巴車型，并從2015年開始在東京做示范運行。

 

 

　　目前，本田等各大公司也在推出燃料電池新型轎車。z*近，本田正與通用合作，建設燃料電池堆生產(chǎn)線。今后，隨著各大企業(yè)燃料電池堆生產(chǎn)線的建設，燃料電池的產(chǎn)量將會成倍增加。

 

　　就電池系統(tǒng)而言，受工況影響，燃料電池產(chǎn)業(yè)花了15年時間才解決了燃料電池在不同工況狀態(tài)下的車用需求，使用時間達到5千到1萬小時。工況對性能影響非常大，解決工況問題，s*先要上電電混合，把工況變化壓力傳給鋰電池，燃料電池在準穩(wěn)態(tài)下運行，壽命大幅度提高。其次要防止電池長期處在大于0.85的高電壓下工作，在怠速、開路時可給二次電池充電，給水箱加熱或利用空氣循環(huán)。對車的啟停，要采用放電的方法，消除空氣進入氫腔引起的高電壓等?，F(xiàn)在，國內(nèi)外的差距主要是在電堆的陽極水管理方面。我們希望國內(nèi)做發(fā)動機的企業(yè)盡快把這件事情做好，燃料電池的使用時間就有望提高1000-2000小時。

 

 

　　也希望科研機構(gòu)能夠與生產(chǎn)單位進行深層合作，把控制衰減的方法更好地運用到電池系統(tǒng)當中。但是，這些在單池已證明的各種有效方法，應用到電堆上，還有很多工作需要做。希望業(yè)界能夠通過真誠合作來提高電堆的可靠性和耐久性。

 

　　技術進步、國產(chǎn)化和規(guī)?；侨剂想姵叵到y(tǒng)成本降低的必要條件。從國際上看，空壓機成本下降速度比較慢。要想降低燃料電池系統(tǒng)的成本，降低空壓機和氫循環(huán)泵的成本很重要，氫氣瓶的成本也需要大幅度下降。綜合來看，燃料電池汽車成本下降對燃料電池、空壓機、氫瓶、氫循環(huán)泵成本控制都要有嚴格要求。

 

　　國內(nèi)技術與國外先進水平相距十年，正在快速追趕中。質(zhì)子交換膜國內(nèi)基本實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；石墨雙極板技術國內(nèi)已經(jīng)成熟，金屬雙極板是未來趨勢；催化劑國內(nèi)有小規(guī)模生產(chǎn)，超低鉑或無鉑是研發(fā)重點。輔助子系統(tǒng)中，供氣系統(tǒng)的空壓機主流技術是螺桿壓縮機和渦旋壓縮機，國內(nèi)尚無成熟產(chǎn)品。比如，佛山某廠商生產(chǎn)的空壓機，它的主要問題是噪聲比較大，可靠性稍微偏低。

 

　　目前，國際主流汽車廠商均采用70MPa儲氫瓶，國內(nèi)基本掌握35MPa儲氫瓶制造技術，75MPa的氫氣瓶還在研發(fā)當中。只有采用塑料(內(nèi)膽（可鍍），才能用低強度的碳纖維，這樣氫瓶的成本也能降下來，但這需要進行大量的研發(fā)工作。

 

　　空壓機、高壓儲氫瓶是制約進一步大幅度降低燃料電池成本的關鍵問題。也希望國家能夠提供支持，解決這方面的問題。另外，還需要盡快制定大巴車的安全標準，比如氫氣瓶到底能不能放在車底下，氫氣管線特別是接頭部分允不允許通過駕駛艙和載客艙等。還需要考慮撞車以后，燃料電池的高壓如何解決？比如，目前豐田采用的是一個堆，一旦發(fā)生碰撞，一個堆200多伏電壓，而且里面有殘存氫，這將是非常危險的。這些問題都需要從實驗和標準方面進行解決，實現(xiàn)撞車后燃料電池電堆電壓迅速降至安全電壓以下。

 

　　碳紙這塊，國內(nèi)主要是中南大學在進行研發(fā)，產(chǎn)品性能已超日本Torry公司，但是在國內(nèi)并沒有實現(xiàn)商業(yè)化，這主要是因為缺少資金支持?，F(xiàn)在，企業(yè)不太愿意對其進行投資，主要是考慮到短期內(nèi)的資金利潤率。因此，燃料電池關鍵材料的商業(yè)化問題、生產(chǎn)線的建立問題，是整個行業(yè)必須面臨的z*大問題。

 

　　對薄金屬雙極板，沖壓和激光焊接方面，國內(nèi)的技術都已經(jīng)過關了，剩下的是表面改性技術，比如用等離子噴涂進行表面改性。用金屬雙極板做出的電堆，工作電流密度是1安倍，比國際上的1.5安培的低，因此電堆的功率密度也比豐田、通用的低。

 

　　采用電噴涂制備的新型膜電極組件（MEA）比一般噴涂的產(chǎn)品性能好一點。而且在有序化電極方面，國內(nèi)也做到了接近3M公司的水平，但是這種方法難以批量生產(chǎn)，需要對其進行改造，以適應批量生產(chǎn)工藝要求。

 

　　我們與國外的差距部分還有MEA的在線水含量測量，這也是豐田的一個優(yōu)點。我們需要向國外學習，比如豐田不僅能夠在線測量MEA水含量，而且能夠在線控制MEA水含量。目前，世界上在燃料電池發(fā)動機領域，也只有豐田有這種在線水含量測量能力。

 

 

　　就加氫站的建設而言，已經(jīng)掌握了相關技術，但是仍然需要考慮，實現(xiàn)國產(chǎn)化以后如何降低成本的問題。現(xiàn)在，我們需要花近1400萬元才建設一個加氫站，國家補助400萬元。加氫站建設還需進一步降低成本。

 

　　在示范運行方面，宇通在生產(chǎn)燃料電池大巴車領域是國內(nèi)比較早的，目前已經(jīng)做到四代產(chǎn)品了。宇通還建了加氫站，這在私企當中是第一家。目前，宇通的加氫站已經(jīng)開始運行了。福田和億華通合作，也在生產(chǎn)燃料電池客車。廣州國鴻氫能科技公司的巴拉德的膨脹石墨雙極板生產(chǎn)線已經(jīng)建起來了，與巴拉德合作開發(fā)的產(chǎn)品主要是大巴車，已經(jīng)有30多輛車開始了示范化運營。

 

　　目前，國內(nèi)車用燃料電池發(fā)展有兩條技術路線，一條以新源動力為代表的自主研發(fā)，應進一步提高電池系統(tǒng)的可靠性與耐久性，并降低電堆的成本和鉑用量。另一條以廣州國鴻氫能科技公司為代表的引進加拿大Ballard技術，希望能消化吸收并再創(chuàng)新，比如解決引進技術的電堆不適于在零下溫度儲存和啟動問題。

 

　　科技部部長萬鋼日前在吉林長春表示，氫具有來源廣泛、大規(guī)模穩(wěn)定儲存、持續(xù)供應、遠距離運輸、快速補充等特點，在未來車用能源中，氫燃料與電力將并存互補，共同支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

 

　　他說，氫能燃料電池目前在壽命、可靠性、使用性能上基本達到了車輛使用要求，國外主要國家和地區(qū)高度重視氫能燃料電池汽車的戰(zhàn)略地位，給予持續(xù)支持。

 

　　萬鋼認為，我國必須加強協(xié)同創(chuàng)新，加快推動氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展。一方面，要加強政策協(xié)同，加快開展氫能燃料電池汽車發(fā)展的政策研究，通過政策系統(tǒng)推進氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，掌握更多核心技術。另一方面，也要加強產(chǎn)業(yè)及市場協(xié)同，推動全產(chǎn)業(yè)鏈體系的市場協(xié)同，同時強化跨產(chǎn)業(yè)、跨領域的產(chǎn)業(yè)協(xié)同應用。

 

　　我國已發(fā)起并組建國際氫能燃料電池協(xié)會，目標是建成一個覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、推進燃料電池商業(yè)化的國際化平臺，加速推動國際氫能燃料電池技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

 

　　目前，國內(nèi)高額補貼政策支持燃料電池汽車核心技術國產(chǎn)化。《新能源汽車推廣應用財政支持政策》規(guī)定到2020年，燃料電池車補貼為20～50萬/輛且不退坡，可覆蓋國外燃料電池乘用車售價的40%；《中國制造2025》、《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃》和《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品目錄2016》重點支持燃料電池汽車關鍵零部件的研發(fā)。

 

　　但是，燃料電池汽車的發(fā)展，還需建立在如空壓機等關鍵供應商企業(yè)努力攻關重大技術性難題的基礎上，才能實現(xiàn)我國車用燃料電池的商業(yè)化，分享這場萬億級市場盛宴。