簡(jiǎn)介：近年來(lái)，美國(guó)、日本、歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人紛紛發(fā)表觀點(diǎn)，支持氫能和燃料動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展。2003年歐盟前任主席普羅迪宣布，目標(biāo)到本世紀(jì)中葉，逐步轉(zhuǎn)到一個(gè)基于可再生能源的，完全集成的氫能經(jīng)濟(jì)。2007年，歐洲議會(huì)...

近年來(lái)，美國(guó)、日本、歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人紛紛發(fā)表觀點(diǎn)，支持氫能和燃料動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展。2003年歐盟前任主席普羅迪宣布，目標(biāo)到本世紀(jì)中葉，逐步轉(zhuǎn)到一個(gè)基于可再生能源的，完全集成的氫能經(jīng)濟(jì)。2007年，歐洲議會(huì)主席公布了歐盟“有關(guān)通過(guò)地區(qū)、城市、中小公司和公民社會(huì)組織之間的合作建立歐洲綠色氫能經(jīng)濟(jì)和第三次工業(yè)革命的書(shū)面聲明”，提出到2025年要形成不同應(yīng)用領(lǐng)域(便攜式、固定式、交通等)的氫燃料動(dòng)力電池技術(shù)，并在所有歐盟成員國(guó)建立一個(gè)分布式氫能基礎(chǔ)設(shè)施體系。

正是基于對(duì)氫能發(fā)展前景的共同期待和對(duì)存在的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的共識(shí)，2003年15個(gè)國(guó)家共同簽署協(xié)議，發(fā)起成立國(guó)際氫能經(jīng)濟(jì)合作伙伴計(jì)劃(IpHE)，以推動(dòng)燃料動(dòng)力電池、制氫、儲(chǔ)氫和標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)等方面的國(guó)際合作。

為此，很多國(guó)家都在國(guó)家層面上形成完整的研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃。美國(guó)公布了《2030年及以后美國(guó)向氫經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的國(guó)家愿景》，并依此制定了《國(guó)家氫能路線圖》。2005年，美國(guó)出臺(tái)《能源政策法》，將發(fā)展氫能和燃料動(dòng)力電池技術(shù)的有關(guān)項(xiàng)目及其財(cái)政經(jīng)費(fèi)權(quán)額度明確寫入法中。迄今，美國(guó)形成了較完整的推進(jìn)氫能發(fā)展的國(guó)家法律、政策和科研計(jì)劃體系，以引導(dǎo)能源體系向氫能經(jīng)濟(jì)過(guò)渡。歐盟于2004年提出《邁向歐洲氫能路線圖》，日本在國(guó)家《新產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略》中將燃料動(dòng)力電池列為國(guó)家重點(diǎn)推進(jìn)的七大新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之首，從國(guó)家層面上著力推進(jìn)。我國(guó)也非常重視燃料動(dòng)力電池汽車等清潔汽車技術(shù)的發(fā)展，在國(guó)家《節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》及相應(yīng)的十大重點(diǎn)節(jié)能工程中，“十五”國(guó)家重大科技專項(xiàng)之一的“電動(dòng)汽車專項(xiàng)”將燃料動(dòng)力電池汽車列為重要內(nèi)容。

在各國(guó)政府的支持下，發(fā)達(dá)國(guó)家重要汽車公司都設(shè)有燃料動(dòng)力電池汽車研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃，通用、戴克、豐田、本田等汽車公司均開(kāi)發(fā)了燃料動(dòng)力電池汽車并投人示范運(yùn)行。同時(shí)，國(guó)際能源巨頭Bp、殼牌等也設(shè)立了氫能研究部門，支持氫能的研究和相關(guān)活動(dòng)。

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充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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通過(guò)各國(guó)政府及相關(guān)公司的不懈努力，在燃料動(dòng)力電池汽車技術(shù)領(lǐng)域取得了很大進(jìn)展，重要表現(xiàn)在以下5個(gè)方面：

(1)燃料動(dòng)力電池功率密度不斷提高加拿大巴拉德公司2003年研制的燃料動(dòng)力電池發(fā)動(dòng)機(jī)XcellsisHY80采用902堆，最大輸出功率為68kW，體積為220L，質(zhì)量為220kg，體積和質(zhì)量功率密度分別為309W/L和309W/kg，已經(jīng)基本達(dá)到美國(guó)能源部FreedomCAR計(jì)劃中提出的2010年的目標(biāo)。

(2)貴金屬用量大幅減少燃料動(dòng)力電池電堆的鉑用量已從1990年的約5mg/cm2下降到0.5mg/cm2左右，并有望繼續(xù)降低。

(3)燃料動(dòng)力電池汽車能量轉(zhuǎn)換效率可望繼續(xù)提高考慮“從礦井到車輪”的總體效率，燃料動(dòng)力電池混合動(dòng)力汽車“從油井到車輪”的總效率為29%，汽油機(jī)混合動(dòng)力汽車普銳斯的總效率為28%。燃料動(dòng)力電池汽車的能量轉(zhuǎn)換總效率將來(lái)有望提高到42%。

(4)燃料動(dòng)力電池汽車的可靠性和耐久性明顯改善戴克和通用等汽車公司的試驗(yàn)運(yùn)行表明，燃料動(dòng)力電池汽車的可靠性已有明顯提高，通用公司的燃料動(dòng)力電池汽車已經(jīng)開(kāi)展包裹快遞服務(wù)。

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(5)燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)成本逐漸下降若按大批量生產(chǎn)(年產(chǎn)150萬(wàn)套)計(jì)算，2002年燃料動(dòng)力電池發(fā)動(dòng)機(jī)的價(jià)格為275美元/kW，2006年下降為110美元/kW。美國(guó)能源部提出的目標(biāo)是2010年降到45美元/kW，2015年降到130美元/kW，與目前汽油機(jī)的價(jià)格水平相當(dāng)

燃料動(dòng)力電池技術(shù)雖然取得了很大進(jìn)步，但與產(chǎn)業(yè)化要求相比還有很多工作要做，重要表現(xiàn)為以下5個(gè)方面：

(1)適應(yīng)性須進(jìn)一步提高燃料動(dòng)力電池汽車在不同氣候(如高溫或低溫地區(qū))、不同環(huán)境(如高海拔、沙塵大、空氣質(zhì)量差的地區(qū))和不同交通情況(如頻繁變動(dòng)工況或頻繁停啟工況等)下的適應(yīng)性。

(2)可靠性和耐久性目前燃料動(dòng)力電池堆的壽命僅有約2000h，目前北京示范運(yùn)行的燃料動(dòng)力電池公共汽車平均完好率為92%，而柴油車達(dá)到99.16%；燃料動(dòng)力電池車的故障率也比傳統(tǒng)車高，因此須進(jìn)一步提高燃料動(dòng)力電池汽車的可靠性和耐久性。

(3)總能量效率提高燃料動(dòng)力電池堆的工作溫度能夠提高燃料動(dòng)力電池的能量轉(zhuǎn)換效率，2006年已提高至90-95℃，而—旦高溫膜(工作溫度120℃以上)研發(fā)成功，燃料動(dòng)力電池技術(shù)將會(huì)有根本性的突破。此外，各種制氫、儲(chǔ)氫的新技術(shù)也在發(fā)展之中。

(4)成本2006年豐田公司開(kāi)發(fā)的一種新型質(zhì)子膜的目標(biāo)價(jià)格僅為10美元/m2；較貴的鉑催化層采用納米技術(shù)的研究工作正在進(jìn)行。此外，燃料動(dòng)力電池零部件現(xiàn)已發(fā)展出各種專門技術(shù)公司及專用零部件公司，從而為提高可靠性和耐久性、改進(jìn)性能和降低成本創(chuàng)造條件。

(5)基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)設(shè)施配套建設(shè)匱乏也是產(chǎn)業(yè)化要解決的問(wèn)題。如加氫站、維修、配件供應(yīng)等，需逐步擴(kuò)大和推廣，這要幾十年的時(shí)間。

氫能和燃料動(dòng)力電池汽車技術(shù)開(kāi)發(fā)是帶有風(fēng)險(xiǎn)的戰(zhàn)略選擇，是一個(gè)不容忽視和錯(cuò)過(guò)的帶有風(fēng)險(xiǎn)性的技術(shù)創(chuàng)新和跨越式發(fā)展的機(jī)會(huì)。同時(shí)，燃料動(dòng)力電池汽車對(duì)汽車制造商來(lái)說(shuō)是一種戰(zhàn)略高技術(shù)產(chǎn)品，汽車制造商應(yīng)進(jìn)一步完善燃料動(dòng)力電池汽車技術(shù)，以期掌握未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。