燃料電池汽車研發(fā)背景、開發(fā)情況、開發(fā)方向、技術(shù)來源、技術(shù)路線、研發(fā)障礙系統(tǒng)性研究。

經(jīng)過10多年的努力，中國電動(dòng)汽車在2016年產(chǎn)銷量超過50萬輛，2017年電動(dòng)汽車銷量將超過70-80萬輛，對汽車產(chǎn)業(yè)影響是巨大的。《中國制造2025》發(fā)布明確支持氫能汽車的發(fā)展，2016年10月份中國汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布了燃料電池汽車技術(shù)路線圖，氫能汽車也在其中。純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)布局之后，接下來是燃料電池汽車發(fā)展了。下面是對燃料電池汽車開發(fā)定位、方向及路線的研究，與大家分享。

一、燃料電池汽車開發(fā)背景

電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)布局基本完成，全面應(yīng)用推廣態(tài)勢基本形成，這是政府強(qiáng)力政策的結(jié)果。但是目前電動(dòng)汽車與燃油車比較，產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)指標(biāo)性、性價(jià)比、使用環(huán)境等方面，還是相當(dāng)大的距離，必須繼續(xù)努力。但是燃料電池汽車應(yīng)用已拉開序幕。

1、汽車強(qiáng)國禁售汽(柴)油汽車時(shí)間表，表明替代燃油汽車是必然的。

①荷蘭宣布：從2025年開始禁止在本國銷售傳統(tǒng)的汽油和柴油汽車，或許將成為*個(gè)全面禁止汽油和柴油汽車的國家；

②英國宣布：2040年起全面禁售汽油和柴油汽車，屆時(shí)市場上只允許電動(dòng)汽車等新能源環(huán)保車輛銷售；

③法國宣布：到2050年前使法國成為碳*國家，其中zui激進(jìn)的措施是到2040年時(shí)全面禁止銷售汽油和柴油汽車；

④豐田汽車宣布：將在2050年停售純汽油車，未來豐田會(huì)逐漸推廣混動(dòng)車、燃料電池車和純電動(dòng)車。

2、我國政府啟動(dòng)了燃油車退出時(shí)間表的研究，拉開了燃料電池汽車應(yīng)用序幕

①2017年6月25日，科技部長萬鋼在吉林長春發(fā)表演講時(shí)表示，氫具有來源廣泛、大規(guī)模穩(wěn)定儲(chǔ)存、持續(xù)供應(yīng)、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸、快速補(bǔ)充等特點(diǎn)，在未來車用能源中，氫燃料與電力將并存互補(bǔ)，共同支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展；

②經(jīng)過多年發(fā)展，我國電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)布局基本完成，動(dòng)力電池總產(chǎn)能超過1000億瓦時(shí)，遠(yuǎn)超市場需求，已出現(xiàn)產(chǎn)能過剩風(fēng)險(xiǎn)。整體來看，我國電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)已出現(xiàn)企業(yè)基本飽和、產(chǎn)能局部過剩、投資過度涌入的情況；

③我國初步掌握了氫能燃料電池汽車和氫能基礎(chǔ)設(shè)施的核心技術(shù)，基本建立了自主燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，氫能燃料電池在壽命、可靠性、使用性能方面基本達(dá)到車輛使用要求；

④2017年9月9日,工信部副部長辛國斌在泰達(dá)論壇上表示，工信部已經(jīng)啟動(dòng)了燃油車退出時(shí)間表的研究。

二、燃料電池汽車整車開發(fā)情況

①國外：日本豐田、本田，以及韓國現(xiàn)代等企業(yè)已推出市場化的燃料電池乘用車產(chǎn)品，奔馳、豐田、日野等企業(yè)已在燃料電池客車方面取得優(yōu)勢，并且美國還出現(xiàn)了燃料電池重卡、燃料電池叉車等新產(chǎn)品、新企業(yè);

②國內(nèi)：燃料電池乘用車企業(yè)主要有上汽集團(tuán)，燃料電池客車企業(yè)主要有宇通客車、北汽福田、揚(yáng)子江汽車、卡威汽車等，具備小批量生產(chǎn)能力。

三、燃料電池汽車整車開發(fā)方向

燃料電池汽車整車開發(fā)的基礎(chǔ)是電動(dòng)汽車技術(shù)，燃料電池車輛驅(qū)動(dòng)必須是電機(jī)。燃料電池不是儲(chǔ)能電池，而是車載發(fā)電機(jī)技術(shù)。車載發(fā)電機(jī)(燃料電池)功率比較小，必須要與車載儲(chǔ)能電池配套使用。

開發(fā)燃料電池汽車的主要方向，是提高電動(dòng)汽車持續(xù)里程。換一句話，燃料電池汽車必須比純電動(dòng)汽車的里程長1-2倍，才有實(shí)際積極價(jià)值。電動(dòng)汽車目前離前城市公交車、出租車要求的運(yùn)營里程，還有一定距離的，但動(dòng)力電池進(jìn)步比較快，滿足純電汽車在城市公交車和出租車一天運(yùn)營里程不久就會(huì)實(shí)現(xiàn)。依靠純電汽車滿足長途運(yùn)輸，從目前，技術(shù)可能性來看不大，或者說，短期內(nèi)純電動(dòng)汽車要求擔(dān)任長途運(yùn)輸重?fù)?dān)，不太現(xiàn)實(shí);

氫能汽車是*的混合動(dòng)力汽車，燃料電池是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，是給車在儲(chǔ)能電池持續(xù)充電，壓縮在儲(chǔ)能罐子氫氣，其比能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于動(dòng)力電池的比能量，于是可以說，中國氫能汽車的基本定位：長途運(yùn)輸車輛(大貨車)，其持續(xù)里程必須大于800公里以上是能實(shí)現(xiàn)的。

四、燃料電池汽車研發(fā)技術(shù)來源

①引進(jìn)技術(shù)為主，自主研發(fā)為輔的技術(shù)。去理由是，我們和*技術(shù)的差距是客觀的，目前要以利用政府補(bǔ)貼的優(yōu)勢盡快縮小。中國燃料電池企業(yè)不應(yīng)回避來自同行的競爭，充分的競爭才能將落后者淘汰。如何做到引進(jìn)技術(shù)和自主創(chuàng)新不沖突是必須要思考的。

②中國企業(yè)要掌握核心技術(shù)，技術(shù)引進(jìn)并不能保證長久，不能依賴思想。可以與國外的材料、工藝以及零部件廠家合作，實(shí)現(xiàn)共贏，從引進(jìn)的邊緣技術(shù)，追蹤其核心技術(shù)，以盡量少的投入實(shí)現(xiàn)掌握核心技術(shù)。

五、燃料電池汽車研發(fā)上的障礙

①氫安全必須要可控和可保障。生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和使用氫氣(如：氫氣瓶、氫氣儲(chǔ)罐、氫氣場站等安全管理等)安全法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)必須加快步伐。

②有關(guān)氫的零部件安全質(zhì)量，還沒得到有第三方檢測認(rèn)證，給整車企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)有一定安全隱患。安全件，必須要有3C認(rèn)證。

③目前氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)與當(dāng)前鋰電池相比，燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的成本依然高昂。比如，12米大客車目前每臺(tái)氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)國外的在100萬元以上，國內(nèi)也在80萬元以上。整車企業(yè)積極研發(fā)的燃料電池的動(dòng)力基本沒有。政府補(bǔ)貼后，缺口依然比較大。

六、比較實(shí)用的燃料電池汽車研發(fā)技術(shù)路線

①做樣車。燃料電池汽車研發(fā)總必須面對一個(gè)“雞生蛋、蛋生雞”的悖論;當(dāng)初CNG、電動(dòng)公交車同樣面臨過這個(gè)問題，整車企業(yè)必須挑起這個(gè)擔(dān)子；

②公交樣車由政府買單,培育新的產(chǎn)業(yè)是政府責(zé)任。樣車研發(fā)開始，選10、12米的公交車。政府出的錢，交給燃料電池公交車生產(chǎn)企業(yè)運(yùn)作，同時(shí)考核整車生產(chǎn)企業(yè)；

③樣車開發(fā)，在政府的指導(dǎo)下，由整車生產(chǎn)企業(yè)主導(dǎo)燃料電池公交車研發(fā)，燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)配合，整車生產(chǎn)企業(yè)與零部件生產(chǎn)企業(yè)之間實(shí)現(xiàn)上市場交易，接受政府監(jiān)督。這樣一來，整車企業(yè)可以有產(chǎn)值，零部件生產(chǎn)企業(yè)銷售收入，對GDP有貢獻(xiàn)；

④在政府的指導(dǎo)下，小批量的燃料電池汽車的采購，由公交公司運(yùn)作，接受政府監(jiān)督;燃料電池公交車生產(chǎn)企業(yè)與公交公司實(shí)行市場交易、燃料電池公交車生產(chǎn)企業(yè)與零部件生產(chǎn)企業(yè)實(shí)行市場交易，接受政府監(jiān)督。這樣一來，氫能汽車產(chǎn)業(yè)鏈上有產(chǎn)值、有收入。

七、由燃料電池公交車推廣應(yīng)用成功后，向其他商業(yè)車延伸

①純電動(dòng)公交車是公交市場的主力。不宜提倡用燃料電池公交車替代純電動(dòng)公交車；

②燃料電池公交車推廣對一個(gè)城市而言必須有一個(gè)上限，對1萬輛公交車規(guī)模的城市，控制在1000輛以內(nèi)即可；

③研發(fā)燃料電池公交車是在培育這個(gè)市場和配套環(huán)境，到1000輛以后，燃料電池汽車必須轉(zhuǎn)向輕型貨車和中型、大型卡車。

八、燃料電池汽車整車企業(yè)布局不宜普遍開花

①我國電力資源十分豐富，純電動(dòng)汽車門檻相對比較低。純電動(dòng)汽車主要用途是持續(xù)里程在350公里以內(nèi)；

②在自然界不存在氫氣。這一點(diǎn)不像CNG、汽油、柴油，其加工是物理提煉工藝的過程;即使而氫來源是比較廣泛，但是轉(zhuǎn)換都是化學(xué)過程，成本高，運(yùn)輸要必須壓縮。氫本身危險(xiǎn)性不高，但是經(jīng)過高比壓縮后，卻是高度的危險(xiǎn)品；

③燃料電池汽車整車廠選點(diǎn)基本原則；

a)選點(diǎn)應(yīng)是工業(yè)副氫比較豐厚的省份，工業(yè)副氫來源集中在300公里的半徑以內(nèi)；

b)純電動(dòng)汽車生產(chǎn)技術(shù)成熟，生產(chǎn)電動(dòng)汽車有10年以上；

c)燃料電池汽車技術(shù)難度比較高，不宜建新的燃料電池汽車生產(chǎn)廠家。

九、產(chǎn)品級(jí)開發(fā)要遵循，從從內(nèi)到外，技術(shù)難度從低到高的原則

目前燃料電池汽車研發(fā)，2016年如果是元年，2017年開始預(yù)熱。站在整車企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)角度而言，面臨困難是相當(dāng)多的，如何克服，還沒有可以說服自己的有效辦法，好在已經(jīng)有了10多年電動(dòng)汽車開發(fā)積累。

筆者認(rèn)為：遵循從內(nèi)到外的原則、技術(shù)難度從低到高的原則，是不會(huì)錯(cuò)的。具體地說：

①公交車研發(fā)zui容易獲得政府支持。車型選純電公交車做基礎(chǔ)，目前不宜選貨車，如果選貨車沒有人買單；

②純電公交車選10、12米，理由是空間比較大，宜布置；

③車載甲醇制氫技術(shù)的公交車，目前可以不依賴社會(huì)加氫設(shè)施，甲醇是液體，化工商店有賣的；

④公交車車輛不加工車輛，客運(yùn)車輛，zui終還是要直接用車載氫氣發(fā)電，車載甲醇制氫技術(shù)運(yùn)用到運(yùn)輸車輛上是一個(gè)過渡；

⑤車載甲醇制氫技術(shù)zui后可以用作業(yè)車輛和工程車上，就基本可行的；

⑥長途客車或者長途貨車是氫能技術(shù)應(yīng)用*情景。

十、燃料電池汽車與純電動(dòng)汽車是一個(gè)并存關(guān)系

①純電動(dòng)汽車對燃油汽車是一個(gè)替代關(guān)系；

②氫燃料汽車定位長途運(yùn)輸車輛，是混合動(dòng)力車；

③純電動(dòng)汽車定位短途客運(yùn)或城市配送市場；

④燃料電池是一個(gè)車載發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電必須要儲(chǔ)存起來，在供驅(qū)動(dòng)電機(jī)做功，儲(chǔ)存電池是燃料電池車*系統(tǒng)部件。

總結(jié)，純電動(dòng)汽車是氫能汽車的基礎(chǔ)，氫能汽車是充電動(dòng)汽車的延伸。