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聊聊燃料電池技術

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年05月30日  

很多朋友經常問我燃料電池車是什么?我說“你有沒有傳統車,有傳統車就好解釋。通俗講,傳統車把油箱換成氫瓶,把內燃機換成電堆,再加上控制器、電機,簡單來說,這就是燃料電池車。”當然從學術上來解釋,可以這樣講,氫燃料就是用氫能源通過電堆里的催化劑把它轉換為高效的電能,然后驅動電機實現動力的系統。


大家下午好,我就利用下面十分鐘跟大家聊燃料電池技術和上汽燃料電池車


上汽在新能源制定規劃三大能源系統,就是混動、純動、燃料電池。上汽為什么要做燃料電池車?


第一,燃料電池用氫作為能源有獨特優勢,具體有兩個。一,效率高,因為我們知道傳統車的效率,最高只有30%,因為循環基本熱學定義的作用。燃料電池用氫車,如最近的豐田未來車,在NEDC工況,日本GC08工況效益可以到50%—60%,相當于傳統車的兩倍。二,它確實是零排放,因為氫在利用轉化過程,與空氣里的氧結合變成水。將來如果跟再生能源結合,譬如風能、太陽能結合把水變成氫和氧,氫作為能源,在利用的同時又變回水,使用過程當中真正零排放。對環境的問題,我們都生活大城市里面,對空氣的污染深有體會。二氧化碳涉及到全球氣候變暖,我們在拯救世界之前拯救自己,可以所在大城市空氣改善一下。交通領域的造成的PM2.5在全部的25%。最近看了報道,上海這樣大城市占的比例會更高。


第二,氫燃料電池車在續駛里程、充電時間方面有獨特優勢。燃料電池車實際也可以是電動車。電動車有技術進步,續駛里程也不斷增加。電動車現在主要需要克服的就是續駛里程、充電時間。氫燃料電池在這一方面有獨特優勢,燃料補給就三五分鐘,跟汽車加油差不多。續駛里程目前可以做到五六百公里。燃料儲存設備就像傳統車油箱大小,隨著能源技術提高,慢慢提高續駛里程是沒有問題的。


第三,從國家能源戰略來說,我國要把汽車大國變成強國,新能源是必由之路。能源結構比較單一,應該多樣化。目前來說我們國家依靠石油進口超過60%,隨著經濟發展,人口增加,未來將來會到70%,能源安全性是很大的問題。


上汽研發氫燃料電池車的歷程


早在2000年,上汽第一次接觸燃料電池汽車,當時,我們與泛亞、通用一起開發鳳凰燃料電池汽車。在北京奧運會期間,上汽開發出了第一代功能車,以此證明這類汽車也可以在路上跑。在2010年世博會上,上汽開發了更大規模的40多輛燃料電池汽車。在車的安全性、動力性能和載客運行等方面,我們已經對自己的技術有了充分的信心。此后,上汽在制定新能源汽車規劃時,就將氫燃料電池汽車定位為三大發展路線之一。通過這幾年的努力,上汽已經開發到了第三代燃料電池汽車,而參加展出的將是第四代燃料電池汽車。在研發的過程中,上汽的氫燃料電池汽車在各項指標上都獲得了很大的提升高,包括續駛里程、可靠性、耐久性乃至對環境的適應性。


為驗證車輛的性能,我們在去年啟動了“創新征程新能源汽車全國萬里行”,上汽的燃料電池汽車經過了十五個省和自治區,64個城市,單車運行里程達到了一萬公里。此外,在西藏高海拔、北方低溫等多種極端惡劣環境下,上汽這款燃料電池汽車的性能得以驗證。2011年,我們參加了一個國際性的節能環保汽車賽事——“必比登”比賽,獲得了僅次于豐田和奧迪的第三名。2014年“必比登”挑戰賽上,上汽的純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車,分別拿下三組的第一名,取得大滿貫。


對于即將亮相車展的燃料電池車,上汽采用雙動力源,利用燃料電池高功率、高能量的特點,依靠電池動力提升加速性能,以靠燃料電池提升續駛里程,這是我們的特點。在續駛里程方面,上汽燃料電池汽車加一次氫可以續航400公里。隨著儲氫量的提高,續航里程還會進一步增加,我們未來的目標是可以達到500公里。與此同時,項目還衍生了其他應用,如快捷電源等。如果我們擁有燃料電池車,那么,當遭遇家庭遇到斷電或者自然災害時,上汽的燃料電池汽車可以自身供電應急。


上汽燃料電池車未來發展規劃


國家規劃的燃料電池和未來氫能源商業化進程建議,在初期分四個階段。第一階段,我們車企提供了產品,就能夠希望在推出過程中會輔以氫能源的基礎設施。在第二階段,可能會出行一個交叉,待到后期初步商業化,氫基礎設施成為一個關鍵因素。在第三階段,技術接近產業化要求,商業化擴大規模,氫基礎設施優于車的發展速度。第四階段,技術符合產業化要求,產業化加速發展,技術和氫基礎設施可能就會達到同步發展。這就類似于“有了雞就不愁蛋,有了蛋就不愁雞”的道理。


在規劃未來應用時,上汽也在考慮自己的開發是基于乘用車平臺來展開的,因為它對于技術要求很嚴格。那么,當動力系統開發成熟之后,它也可以推廣到其他的商用車,如大巴車、物流車等。這對于基礎設施的實現,相對較為容易,因為既定線路的車隊只需建立一個加氫站即可。


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