车价网:衣宝廉:应提高车用燃料电池的可靠性与耐久性

字号+ 作者:车价查询网 来源:互联网 2019-09-01 10:04 我要评论( )

中国汽车新闻网讯 8月31日,第十五届中国汽车产业发展(泰达)国际论坛在天津举办,本届论坛围绕“全面深化改革开放,发展壮大新动能”为主题。在院士论坛上,中国工程院院士衣宝廉就“科技前沿与产业趋势”话题展开发言。衣宝廉院士表示:建议尽快完善燃料电池发动机的产业链,提高电堆的工作电流密度,提高燃料电池的体积和重量比功率,为乘用车奠定基础。另外深入研发电堆衰减机理,开发抗腐蚀、大幅度提高发动机的可靠性与耐久性,希望我们在2023-2025年把燃料电池车的成本降到跟锂离子电池车比较近的水平。

车价网:衣宝廉:应提高车用燃料电池的可靠性与耐久性

以下是发言实录:

尊敬的杨院士、李院士、高书记以及各位嘉宾,下午好!我讲的题目是提高车用燃料电池的可靠性和耐久性。我分两部分进行演讲,第一部分简单介绍一下国内外燃料电池车的现状,下一部分是怎么提高燃料电池的可靠性和耐久性。

燃料电池发电的原理是电化学,因此效率比较高,燃料电池的工作方式是内燃机的,跟锂电池比它的能量不是储存在电池里,所以尽管燃料电池的膜也有破的时候,但是破了电压下降,我们把氢气关掉,不会产生燃烧和爆炸,所以燃料电池是比较安全的,能量和转化发电是分开的。

把燃料电池装到车上,现在一般都是混合动力的、电电混合的、直驱的方式,不是充电式。跟燃油车相比,用氢瓶代替了油箱,燃料电池发动机代替了内燃机,得到的好处就是排放没有污染物了,就是排放水,代价现在就是运行费用高、发动机成本高,两个贵。

燃料电池车的性能现在从续驶里程、加氢的时间,从驾驶人员的感受以及舒适性、适应性都达到了燃油车的水平,因此如果不存在两高,燃料电池完全可以代替燃油车,但是它有两个最大的拦路虎,一个是发动机的成本比较高,一台燃料电池车的售价是燃油车的一倍,比如说大巴车,柴油车卖一百多万,燃料电池车卖到二百万,小轿车也是这种状况。再有运行费用比较贵,运行费用现在是用市电电解水,制氢。  燃油车一百公里大概消耗七八升油,也就是40多块钱,一公斤氢七八十,运行费用比较高,费用最低的锂电池车,跑一百公里平均15度电左右,一度电一块钱,才15块钱,所以燃料电池车要想大规模应用,还要把两高消灭掉,一公斤氢卖40块钱左右,燃料电池车成本与锂离子车相近,我想燃料电池车是可以普及的,这个时间我预计还要三年到五年左右。

现在燃料电池发动机从体积来看,已经可以跟内燃机相比,去年在海口开会,本田说已经达到了六缸内燃机的水平,乘用车都超过了5000小时,大巴车达到了20000多小时,寿命还是可以的,但不是每一辆都能达到这种水平。从造价来看还是比较贵的,这里有一个不仅仅是价钱,还有资源的限制,就是铂的用量问题,现在一千瓦国际上用铂是0.2克,国内降到了0.3克左右,要想成百万辆的生产需要降到0.1克以下,现在实验室已经达到了这个要求,所以铂用量不是一个核心因素了,原来我们看得很重,但是由于比功率的提高和催化剂活性的提高,铂的问题现在看来有希望了。

国内从2001年成立电动汽车国家专项以来到现在就做这方面的研究,已有20年的时间了。我们从2005年以后,整车开始跑了,2007年参加了上海大赛,2008年奥运会有23辆燃料车参与运行,2007年有16辆轿车到美国加州进行了实验,2010年有一辆大巴到新加坡参加了世青赛,196辆燃料电池车参加了上海世博会的示范运行,所以国际上看中国示范的燃料电池车还是比较多的,积累了丰富经验。但是在世博会以前的示范着眼点不是经济,不是做一台车花多少钱,运行一百公里花多少钱,而是着眼燃料电池车能不能适用,着眼的是技术问题。那个时候的示范叫技术性的示范,现在也叫示范,产业化的初始阶段,但是这个示范是经济性的示范,我考察经济上可不可行。

在奥运会示范以后上汽搞了一个创新征程,分南线和北线,它的目的就是考察三种电动车,锂电池车、燃料电池车和混合动力车对中国环境的适应性。所有的车都在西藏进行了预热,当时我最担心的燃料电池车在西藏能不能跑起来,实验结果还是能跑,速度上不去,因为西藏的氧浓度只有10%,所以三种车在我国的地理环境下不管是沿海还是内地,都能行。所以这个示范还是行成功的。

另一个大行动的是2018年2月11日成立了中国的氢产业联盟。我们国家的大国企,像能源集团、“三桶油”都在能源联盟里,所以它是发展氢能和燃料电池的中流砥柱,国企还是有雄厚的资金实力,所以联盟的成立现在又发表了白皮书。

2018年“十三五”支持燃料电池的经费已经达到了8个多亿,最后批的一批还未计入,拿得最多的一个是北方团队,就是大连化物所,搞燃料电池基础研究,4900万,还有上汽的第一大股东的新源动力,拿了一亿两千五百多万,总计近1.8个亿。

这个是燃料电池车的公告数,现在已经过时了,近期又批了好多。

现在装车的电堆大部分还是卡补贴的,以30千瓦起步,上限是60千瓦。国际上装车的都是100千瓦左右,我们的功率相比来讲还是低的,特别是做乘用车,乘用车燃料电池的功率要是五六十千瓦,就得依靠锂离子电池,所以锂离子电池的不安全性带到了燃料电池车上。所以乘用车用的燃料电池应该在100千瓦数量级。到现在,要按车数算,大概有4000多辆车投放了市场,但是我得到的消息是有2000多辆车在运行。

发动机成本占比,燃料电池堆大约是50%,现在实际装车燃料电池发动机的成本燃料电池堆已经达到了60%到70%,因为空气循环泵和氢瓶成本都大幅度下降了,原先在国内装车是1:1,现在电堆的成本已经上升到70%左右。

国内到现在有23个省市相继发布了氢能和燃料电池的发展计划,所以国内很热。我认为基础最好的还是以上海为中心的长三角地区,他们有三大平台,示范的车辆也近千辆,所以发展基础是最雄厚的,其次是珠三角,广东省为核心的,还有就是北方以清华、亿华通支撑起来的,和宇通公司,以冬奥会为突破口的张家口地区,所以燃料电池三个示范比较好的地方,长三角、珠三角和张家口地区。

现在的车国内公开出售的商用车是V80,V80是上汽大通做的,电堆是大连新源的,辽宁省新宾想买60辆,实际到货是40辆,在新宾县运行。

乘用车方面,也是上汽装的荣威950,在黑龙江跑了,可以在零下20度储存和使用,用的是新源动力复合板的电堆,性能还不错,可以公开买到。

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