【壓縮機網】隨著我們環保意識的不斷增強，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，大有成為新能源產業新秀之勢。但因一些關鍵性技術遲遲難以突破，尤其是商業化難題還未解決，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了下降，其成本已經接近純電動汽車，稍貴一點。之后，2015年成為了燃料電池產業的發展元年，實現了市場化。

 

　　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，宣布成功商業化，同時宣布它的專利不收費，這對整個行業意義重大。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線。今后，隨著各大企業燃料電池堆生產線的建設，燃料電池的產量將會成倍增加。

 

　　就電池系統而言，受工況影響，燃料電池產業花了15年時間才解決了燃料電池在不同工況狀態下的車用需求，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，燃料電池在準穩態下運行，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。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。現在，國內外的差距主要是在電堆的陽極水管理方面。我們希望國內做發動機的企業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。

 

 

　　也希望科研機構能夠與生產單位進行深層合作，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、國產化和規模化，是燃料電池系統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的成本，降低空壓機和氫循環泵的成本很重要，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、氫循環泵成本控制都要有嚴格要求。

 

　　國內技術與國外先進水平相距十年，正在快速追趕中。質子交換膜國內基本實現產業化；石墨雙極板技術國內已經成熟，金屬雙極板是未來趨勢；催化劑國內有小規模生產，超低鉑或無鉑是研發重點。輔助子系統中，供氣系統的空壓機主流技術是螺桿壓縮機和渦旋壓縮機，國內尚無成熟產品。比如，佛山某廠商生產的空壓機，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，國內基本掌握35MPa儲氫瓶制造技術，75MPa的氫氣瓶還在研發當中。只有采用塑料(內膽（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，國內主要是中南大學在進行研發，產品性能已超日本Torry公司，但是在國內并沒有實現商業化，這主要是因為缺少資金支持。現在，企業不太愿意對其進行投資，主要是考慮到短期內的資金利潤率。因此，燃料電池關鍵材料的商業化問題、生產線的建立問題，是整個行業必須面臨的z*大問題。

 

　　對薄金屬雙極板，沖壓和激光焊接方面，國內的技術都已經過關了，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）比一般噴涂的產品性能好一點。而且在有序化電極方面，國內也做到了接近3M公司的水平，但是這種方法難以批量生產，需要對其進行改造，以適應批量生產工藝要求。

 

　　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，已經掌握了相關技術，但是仍然需要考慮，實現國產化以后如何降低成本的問題。現在，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，宇通在生產燃料電池大巴車領域是國內比較早的，目前已經做到四代產品了。宇通還建了加氫站，這在私企當中是第一家。目前，宇通的加氫站已經開始運行了。福田和億華通合作，也在生產燃料電池客車。廣州國鴻氫能科技公司的巴拉德的膨脹石墨雙極板生產線已經建起來了，與巴拉德合作開發的產品主要是大巴車，已經有30多輛車開始了示范化運營。

 

　　目前，國內車用燃料電池發展有兩條技術路線，一條以新源動力為代表的自主研發，應進一步提高電池系統的可靠性與耐久性，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、大規模穩定儲存、持續供應、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業發展。

 

　　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高度重視氫能燃料電池汽車的戰略地位，給予持續支持。

 

　　萬鋼認為，我國必須加強協同創新，加快推動氫能燃料電池產業全面發展。一方面，要加強政策協同，加快開展氫能燃料電池汽車發展的政策研究，通過政策系統推進氫能燃料電池產業發展，掌握更多核心技術。另一方面，也要加強產業及市場協同，推動全產業鏈體系的市場協同，同時強化跨產業、跨領域的產業協同應用。

 

　　我國已發起并組建國際氫能燃料電池協會，目標是建成一個覆蓋全產業鏈、推進燃料電池商業化的國際化平臺，加速推動國際氫能燃料電池技術和產業發展。

 

　　目前，國內高額補貼政策支持燃料電池汽車核心技術國產化。《新能源汽車推廣應用財政支持政策》規定到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》、《能源技術革命創新行動計劃》和《戰略性新興產業重點產品目錄2016》重點支持燃料電池汽車關鍵零部件的研發。

 

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