鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:930次 | 2018年09月26日
電電混合技術(shù)路線成新寵 氫燃料電池技術(shù)攻關(guān)不可懈怠
雖然作為“三縱”之一的氫燃料電池汽車曾經(jīng)在過(guò)去的歲月里被“忽視”了,但近兩年來(lái),氫燃料電池汽車正在我國(guó)乃至全球受到越來(lái)越多的關(guān)注和重視。尤其是在政策層面上,在純電動(dòng)汽車補(bǔ)貼逐步退坡的過(guò)程中,氫燃料電池汽車的支持力度絲毫沒(méi)有降低。伴隨著國(guó)家的支持以及企業(yè)的重視,氫燃料電池汽車近年來(lái)的發(fā)展步伐也在逐步加快。也因此,在氫燃料電池汽車與純電動(dòng)汽車發(fā)展過(guò)程中,又有了誰(shuí)將“一統(tǒng)江湖”的爭(zhēng)論。不過(guò),在不少業(yè)內(nèi)人士看來(lái),氫燃料電池汽車與純電動(dòng)汽車兩條發(fā)展路線并非是絕對(duì)平行的,兩者也可以有交集,實(shí)現(xiàn)兩種路線的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
在日前舉行的2018全球未來(lái)出行論壇上,國(guó)內(nèi)不少車企就談到了對(duì)鋰電池和氫燃料電池相結(jié)合的“電電混合”汽車的探索?!斑@一技術(shù)路線并非最近才有?!蓖瑵?jì)大學(xué)汽車學(xué)院教授章桐在接受《中國(guó)汽車報(bào)》記者采訪時(shí)表示,針對(duì)目前國(guó)內(nèi)燃料電池功率普遍偏小的現(xiàn)狀,“電電混合”是當(dāng)下較為適合中國(guó)國(guó)情的發(fā)展路線。
■國(guó)內(nèi)外車企關(guān)注“電電混合”路線
在氫燃料電池汽車的大規(guī)模推廣和普及仍受到諸多因素,尤其是技術(shù)水平因素制約的當(dāng)下,“電電混合”這一技術(shù)路線在近段時(shí)間內(nèi)不斷被提及。
在去年舉行的法蘭克福國(guó)際車展上,奔馳宣布推出首款插電式氫燃料電池混合動(dòng)力車GLCF-CELL,這一產(chǎn)品以氫燃料電池和鋰電池共同作為能量來(lái)源。據(jù)悉,這款產(chǎn)品可裝載4.4kg的氫燃料,充氣瓶布置在底盤(pán)下方,在重新加氣之前,可以使汽車行駛437km。一塊安裝在車尾的9kWh鋰離子電池能夠輔助驅(qū)動(dòng)車輛行駛49km。其運(yùn)行模式包括雙能源混合、單燃料電池模式、單鋰電池模式和充電模式,其中,混合模式狀態(tài)下的車輛能從雙動(dòng)力裝置上獲取動(dòng)力來(lái)源,由鋰離子電池提供峰值動(dòng)力,同時(shí)燃料電池可在最佳經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)運(yùn)行。
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%
中國(guó)在這一技術(shù)路線上起步并不晚于國(guó)外。在去年年底舉行的第二屆氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展國(guó)際交流會(huì)上,長(zhǎng)江公交“氫”裝上陣,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力電池與氫燃料電池“電電增程”方式的商業(yè)化運(yùn)營(yíng),借助“電電混合”,長(zhǎng)眾公交車的最長(zhǎng)續(xù)駛里程由純電模式的390km攀升至混合動(dòng)力下的600km,運(yùn)營(yíng)中加注氫燃料只需10~20分鐘。在今年1月舉行的中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)2018論壇上,杭州長(zhǎng)江控股公司董事長(zhǎng)曹忠提出,電動(dòng)汽車與可再生能源的結(jié)合將實(shí)現(xiàn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的突破,而氫+電混合將是最為適合的技術(shù)路線,必將在替代燃油汽車的細(xì)分市場(chǎng)中發(fā)揮主力作用。
■彌補(bǔ)功率不足和降低成本是主要目的
為何國(guó)內(nèi)外車企均開(kāi)始推行“電電混合”這一技術(shù)路線?
章桐告訴《中國(guó)汽車報(bào)》記者,對(duì)于國(guó)內(nèi)車企來(lái)說(shuō),由于技術(shù)水平相較國(guó)外先進(jìn)水平仍存在一定差距,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)氫燃料電池系統(tǒng)的功率難以達(dá)到國(guó)外車企如現(xiàn)代和豐田等的水平;但另一方面,國(guó)內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)擁有一定優(yōu)勢(shì),因此發(fā)展“電電混合”技術(shù)路線較為實(shí)用,也更具經(jīng)濟(jì)性。
談到國(guó)外車企,例如奔馳推出相關(guān)產(chǎn)品的初衷時(shí),章桐更傾向于認(rèn)為國(guó)外車企發(fā)展“電電混合”汽車的目的在于降低氫燃料電池汽車的生產(chǎn)成本。事實(shí)上,即便是在發(fā)展相對(duì)較為成熟的日本和韓國(guó),氫燃料電池汽車生產(chǎn)成本居高不下仍是掣肘其進(jìn)一步大規(guī)模推廣和應(yīng)用的重要因素?!巴ㄟ^(guò)與鋰電池結(jié)合,能在合理的范圍內(nèi)適當(dāng)降低燃料電池系統(tǒng)的功率,從而起到降低產(chǎn)品成本的目的。”章桐如是說(shuō)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
有業(yè)內(nèi)人士指出,燃料電池存在動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢的問(wèn)題,當(dāng)車輛的運(yùn)行狀態(tài)在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生急劇變化(比如起步、急加速),動(dòng)力系統(tǒng)往往無(wú)法達(dá)到車輛所需的功率,但鋰電池恰好就能解決這些問(wèn)題。由鋰電池提供車輛加速、減速等非穩(wěn)態(tài)下所需的大功率,而燃料電池則用來(lái)提供穩(wěn)定工況下的輸出功率。此外,“電電混合”能通過(guò)鋰電池解決電動(dòng)汽車的電控問(wèn)題,同時(shí)用氫燃料電池來(lái)解決電動(dòng)汽車的續(xù)駛問(wèn)題,可謂一舉兩得。
氫燃料電池技術(shù)攻關(guān)不可懈怠
無(wú)論是行業(yè)專家,還是企業(yè)人士,在談到為何推崇“電電混合”這一路線時(shí),無(wú)一不提到國(guó)內(nèi)燃料電池系統(tǒng)目前技術(shù)水平還與國(guó)外先進(jìn)水平存在一定差距這一話題,他們認(rèn)為,目前取得長(zhǎng)足進(jìn)步的鋰電池能較好地彌補(bǔ)這一劣勢(shì)。不過(guò),筆者以為,基于氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀考慮,我們可以采用鋰電池作為動(dòng)力來(lái)源以彌補(bǔ)氫燃料電池技術(shù)的不足,但如果因此而忽略了氫燃料電池系統(tǒng)這一核心技術(shù)的研發(fā),在小功率產(chǎn)品上止步不前則就得不償失了,或許,我國(guó)也會(huì)因此成為氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的“落后者”。
武漢喜瑪拉雅光電股份有限公司總工程師謝金水曾告訴筆者,目前,在我國(guó)裝車的氫燃料電池汽車中,大多采用國(guó)外電堆和技術(shù),其比例估計(jì)達(dá)到70%以上,相對(duì)成熟的氫燃料電池系統(tǒng)和儲(chǔ)氫罐技術(shù)也均掌握在歐、美、日廠商手中。也就是說(shuō),我國(guó)氫燃料電池技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)水平相比差之甚遠(yuǎn)。
為了促進(jìn)國(guó)內(nèi)氫燃料電池系統(tǒng)技術(shù)水平的快速提升,跟上國(guó)內(nèi)整車企業(yè)發(fā)展的腳步,筆者以為,首先,整車企業(yè)應(yīng)具備引領(lǐng)和培育國(guó)內(nèi)供應(yīng)商的意識(shí),并進(jìn)行切實(shí)有效的實(shí)踐。多關(guān)注一些國(guó)內(nèi)的零部件供應(yīng)商,并帶動(dòng)它們共同成長(zhǎng);其次,相關(guān)政府部門(mén)應(yīng)以市場(chǎng)為牽引,找出當(dāng)前我國(guó)氫燃料電池汽車存在的技術(shù)短板,在政策上給予更多扶持;第三,相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)和研究機(jī)構(gòu)也應(yīng)該加入其中,推動(dòng)核心關(guān)鍵技術(shù)的產(chǎn)學(xué)研合作,共同構(gòu)建完善的相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)移體系,從而增強(qiáng)氫燃料電池汽車整體產(chǎn)業(yè)鏈的競(jìng)爭(zhēng)力。
■“中國(guó)特色”技術(shù)路線
在近日舉行的2018全球未來(lái)出行論壇上,以長(zhǎng)江電動(dòng)公交客車作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)的廣東泰羅斯汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,目前公司已通過(guò)國(guó)家強(qiáng)制性測(cè)試,進(jìn)入國(guó)家氫能車公告目錄并進(jìn)行了小批量生產(chǎn);明年將形成年產(chǎn)100~500臺(tái)(套)批量生產(chǎn)能力;2020年形成年產(chǎn)1000臺(tái)(套)以上的生產(chǎn)能力;2021~2022年,具備年產(chǎn)10000臺(tái)(套)級(jí)的生產(chǎn)能力,成為國(guó)內(nèi)主要的車用氫能燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)供應(yīng)商。
雖然國(guó)外車企在“電電混合”產(chǎn)品上也有布局,但東風(fēng)揚(yáng)子江汽車總經(jīng)理、總工程師雷洪鈞仍將這一技術(shù)路線稱為“中國(guó)特色”。在他看來(lái),我國(guó)發(fā)展這一路線的原因有四,首先,目前國(guó)內(nèi)外的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)功率均難以滿足產(chǎn)品需求,國(guó)內(nèi)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)電堆功率密度大約為2kW/L,而國(guó)際先進(jìn)水平則達(dá)到了3kW/L;其次,受產(chǎn)業(yè)規(guī)模影響,燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的單位成本還比較高;第三,目前氫電混合動(dòng)力系統(tǒng)以動(dòng)力電池汽車為基礎(chǔ),可以彌補(bǔ)動(dòng)力電池汽車的諸多不足,例如續(xù)駛里程較短等;最后,中國(guó)的燃料電池汽車取得了很明顯的進(jìn)步,但目前還面臨許多挑戰(zhàn),“電電混合”系統(tǒng)是相對(duì)穩(wěn)妥的技術(shù)方案。
雷洪鈞提出,隨著城市擴(kuò)建,在長(zhǎng)距離行駛方面,純電動(dòng)汽車顯得“力不從心”,因此城市之間的遠(yuǎn)程公交汽車有望成為氫電汽車技術(shù)應(yīng)用的主戰(zhàn)場(chǎng)。不過(guò),他同時(shí)指出:“對(duì)汽車工程而言,系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越好,而‘電電混合’是兩套系統(tǒng),對(duì)系統(tǒng)集成也提出了更高要求,因此在發(fā)展氫混技術(shù)時(shí),不要人為地增加難度?!?/p>
章桐認(rèn)為,“電電混合”并不是過(guò)渡階段的技術(shù)路線,這一路線將長(zhǎng)期存在,且未來(lái)氫燃料電池系統(tǒng)在“電電混合”汽車產(chǎn)品中所起到的作用會(huì)越來(lái)越大,因此發(fā)展大功率的氫燃料電池系統(tǒng)勢(shì)在必行。對(duì)于氫燃料電池汽車企業(yè)來(lái)說(shuō),絕不能將氫燃料電池系統(tǒng)的功率水平停留在目前的30kW上,應(yīng)繼續(xù)加快研發(fā)大功率燃料電池系統(tǒng)。