聊聊燃料电池技术

2019-05-30      1140 次浏览

很多朋友经常问我燃料电池车是什么?我说“你有没有传统车,有传统车就好解释。通俗讲,传统车把油箱换成氢瓶,把内燃机换成电堆,再加上控制器、电机,简单来说,这就是燃料电池车。”当然从学术上来解释,可以这样讲,氢燃料就是用氢能源通过电堆里的催化剂把它转换为高效的电能,然后驱动电机实现动力的系统。


大家下午好,我就利用下面十分钟跟大家聊燃料电池技术和上汽燃料电池车


上汽在新能源制定规划三大能源系统,就是混动、纯动、燃料电池。上汽为什么要做燃料电池车?


第一,燃料电池用氢作为能源有独特优势,具体有两个。一,效率高,因为我们知道传统车的效率,最高只有30%,因为循环基本热学定义的作用。燃料电池用氢车,如最近的丰田未来车,在NEDC工况,日本GC08工况效益可以到50%—60%,相当于传统车的两倍。二,它确实是零排放,因为氢在利用转化过程,与空气里的氧结合变成水。将来如果跟再生能源结合,譬如风能、太阳能结合把水变成氢和氧,氢作为能源,在利用的同时又变回水,使用过程当中真正零排放。对环境的问题,我们都生活大城市里面,对空气的污染深有体会。二氧化碳涉及到全球气候变暖,我们在拯救世界之前拯救自己,可以所在大城市空气改善一下。交通领域的造成的PM2.5在全部的25%。最近看了报道,上海这样大城市占的比例会更高。


第二,氢燃料电池车在续驶里程、充电时间方面有独特优势。燃料电池车实际也可以是电动车。电动车有技术进步,续驶里程也不断增加。电动车现在主要需要克服的就是续驶里程、充电时间。氢燃料电池在这一方面有独特优势,燃料补给就三五分钟,跟汽车加油差不多。续驶里程目前可以做到五六百公里。燃料储存设备就像传统车油箱大小,随着能源技术提高,慢慢提高续驶里程是没有问题的。


第三,从国家能源战略来说,我国要把汽车大国变成强国,新能源是必由之路。能源结构比较单一,应该多样化。目前来说我们国家依靠石油进口超过60%,随着经济发展,人口增加,未来将来会到70%,能源安全性是很大的问题。


上汽研发氢燃料电池车的历程


早在2000年,上汽第一次接触燃料电池汽车,当时,我们与泛亚、通用一起开发凤凰燃料电池汽车。在北京奥运会期间,上汽开发出了第一代功能车,以此证明这类汽车也可以在路上跑。在2010年世博会上,上汽开发了更大规模的40多辆燃料电池汽车。在车的安全性、动力性能和载客运行等方面,我们已经对自己的技术有了充分的信心。此后,上汽在制定新能源汽车规划时,就将氢燃料电池汽车定位为三大发展路线之一。通过这几年的努力,上汽已经开发到了第三代燃料电池汽车,而参加展出的将是第四代燃料电池汽车。在研发的过程中,上汽的氢燃料电池汽车在各项指标上都获得了很大的提升高,包括续驶里程、可靠性、耐久性乃至对环境的适应性。


为验证车辆的性能,我们在去年启动了“创新征程新能源汽车全国万里行”,上汽的燃料电池汽车经过了十五个省和自治区,64个城市,单车运行里程达到了一万公里。此外,在西藏高海拔、北方低温等多种极端恶劣环境下,上汽这款燃料电池汽车的性能得以验证。2011年,我们参加了一个国际性的节能环保汽车赛事——“必比登”比赛,获得了仅次于丰田和奥迪的第三名。2014年“必比登”挑战赛上,上汽的纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车,分别拿下三组的第一名,取得大满贯。


对于即将亮相车展的燃料电池车,上汽采用双动力源,利用燃料电池高功率、高能量的特点,依靠电池动力提升加速性能,以靠燃料电池提升续驶里程,这是我们的特点。在续驶里程方面,上汽燃料电池汽车加一次氢可以续航400公里。随着储氢量的提高,续航里程还会进一步增加,我们未来的目标是可以达到500公里。与此同时,项目还衍生了其他应用,如快捷电源等。如果我们拥有燃料电池车,那么,当遭遇家庭遇到断电或者自然灾害时,上汽的燃料电池汽车可以自身供电应急。


上汽燃料电池车未来发展规划


国家规划的燃料电池和未来氢能源商业化进程建议,在初期分四个阶段。第一阶段,我们车企提供了产品,就能够希望在推出过程中会辅以氢能源的基础设施。在第二阶段,可能会出行一个交叉,待到后期初步商业化,氢基础设施成为一个关键因素。在第三阶段,技术接近产业化要求,商业化扩大规模,氢基础设施优于车的发展速度。第四阶段,技术符合产业化要求,产业化加速发展,技术和氢基础设施可能就会达到同步发展。这就类似于“有了鸡就不愁蛋,有了蛋就不愁鸡”的道理。


在规划未来应用时,上汽也在考虑自己的开发是基于乘用车平台来展开的,因为它对于技术要求很严格。那么,当动力系统开发成熟之后,它也可以推广到其他的商用车,如大巴车、物流车等。这对于基础设施的实现,相对较为容易,因为既定线路的车队只需建立一个加氢站即可。


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