章俊良:燃料电池技术现状

2017-12-13      盖世汽车

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非常高兴能有机会和各位做交流和汇报。我聚一下焦,在背景这一块可以跟大家谈一下燃料电池产业技术方面的现状以及交通大学燃料电池研究所在研究方面的进展。我是上海交大的机械动力学燃料电池研究所的章俊良。


首先给大家介绍一下国内外车用燃料电池研究的进展,第二个就是研究所做的工作。大部分都是汽车专家,也有很多燃料的专家。燃料电池在车用领域确实有很多的优点,它的能量密度高,效率高,零排放,低温启动。


燃料电池跟锂电池相比较,到底有什么特点或者优点。在车用这一块,在里程数和载重量来看,一般是短途交通以及轻载量的可以用锂电池,它还是有它的优点的。随着里程数的变长,载重量的变大,逐渐过渡到插电式的混合动力。另外从成本这块来讲,也有它的特点。在某一个点一百公里以下,锂电池的价格会比燃料电池要低,超过某一个里程数,燃料电池车的成本会有优势,这基本上是一个公认。燃料电池现在无论哪方面都有很大的提高,总体上来讲,技术进步基本上已经达到了产业化的门槛,工业密度、寿命、成本还没有完全达到,其他已经突破了要求。


我们看看国际上是一个什么样的情况,我简单介绍一下。国际上各大汽车公司燃料电池性能已经达到了传统汽油车水平,并且上市销售。它的车速、里程数、燃料电池密度都已经达到了目前的汽车使用水平和汽车的使用习惯,已经可以上市销售,已经有好几个公司在卖了。我们可以看得出来,这是一些图片(PPT)。功率密度已经达到三千瓦每升,通用的也好、丰田的也好都做了。寿命可能是两大类,一类是大巴车或者公交车,寿命已经超过一万八千小时,乘用车已经超过五千小时,一般内部消息是超过两万五千小时,寿命已经达到目前汽油车柴油车的水平。目前的成本预测,应该是在0.2-0.35之间,按照50万去算,成本应该在一千瓦50美元,目标是降到30美元每千瓦。这里面最大的一个问题还是真正量产的时候涉及到一个铂载量的问题,过去15年,已经下降了70%左右,从原来的1克每千瓦下到0.1克每千瓦,这样最终可以实现全面的产业化水平。在日本、美国、加拿大已经形成了比较成熟的汽车燃料电池产业链。我们国内也在慢慢跟上,以上汽为龙头来拉动整个产业的发展。


接下来谈到各个领域一些典型的企业在活跃。从催化剂来讲,这有英国的还有德国的还有日本的,都是非常著名的催化剂公司。碳纸集中在美国、德国,质子膜也是,膜电机也是,极板也是,这些公司都已经很成熟了,电堆目前是自己供应自己。典型的汽车公司像丰田还有巴拉德,它们的一个特点在于基本上在自己国内完全可以有一个完整的供应链供应所有需要的材料和部件,来生产性能优越的燃料电池。日本已经完成了整个产业链的布局,已经实现了100%的自主成长。


对于国内来讲,产业链布局这一块还在继续进步,还有可提高的空间。像汽车公司,已经进入了工信部新能源车推荐目录,它的性能也有已经有了,像北汽还有郑州宇通,主要集中在卡车或者中型以上的大巴车,电堆都在30-33KW,限于我们的水平,也和国家的政策相关。国内的燃料电池电堆的性能,大化所出来的是3KW每升,2.0KW每千克。光从性能来说,也能达到类似的水平。差距比较大的应该是这两块,一个是国内外燃料电池寿命差距比较大,UTC是大于18000小时,美国、加拿大汽车都是轿车已经超过五千小时,国内来讲,应该是三千小时到四千小时之间。国内燃料电池电堆的成本不占优势,主要的原材料还是依赖于进口,要进口的话要有规模化的生产,价格比较贵。对产业链的上游关注度还不是太够,尤其是低水平的重复投资比较多。我想根据我的了解,很多投资公司至少是做电堆以上的,电堆以下主要是集成。这个对未来我们燃料电池汽车的发展来讲不是太有利。


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