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    李飞强:燃料电池客车发展现状及趋势

    2017-07-11 14:00:48 来源:本站原创字号:  

      大家下午好,我是郑州宇通客车股份有限公司负责燃料开发的李飞强,非常感谢给我提供这次机会跟大家分享一下我们在燃料电池客车方面的做的一些事情以及对未来的发展现状以及趋势的汇报,谢谢大家。

      我的汇报主要有四个方面,一个是政策法规及国家规划的情况。政策方面,大家知道新能源汽车已经成为各国转型低碳经济,实现汽车产业转型升级的战略选择。在这里新能源汽车在每个国家的规划里都包括了燃料电池汽车的发展,中国的新能源汽车每个规划里面都包括了燃料电池汽车发展的规划,特别是日本在燃料电池汽车方面有技术路线图都非常明确,并且已经取得了产业化的进展。

      我们最新公布的补贴政策,刚才章桐教授也提到了燃料电池汽车的补贴是到2020年退出的。在国家规划方面,我们的新能源汽车路线图明确了我国氢能与燃料电池的战略规划。在技术方面,技术路线图明确了燃料电池系统、整车发展技术路线,将逐步提高系统性能、延长寿命、降低成本。在前不久6月25号,万钢部长在第十九届中国科协年会“未来出行——氢燃料电池及智能车辆技术”国际研讨会上表示氢能燃料汽车将成为未来的发展方向。

      首先我们看一下氢能与氢燃料电池汽车发展趋势。氢能可以通过可再生能源制氢,包括太阳能、风能、太阳能、地热能,各种能源可以支撑氢气,未来氢气将会成为重要的二次能源的载体,给最多的用户,包括汽车、飞机、船舶以及工业领域提供能源。氢能在全球应用很多,这个图片是来自于法液空,每年产能是140亿方,销售额20亿欧元,合153亿人民币,所以未来氢气大批量使用以后,成本可以降到很低,1.1块的成本几乎相当于在12米公交车上每公里使用的氢气,纯电动基本上每公里是需要1度电,1度电的成本也在8毛钱到1块钱左右,运营成本低于纯电动汽车。

      这是整个动力系统的发展趋势。具体就是最初我们应用的能源机的汽车是百分之百的柴油车,在发展过程中逐步增加了动力电池,进一步增加电机的功率,变成中混系统,到现在我们推广的是深混系统的位置,再进一步就是没有发动机的,不适用化石能源,全部是动力电池,就是纯电动。再往后发展就是动力坚持减少,增加能量坚持,在最后一步就是功率型的,像丰田车上用的整个车大部分的功率都是由燃料电池来提供的这样一个发展趋势。

      燃料电池汽车相比于传统燃油车和纯电动汽车,具有这两种汽车所有的优势,同时也避免了传统柴油车的温室气体排放等缺点。

      基于以上的分析,在国际上包括丰田、本田、现代都推出了量产版的燃料电池汽车,国际主流汽车厂持续关注燃料电池汽车,多家车企推出了量产计划。在美国使用最长的燃料汽车已经达到了2.6万小时的寿命。

      基于以上的分析,下面我简单介绍一下燃料电池汽车未来的发展趋势。首先在成本方面,成本是燃料电池汽车推广的一个最大因素。这里面的数据是根据供应商的报价情况列的系统的成本,当前的成本比较高,特别是15年到16年的时候,每千瓦的成本在1.8万块钱左右,17、18年的成本可以降到1万块钱左右,到5000辆可以降到5000块钱左右1千瓦,到2015年5万辆的时候可以降到2000多块钱1千瓦,这个成本最大的就是电堆的系成本,另外就是空气系统,这是未来我们要降成本的方向。每个关键零部件,为了随着批量增加成本,可以大幅降低。

      寿命是另外一个重要的制约方面,这里面主要是我们的目标,这个目标提出来依据是整车的需求。2015年到2016年国内燃料电池系统寿命为4000小时,而国外的超过1万小时,预计国内系统寿命2020年突破2.8万。我们能够达到这个寿命,必须要达到2.8万小时,这个是我们要实现的目标。2020年如果达不到这个目标的话,燃料汽车在客车上推广应用的就很难达到整车使用的需求。到2025年达到5万小时的寿命,基本上可以实现15年的使用要求,这个要求来自于我们现在出口到欧洲的车,我们已经出口到法国巴黎的纯电动车电池的寿命是15年,对2025年我们希望燃料电池的寿命能够达到5万小时,这也是去年在北京开会的时候丰田提出来的,在2025年寿命要达到5万小时。

      另外就是低温启动,目前国内已经可以达到零下10度,上汽也测试过,可以达到零下20度,我们希望2020年能够实现零下20度,2025年实现零下230度的低温启动性能。

      这是燃料电池动力系统包括了燃料电池系统、散热系统以及动力电池以及储氢系统的重量,能量密度取决于系统的构型,这个主要是根据我们现在匹配的情况来做的预计。从这上面能看出来我们的能源密度相对于动力电池还是要高很多。

      另外一个就是氢气的成本,使用成本上,目前氢气的成本,我们的车在郑州市做运行的车,每辆车都跑接近2万公里的里程,我们使用的氢气量也很大,使用氢气的成本每方是6块钱,随着氢气量的增加可以降低3-4块钱,大批量使用后可以降到1.5块每方以下,这样的话公交车运营成本就可以从现在比较高的4块钱左右1公里降到1块钱左右1公里的成本,12米的公交车,柴油车每公里的运营成本在2块钱左右,我们的车在1块钱到2块钱之间公交公司就可以接受,如果在1块钱就可以和纯电动汽车竞争了。

      另外一个方面就是安全方面,也是大家比较担心的,氢气的安全性也是一个非常重要的方面。在爆破方面35兆帕的氢瓶,压力不小于20兆帕,正常使用基本上达不到这个压力,我们先后做了疲劳试验、爆破实验、火烧实验、枪击实验,都是可以保证整车的安全性。

      这是整车进行的火烧氢瓶的实验,它在爆炸泄漏的安全性方面,我们只要做合理的检测,进行预警、报警、通风,是可以保证安全性的。

      第三步重点介绍一下燃料电池客车宇通主要做了哪些工作。

      大概介绍一下宇通的情况。宇通客车从1997年上市以来实现了快速发展,复合增长率达到26%,2016年实现7万多辆客车。在新能源客车方面,截至到2016年12月,宇通节能新能源客车已经在国内290多个城市累计推广5万多辆,现在接近7万多辆的推广,其中2016年推广节能与新能源客车25286辆,国内市场占有率行业第一,我们1999年开发第一款纯电动客车,2014年我们建立了电动客车国家工程技术研究中心,2015年获得了国家科技进步奖,也得到了国家的认可。

      在新能源客车方面,我们是“五三五”的技术路线,首先重点突破电机驱动、整车控制、充电技术、电动化附件等。在燃料电池方面,我们最早是2009年开始研发燃料电池客车,2012年组建了燃料电池客车研发团队,自主研发燃料电池电-电混合技术、整车控制技术等多项核心技术,2014年通过了国内首个燃料电池客车资质认证,

      这是我们在燃料电池客车方面的规划,现在正在开发第四代。我们开发的燃料电池客车包括公交的燃料电池客车和团体的燃料电池客车。

      这是我们开发的三代燃料电池客车的情况,一开始是小功率的,随着系统的进步,逐步增大燃料电池的功率。未来我们正在开发的燃料电池功率要达到能量型燃料电池的系统。这是燃料电池客车的优点,包括加氢时间短、智能化控制、续驶里程长等。

      下一步重点是做示范运行,燃料电池客车的推广要向原来我们做纯电动汽车一样,首先做区域范围内小批量的示范运行,提高整车的可靠性,我们的规划要结合第三期的GEF/UNDP促进中国燃料电池汽车商业化发展项目,逐步在更大的区域推广应用。

      氢气的规划方面,包括从制氢、运氢到加氢,一步步相应的规划,在制氢方面,近期和中期以工业副产氢、煤制氢为主支撑燃料电池车推广。运输氢气也是氢气使用的一个重要因素,现阶段主要用气氢拖车,未来可以用液氢罐车和固态储氢来提高效率降低成本。我们在郑州也建立了中原第一座加氢站,主要设备数量12台套,已经获得了国家400万技术补贴。

      这是我主要的汇报,谢谢大家。

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