燃料電池電動(dòng)汽車可行性報(bào)告

1、燃料電池汽車市場(chǎng)可行性分析報(bào)告（長(zhǎng)安大學(xué) 信息工程學(xué)院2004級(jí) 高繼 ）燃料電池是一種把儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能，等溫地按電化學(xué)原理轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。燃料電池是由含催化劑的陽(yáng)極、陰極和離子導(dǎo)電的電解質(zhì)構(gòu)成。燃料在陽(yáng)極氧化，氧化劑在陰極還原，電子從陽(yáng)極通過負(fù)載流向陰極構(gòu)成電回路，產(chǎn)生電能而驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。燃料電池與常規(guī)電池不同在于，它工作時(shí)需要連續(xù)不斷地向電池內(nèi)輸入燃料和氧化劑通過電化學(xué)反應(yīng)生成水，并釋放出電能；只要保持燃料供應(yīng)，電池就會(huì)不斷工作提供電能。燃料電池電動(dòng)汽車實(shí)質(zhì)上是電動(dòng)汽車的一種，在車身、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等方面，燃料電池電動(dòng)汽車與普通電動(dòng)汽車基本相同，主要區(qū)別在于

2、動(dòng)力電池的工作原理不同。一般來說，燃料電池是通過電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電化學(xué)反應(yīng)所需的還原劑一般采用氫氣，氧化劑則采用氧氣，因此最早開發(fā)的燃料電池電動(dòng)汽車多是直接采用氫燃料，氫氣的儲(chǔ)存可采用液化氫、壓縮氫氣或金屬氫化物儲(chǔ)氫等形式。 直接供氫的FCEV推廣普及的關(guān)鍵是純氫的供應(yīng)和儲(chǔ)存。為了保證直接供氫的FCEV用氫的需要，必須建造氫站，這就增大了直接供氫的FCEV商品化和推廣普及的難度，因此，世界上各大汽車公司紛紛推出了通過燃料重整反應(yīng)制取氫氣的技術(shù)，可使用多種碳?xì)淙剂?，包括醇類燃料、天然氣等。目前，通過重整反應(yīng)利用甲醇制取氫氣的技術(shù)已十分成熟，甲醇為液體燃料，攜帶方便，提高了燃料電池電

3、動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，且燃料能量的利用率可達(dá)70%-90%，大大高于熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。福特汽車公司的21世紀(jì)綠色汽車的開發(fā)計(jì)劃中，F(xiàn)CEV作為開發(fā)研究重點(diǎn)，其推出的P2000HFC試驗(yàn)車即為直接供氫的FCEV，福特公司也有利用甲醇進(jìn)行改質(zhì)產(chǎn)生氫氣的技術(shù)。目前，福特公司與石油公司摩比爾一起開發(fā)更具實(shí)際意義的車載汽油改質(zhì)氫燃料電池車(FCEV)。從基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和社會(huì)使用環(huán)境上看，汽油改質(zhì)型比甲醇改質(zhì)型更為有利。新開發(fā)的汽油改質(zhì)器與以往的相比，質(zhì)量和體積都縮減了30%左右，從而提供了車載性，實(shí)現(xiàn)了與汽油相媲美的包裝效率，對(duì)汽油改質(zhì)氫FCEV的早日實(shí)用化及FCEV的普及推廣具有重要意義。由于它不經(jīng)歷熱機(jī)過

4、程，不受熱力循環(huán)限制，故能量轉(zhuǎn)換效率高，燃料電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)換效率在理論上可達(dá)100，實(shí)際效率已達(dá)6080，是普通內(nèi)燃機(jī)熱效率的23倍?，F(xiàn)在應(yīng)用于電動(dòng)汽車中的燃料電池是一種被稱為質(zhì)于交換膜燃料電池(PEMFC)，它以純氫為燃料，以空氣成龍為氧化劑。在1993年加拿大溫哥華科技展覽會(huì)上，加拿大的BALLABC公司推出了世界上第一輛以PEMFC電池為動(dòng)力的電動(dòng)公共汽車。載客20人，可行駛160km/h，最高速度72.2kmh。德國(guó)奔馳汽車公司也研制了以PEMFC電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車。生成物是水，不污染環(huán)境，缺點(diǎn)是造價(jià)太高，目前僅燃料電池的價(jià)格就要25000美元。一、美國(guó)對(duì)燃料電池汽車的優(yōu)惠政策199

5、9年10月克林頓總統(tǒng)簽署清潔空氣法，嚴(yán)格規(guī)定了汽車排放的標(biāo)準(zhǔn)，同月加州政府也有了新的規(guī)定，即要求汽車制造商在加州銷售的車輛中百分之二必須是零排放車輛。2001年8月2日，美國(guó)議院代表批準(zhǔn)了2001年美國(guó)未來能源保證法案。這項(xiàng)立法的目的是使美國(guó)到2012年后對(duì)外國(guó)能源的依賴由56% 降到45%,從伊拉克進(jìn)口的石油由700,000桶/天減少到250,000桶/天。除了增加石油和汽油的開采和促進(jìn)核能外, 該項(xiàng)計(jì)劃為鼓勵(lì)發(fā)展和使用燃料電池電動(dòng)車技術(shù)提供了稅收優(yōu)惠和資金支持，具體政策：（1）車全重低于8500磅，利用再充電能源儲(chǔ)存系統(tǒng)提供最大可用功率的HEVs，免2502000美元所得稅。 （2）符合機(jī)

6、動(dòng)車行駛英里數(shù)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的輕型HEVs（2000城市燃油系統(tǒng)以外增加125250）免10003500美元附加稅。2000城市燃油系統(tǒng)增加的這一項(xiàng)也許就是要比較主要部分符合EPA要求的風(fēng)格、傳動(dòng)、推進(jìn)系統(tǒng)等都相似的新的HEVs和機(jī)動(dòng)車。機(jī)動(dòng)車不必符合BIN 5、 Tier II的排放標(biāo)準(zhǔn)。（3）使用期內(nèi)至少節(jié)約1500加侖汽油的客車或輕型卡車，免250美元附加稅。（4）在使用期內(nèi)至少節(jié)約2500加侖汽油的客車或輕型卡車，免500美元附加稅。（5）利用再充電能源儲(chǔ)存系統(tǒng)提供最大可用功率的中型和重型HEVs免一定的附加稅。（6）使用再充電能源儲(chǔ)存系統(tǒng)提供最大可用功率的使用清潔發(fā)動(dòng)機(jī)的中型和重型HE

7、Vs免一定的附加稅?；A(chǔ)設(shè)施的稅收優(yōu)惠：租售電動(dòng)汽車的納稅人、政府和其他不納稅的實(shí)體也要求享受這種稅收優(yōu)惠，如果這項(xiàng)稅收優(yōu)惠價(jià)格能夠明確，這種電動(dòng)車的租售價(jià)格會(huì)減少。到2007年，這種清潔燃油汽車（包括電動(dòng)汽車）將被免除燃料稅100,000美元 (這項(xiàng)免稅將在2004年12月31日結(jié)束) 。二、燃料電池電動(dòng)汽車的現(xiàn)狀與發(fā)展燃料電池的特點(diǎn)：高效：它不通過熱機(jī)過程，不受卡諾循環(huán)的限制，其能量轉(zhuǎn)化效率在40-60%；如果實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供，燃料的總利用率可高達(dá)80%以上。環(huán)境友好：以純氫為燃料時(shí)，燃料電池的化學(xué)反應(yīng)物僅為水；以富氫氣體為燃料時(shí)，其二氧化碳的排放量比熱機(jī)過程減少40%以上，這對(duì)緩解地球的溫室

8、效應(yīng)是十分重要的。安靜：燃料電池運(yùn)動(dòng)部件很少，工作時(shí)安靜，噪聲很低?？煽啃愿撸簤A性燃料電池和磷酸燃料電池的運(yùn)行均證明燃料電池的運(yùn)行高度可靠，可作為各種應(yīng)急電源和不間斷電源使用。燃料電池正在以其特有的優(yōu)勢(shì)吸引著世界各國(guó)各大汽車廠商的注意。這種電池將有可能成為繼內(nèi)燃機(jī)之后的汽車最佳動(dòng)力源之一。 近年來一些廠家，如戴姆勒-克萊斯勒、豐田、通用、本田、日產(chǎn)、福特等公司都開發(fā)了自己的燃料電池電動(dòng)汽車(FCEV)。汽車界人士認(rèn)為FCEV是汽車工業(yè)的一大革命，是21世紀(jì)真正的純綠色環(huán)保車，是最具實(shí)際意義的環(huán)保車種。1、國(guó)外燃料電池車發(fā)展現(xiàn)狀簡(jiǎn)介燃料電池電動(dòng)車的樣車實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，以質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMF

9、C）為動(dòng)力的電動(dòng)車性能完全可與內(nèi)燃機(jī)汽車相媲美。當(dāng)以純氫為燃料時(shí)，它能達(dá)到真正的“零”排放。除各國(guó)政府投巨資支持這一研究外，世界各大汽車集團(tuán)和石油公司也投入巨資進(jìn)行各種形式的合作來發(fā)展這一技術(shù)，投入大量人力、物力,進(jìn)行氫燃料電池的研究。其競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是在21世紀(jì)初將以燃料電池為動(dòng)力的電動(dòng)車推向市場(chǎng)。美國(guó)20世紀(jì)60年代和70年代，美國(guó)首先將燃料電池用于航天，作為航天飛機(jī)的主要電源。此后，美國(guó)等西方各國(guó)將燃料電池的研究轉(zhuǎn)向民用發(fā)電和作為汽車、潛艇等的動(dòng)力源。世界各著名汽車公司相繼投入較多的人力和物力，開展燃料電池電動(dòng)汽車的開發(fā)研究。在北美，各大汽車公司加入了美國(guó)政府支持的國(guó)際燃料電池聯(lián)盟，各公司分

10、別承擔(dān)相應(yīng)的任務(wù)，生產(chǎn)以新的燃料電池作動(dòng)力的汽車。美國(guó)通用汽車公司在美國(guó)能源部的資助下，推出了以質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC，也稱為離子交換膜燃料電池或固體高聚合物電解質(zhì)燃料電池)和蓄電池并用提供動(dòng)力的轎車。美國(guó)福特汽車公司現(xiàn)已研制出從汽油中提取氫的新型燃料電池，其燃料效率比內(nèi)燃機(jī)提高1倍，而產(chǎn)生的污染則只有內(nèi)燃機(jī)的5%。估計(jì)在5年內(nèi)可研制出使用該種動(dòng)力系統(tǒng)的電動(dòng)汽車，并有望于2005年投入商業(yè)化生產(chǎn)。在美國(guó)以能源部為首，大力研制和推廣使用燃料電池，從1992年到2001年，僅從美國(guó)能源部就撥款七億美元的基金，用于燃料電池的研制和開發(fā)，最近美國(guó)能源部又宣布，撥款1380萬美元協(xié)助美國(guó)通用汽車

11、公司，用來研究和發(fā)展高分子燃料電池及其在汽車上的應(yīng)用。美國(guó)的通用公司、福特公司和克萊斯勒公司等在美國(guó)能源部的大力支持下，全力研究質(zhì)子交換膜燃料電池汽車，并且相繼推出了各自的實(shí)驗(yàn)車。據(jù)初步預(yù)測(cè)，大約到20042006年，燃料電池汽車便可能走向市場(chǎng)。燃料電池車是通用的重點(diǎn)，1997年在日內(nèi)瓦車展推出歐寶燃料電池車，1998年9月“氫動(dòng)一號(hào)”概念車在巴黎車展登場(chǎng)，2001年10月“氫動(dòng)三號(hào)”亮相東京車展，2002年1月面世的“自主魔力”(AUTOnomy)概念車首次將燃料電池技術(shù)與線傳操縱技術(shù)結(jié)合起來，當(dāng)年8月，全球首輛可駕駛的線傳操縱氫燃料電池車Hy-wire就在巴黎車展公開。2003年，改進(jìn)的“

12、氫動(dòng)三號(hào)”成為首款獲日本公路行駛許可的液氫燃料電池車，最高時(shí)速160公里，可連續(xù)行駛270公里。在2000年的悉尼奧運(yùn)會(huì)上，通用汽車公司就推出了用液氫作燃料的“氫動(dòng)一號(hào)”燃料電池汽車作為運(yùn)動(dòng)場(chǎng)工作車。通用在底特律車展首次公開的Sequel氫燃料電池車將參加上海國(guó)際車展，其儲(chǔ)氫量達(dá)到8公斤，最大功率提高約25%，連續(xù)行駛距離達(dá)到482公里，096.5公里/小時(shí)加速只需10秒。該公司研發(fā)及規(guī)劃副總裁波立達(dá)的評(píng)價(jià)是“雖昂貴，但可行”，他還希望燃料電池車“2010年以前在耐用性和性能上能與目前的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)一爭(zhēng)高下，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)量產(chǎn)，成為普通消費(fèi)者買得起的車型”。 美國(guó)通用汽車公司日前推出全球第一輛燃料

13、電池卡車，該車的各項(xiàng)性能檢測(cè)將由美國(guó)陸軍進(jìn)行。這款卡車是以通用雪佛蘭Silverrado卡車為原型設(shè)計(jì)的，外觀呈橄欖綠色，敞篷?？ㄜ囉蓛蓚€(gè)氫燃料電池組提供動(dòng)力，可載重約726公斤，其連續(xù)行駛里程可達(dá)201公里，最高時(shí)速可達(dá)到150公里。按計(jì)劃，這款燃料電池卡車將交給美國(guó)防部，在弗吉尼亞州貝爾沃堡和加利福尼亞州彭德爾頓營(yíng)兩處陸軍基地進(jìn)行非戰(zhàn)斗用途測(cè)試，檢測(cè)其在不同天氣和地形條件下的性能，測(cè)試將持續(xù)到2006年7月。福特的策略則較富過渡性，在業(yè)內(nèi)首先將混合動(dòng)力與燃料電池技術(shù)結(jié)合的H2RV可節(jié)能25%，預(yù)計(jì)一兩年內(nèi)上市。由美國(guó)環(huán)保局與戴姆勒克萊斯勒公司、美國(guó)聯(lián)合郵政服務(wù)公司聯(lián)手研制的首批氫燃料電池汽

14、車已投入實(shí)地使用檢驗(yàn)階段，這是燃料電池提供動(dòng)力的機(jī)動(dòng)車首次在美國(guó)全國(guó)的道路上實(shí)地駕駛運(yùn)行。戴姆勒-克萊斯勒公司的60輛氫燃料電池汽車F-Cell在德國(guó)、美國(guó)、日本和新加坡等地試車。2002年5月20日，戴-克公司的甲醇改質(zhì)型燃料電池車NECAR5完成了舊金山到華盛頓的橫穿北美之行，歷時(shí)16天，行程5250公里，最高時(shí)速145公里。除F-Cell在全球試車外，戴-克還有33輛燃料電池大巴參加了歐洲多個(gè)示范項(xiàng)目，總里程和行駛時(shí)間已分別達(dá)到42萬公里和33000小時(shí)。2005年3月，以奔馳B級(jí)車為原型的燃料電池車B-Cell又出現(xiàn)在日內(nèi)瓦車展，輸出功率超過100千瓦，儲(chǔ)氫壓力增至70兆帕，連續(xù)行駛距

15、離從160公里增至約400公里。公司同時(shí)宣布:將于2012年正式銷售氫燃料電池車。加拿大加拿大巴拉德(Ballard)汽車公司是PEMFC燃料電池技術(shù)領(lǐng)域中的世界先驅(qū)公司，在研究和發(fā)展PEMFC技術(shù)方面，目前處于領(lǐng)先地位的巴拉德公司，完全是靠著加拿大政府的資助而發(fā)展起來的，在這一領(lǐng)域仍居于世界最高水平。自1983年以來，Ballard公司一直從事開發(fā)和制造燃料電池。1992年巴拉德公司在政府的支持下，為運(yùn)輸車研制了88kM的PEMFC動(dòng)力系統(tǒng)，以PEMFC為動(dòng)力做試驗(yàn)車進(jìn)行演示。1993年巴拉德公司推出了世界上第一輛運(yùn)用燃料電池的電動(dòng)公共汽車樣車，裝備105kW級(jí)PEMFC燃料電池組，其功率為

16、125馬力，能載客20人，對(duì)于一般城市公共汽車，采用碳吸附系統(tǒng)儲(chǔ)備氣態(tài)H2即可連續(xù)運(yùn)行480km。目前，Ballard燃料電池的體積功率已達(dá)到1kW/L的目標(biāo)。該車賣給了美國(guó)洛杉磯機(jī)場(chǎng)，目前仍在運(yùn)行之中。1995年2月，由加拿大政府同美國(guó)加州南海岸空氣質(zhì)量管理公署等單位共同投資440萬美元開發(fā)的巴拉德公司第二輛PEMFC汽車交付使用，其功率為275馬力，載客75人。德國(guó)在歐洲燃料電池的開發(fā)中德國(guó)的西門子和意大利的De No公司處于領(lǐng)先水平。1993年3月，奔馳公司投資3400萬美元研制PEMFC汽車。1995年3月，歐洲的第一輛50kWPEMFC的奔馳面包車已在進(jìn)行道路運(yùn)行測(cè)試。該車時(shí)速可達(dá)1

17、10公里，補(bǔ)充一次燃料可行駛250公里，車?yán)锟沙俗?人而不顯擁擠。德國(guó)奔馳公司和西門子公司合作于1996年推出了裝有PEMFC的NECARll小客車。1999年3月奔馳公司展示了Necar-4型PEMFC電動(dòng)車，它用液氫作燃料，一次充氫行駛里程可達(dá)450公里。目前，奔馳公司已開發(fā)Necar-4型小轎車和NEBUS大公共汽車。采用甲醇重整制氫的NECAR5即將面世。奔馳公司網(wǎng)點(diǎn)新聞報(bào)道，該公司將在兩三年內(nèi)生產(chǎn)30輛PEMFC城市公共汽車。寶馬汽車公司最近推出了以天然氣為基礎(chǔ)燃料的燃料電池汽車，駕駛這輛車可以順利的超車，其最高時(shí)速可達(dá)177公里。2005年1月向北美首次推出的H2R概念跑車用液氫燃

18、料時(shí)功率276馬力，096公里/小時(shí)加速僅需6秒，可行駛350公里，氮氧化物排放低于加州標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)稱寶馬7系中也將出現(xiàn)一款氫燃料車。這些車型需要制冷系統(tǒng)保證液氫的低溫，待燃料電池技術(shù)成熟后，寶馬很可能還是要徹底變革。法國(guó)法國(guó)也開發(fā)出使用“運(yùn)程”燃料電池的電動(dòng)汽車“Fever”，它以低溫儲(chǔ)存的氫和空氣作燃料，發(fā)電功率達(dá)20kW，電壓為90V，且采用先進(jìn)的電子控制系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行控制，并把制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量?jī)?chǔ)存在蓄電池里，以備汽車起動(dòng)或加速時(shí)使用。英國(guó)英國(guó)能源部也于1992年成立了國(guó)家燃料電池開發(fā)中心。英國(guó)燃料電池技術(shù)的開發(fā)重點(diǎn)在燃料供應(yīng)、重整爐、氣體凈化和空氣壓縮等方面。PEMFC的研究重點(diǎn)是改善

19、催化材料的性能并探索鉑(Pt)催化劑的涂覆方法，降低鉑(Pt)含量，提高鉑(Pt)利用率和耐受CO的允許值。日本1981至1990年期間，日本政府就設(shè)立了一個(gè)“月光工程”。目前，一個(gè)新的燃料電池工程“新陽(yáng)光工程”正在進(jìn)行中。1981年開發(fā)了熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)，隨后又研制了磷酸燃料電池(PAFC)，1992年又開發(fā)了比功率高、工作溫度低、結(jié)構(gòu)緊湊和安全可靠的PEMFC。在日本燃料電池系統(tǒng)發(fā)展中豐田公司處于領(lǐng)先地位。豐田的目標(biāo)是開發(fā)能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到傳統(tǒng)汽油機(jī)2.5倍的燃料電池，且能和現(xiàn)用的汽(柴)油汽車一樣方便地添加燃料。1996年10月，豐田汽車公司宣布，他們已經(jīng)開發(fā)成功新型PEMF

20、C汽車。該車功率為20kW，最高時(shí)速大于100公里/小時(shí)，充氫一次行駛250公里。目前，該公司已生產(chǎn)出PEMFC的吉普車和小轎車。從1980年起，日本就開始推廣使用燃料電池機(jī)組發(fā)電。目前，世界上最大的一臺(tái)燃料電池發(fā)電機(jī)就是由日本的東芝公司于1991年11月制造的。其裝機(jī)容量已達(dá)到11MW。并打算在2010年利用燃料電池生產(chǎn)220萬kWh的電能。在日本政府通商產(chǎn)業(yè)省的資助和各大汽車公司的努力下，日本制定雄心勃勃的研發(fā)、展示和推廣燃料電池汽車的計(jì)劃日本氫能和燃料電池展示計(jì)劃。參加這個(gè)計(jì)劃的主要單位有豐田汽車公司、本田汽車公司等14家，從2001-2002年開始已有5個(gè)汽車公司開發(fā)燃料電池汽車進(jìn)行路

21、上實(shí)車試運(yùn)行，并已建立了幾個(gè)加氫站。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省提出的發(fā)展目標(biāo)是，在2010年前要把汽車用燃料電池的價(jià)格降低到普通汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的水平，并且要首先從政府機(jī)關(guān)開始普及燃料電池車。豐田認(rèn)為燃料電池車難度甚大。在混合動(dòng)力車型基礎(chǔ)上開發(fā)的豐田FCHV氫燃料電池車2003就在加州開始租賃試用，但其130升的儲(chǔ)氫量，實(shí)際連續(xù)行駛距離只有209公里，比汽油車和“普銳斯”的500公里和700公里相去甚遠(yuǎn)。豐田汽車燃料電池開發(fā)本部技術(shù)部長(zhǎng)河合大洋認(rèn)為:“如果連續(xù)行駛距離達(dá)不到500公里，估計(jì)無法讓普通消費(fèi)者接受。130升的燃料箱也根本無法安裝到威馳和花冠等小型車上。”在2005年1月的東京“第一屆國(guó)際燃料電池展”

22、上，河合大洋表示:“2010年代前半期，必須造出能讓人相信燃料電池車即將普及的車型?！必S田“普銳斯”（Prius，先驅(qū)者）成為世界首款批量投產(chǎn)的混合動(dòng)力車，1997年問世以來全球銷量已超23萬輛。該車型性能絲毫不遜傳統(tǒng)車型，在城市工況下比同等排量的“花冠”節(jié)油44.4%。2004年11月，“普銳斯”獲歐洲年度車型獎(jiǎng)，當(dāng)年豐田混合動(dòng)力車銷量從上一年的24627輛激增到53991輛。日產(chǎn)汽車公司從1996年就開始研發(fā)燃料電池，2002年12月開始測(cè)試的X-Trail FCV氫燃料電池車最高時(shí)速145公里，可連續(xù)行駛350公里，2004年3月批量生產(chǎn)，2005款又應(yīng)用了自主開發(fā)的固體高分子燃料電池組

23、和碳纖維高壓液氫罐。本田的最新燃料電池車是2005款FCX，最大時(shí)速149.6公里/小時(shí)，行程322公里，每加侖燃料在城市可行駛100公里，已有20輛上路試用。馬自達(dá)稍嫌保守，計(jì)劃2006年在日本開始租賃RX-8氫氣、汽油雙燃料車。本田汽車公司宣稱，今年該公司將擴(kuò)大生產(chǎn)新型燃料電池電動(dòng)汽車。一年前，本田開發(fā)出可在零下20啟動(dòng)的新型燃料電池電動(dòng)汽車所用的電池組已安裝在“FCX”型車上。該電池配有兩組新型電池組。每組重48kg，與“FCXV3”配備的73kg電池組相比，重量大幅減輕，同時(shí)輸出功率從35kW提高到了50kW。重量減輕的原因之一是采用了金屬?zèng)_壓成形的隔板。電解質(zhì)膜采用“芳香族電解質(zhì)膜”

24、，屬工程塑料的一種，與原來本田獨(dú)立開發(fā)研制的電池組相比，可在工作溫度高出15，即95的狀態(tài)下發(fā)電。而且，在20狀態(tài)下，膜電阻只有原本田電池組的1/2，同時(shí)金屬?zèng)_壓隔板的導(dǎo)熱性也較高，這樣便可在20狀態(tài)下啟動(dòng)。預(yù)熱時(shí)間也縮至原來的1/5。據(jù)介紹，這種新型燃料電池電動(dòng)汽車的發(fā)電能力獲得大幅提高，充一次氫可持續(xù)行駛395公里，比以前增加11。燃料電池的金屬隔板采用不銹鋼材料。隔板成本目標(biāo)是每個(gè)大約100日元?！芭c使用碳材料相比，可大大降低產(chǎn)品價(jià)格”，而且通過“與密封墊成為一體”，還可消除冷卻液泄漏的危險(xiǎn)。韓國(guó)現(xiàn)代汽車2002年開發(fā)了Santa Fe氫燃料電池車，可連續(xù)行駛165公里，2004年12月

25、韓國(guó)能源研究所也推出氫燃料車，可連續(xù)行駛210公里。目前，所有領(lǐng)先的汽車制造廠都在積極開發(fā)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，并且許多國(guó)家在燃料電池的研究方面取得了可喜的成績(jī)。如今，燃料電池的功率密度已超過1.1kW/L。同時(shí)，燃料電池還可用于固定式、便攜式和船用動(dòng)力等非運(yùn)輸車應(yīng)用環(huán)境。這些開發(fā)項(xiàng)目所生成的協(xié)同作用將加快燃料電池在所有應(yīng)用領(lǐng)域中的開發(fā)進(jìn)程，并將大幅度降低燃料電池的生產(chǎn)成本。2、中國(guó)燃料電池車發(fā)展現(xiàn)狀簡(jiǎn)介從20世紀(jì)50年代開始，中國(guó)一直進(jìn)行燃料電池相關(guān)技術(shù)的研究，但直到20世紀(jì)90年代，全球環(huán)境署（GEF,s）支持在中國(guó)進(jìn)行燃料電池公共汽車示范，中國(guó)對(duì)其產(chǎn)生了濃厚興趣。從那時(shí)起，我國(guó)在此方面有了

26、很大進(jìn)步?？蛙?、兩輪車和公共汽車正在試車，他們希望能夠在2008年奧運(yùn)會(huì)（綠色奧運(yùn)）和2010年上海世界博覽會(huì)使燃料電池汽車真正投入運(yùn)營(yíng)。目前我國(guó)有60個(gè)機(jī)構(gòu)在從事燃料電池的研究。這些機(jī)構(gòu)中的大多數(shù)為研究所，大多數(shù)研究的重點(diǎn)是PEM技術(shù)。預(yù)計(jì)有四分之三工作是針對(duì)車輛進(jìn)行的。例如，SAIC打算在2005年在路上投放少量示范車。同濟(jì)大學(xué)要在今后幾年研制出5至7輛燃料電池汽車，該計(jì)劃得到了政府的資助。還有計(jì)劃準(zhǔn)備生產(chǎn)幾輛最新的小型客車和公共汽車。以燃料電池為動(dòng)力的船也正處于試驗(yàn)階段。中國(guó)的交通政策是鼓勵(lì)發(fā)展公共交通，這一政策推進(jìn)這項(xiàng)活動(dòng)的進(jìn)行。中國(guó)正在修建可持續(xù)的新的公路基礎(chǔ)設(shè)施。中國(guó)每季度汽車的總

27、銷量超過了一百萬輛，其中包括大約四十萬輛小客車，這個(gè)比重正逐年增長(zhǎng)。北京、上海以及部分其它城市已經(jīng)采取限制自行車的使用政策。同時(shí)，我國(guó)是一個(gè)石油進(jìn)口國(guó)，但中國(guó)有大量的煤炭?jī)?chǔ)備可用來生產(chǎn)氫。 2001年，我國(guó)加大了它在燃料電池車輛研究方面的投資，保證在五年內(nèi)每年投資2000萬美元。2002年，中國(guó)科學(xué)院宣布大約用三年的時(shí)間，投資1200萬美元進(jìn)行氫技術(shù)研究，其中包括質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)。通用汽車公司進(jìn)行了全新的嘗試要使國(guó)人確信燃料電池汽車時(shí)代即將到來。在2003年年末，通用公司舉行了一次高級(jí)會(huì)晤，提出修建氫基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)與擴(kuò)建汽油基礎(chǔ)設(shè)施相互合作，要使我國(guó)大步跨過內(nèi)燃機(jī)時(shí)代，直接奔向燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)

28、時(shí)代。通用公司估計(jì)建立一個(gè)充分滿足消費(fèi)者使用的氫基礎(chǔ)設(shè)施，大約需花費(fèi)60億到150億美元，而中國(guó)每年進(jìn)口石油大約需花費(fèi)220億美元（每天兩百萬桶，一桶30美元）。我國(guó)在燃料電池電動(dòng)車領(lǐng)域的研究水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相差無幾，由清華大學(xué)和北京富源新技術(shù)開發(fā)總公司聯(lián)合研制的我國(guó)第一輛質(zhì)子交換膜燃料電池電動(dòng)旅游觀光車，展示了國(guó)內(nèi)研制電動(dòng)車的最新技術(shù)。有關(guān)專家指出，我國(guó)完全有能力在這一領(lǐng)域趕超世界先進(jìn)水平。1998年北京世紀(jì)富原燃料電池公司研制我國(guó)第一輛PEMFC 8座小型電動(dòng)車，該車裝用5kW燃料電池，車速20km/h，一次加氫可行駛80km。1999年展示了電動(dòng)轎車。這個(gè)團(tuán)隊(duì)取得的標(biāo)志性進(jìn)展是北京富源正在

29、測(cè)試的用于公共汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的140千瓦燃料電池堆。2001年，北京綠能公司與清華大學(xué)和北京工業(yè)學(xué)院合作，研制出了以燃料電池為動(dòng)力的出租車、客車和12個(gè)座位的公共汽車。清華大學(xué)也研制了以燃料電池為動(dòng)力的公共汽車，現(xiàn)在他們與三星和豐田合作進(jìn)行車輛的研制工作。2001年，泛亞汽車技術(shù)中心研制出一款功能型車，冠名為鳳凰。它采用了別克的小型貨車車身和通用的燃料電池技術(shù)。該車采用通用車型HyWire，2002年在中國(guó)的一個(gè)技術(shù)論壇進(jìn)行展示，通用宣布要增加它在中國(guó)的投資。上海汽車集團(tuán)有自己獨(dú)立的計(jì)劃。它與同濟(jì)大學(xué)合作，在2003年研制出了名為超越1號(hào)的燃料電池較車，該車是以桑塔那2000為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的。上海汽車

30、集團(tuán)希望在2005年有一個(gè)實(shí)驗(yàn)車隊(duì)。上海神力科技有限公司創(chuàng)建于1998年。在短短的時(shí)間里它示范了用40千瓦燃料電池的jitney、汽車、摩托車和電動(dòng)自行車?，F(xiàn)在正在研究在面包車上裝用80千瓦的質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)。紅旗混合動(dòng)力轎車和解放混合動(dòng)力轎車在中國(guó)一汽誕生；在今年5月世界氫能大會(huì)上，我國(guó)自主研發(fā)的燃料電池轎車和城市客車樣車與世界領(lǐng)先的奔馳公司的樣車并肩駛上長(zhǎng)安街，引起了世界的驚贊。而這些，是在國(guó)家“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)的組織下取得的。2001年至2003年，完成了第一輪功能樣車的研發(fā)和全面考核、分析；2003年至2004年，轉(zhuǎn)入了第二輪性能樣車的研發(fā)和全面考核階段。在2004

31、年10月9日至14日舉行的上海必比登國(guó)際清潔能源汽車挑戰(zhàn)賽上，我國(guó)自主研制的電動(dòng)汽車全面展示，在排放、燃耗、動(dòng)力性能、制動(dòng)、噪聲、拉力賽等所有規(guī)定項(xiàng)目中，與世界各國(guó)的清潔能源汽車同臺(tái)競(jìng)賽，得到了檢驗(yàn)，電動(dòng)汽車專項(xiàng)參賽團(tuán)隊(duì)整體取得了優(yōu)異成績(jī)。目前，已研發(fā)出具有我國(guó)自主產(chǎn)權(quán)的純電動(dòng)轎車和客車、混合動(dòng)力轎車和客車、燃料電池轎車和客車的實(shí)用化樣車，并分別按照相關(guān)規(guī)程初步完成了道路試驗(yàn)和可靠性工況試驗(yàn)，性能指標(biāo)不斷提高。參加研發(fā)的有關(guān)汽車企業(yè)（如一汽、東風(fēng)等）還開展了市場(chǎng)調(diào)查、路況分析等工作，把研制的車型列入了企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。在今年10月舉行的必比登世界清潔汽車挑戰(zhàn)賽上，我國(guó)自主研發(fā)的燃料電池轎車在7

32、個(gè)單項(xiàng)獎(jiǎng)中獲得了5個(gè)A(在高速蛇形障礙賽、噪音、排放、能耗、溫室氣體減排5個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)方面的最高等級(jí))的好成績(jī)，燃料電池城市客車也以較高的技術(shù)性能和可靠性在挑戰(zhàn)賽中取得了良好成績(jī)。東風(fēng)電動(dòng)車輛有限公司的電動(dòng)汽車已完成整車及零部件成本控制分析報(bào)告、對(duì)零部件的設(shè)計(jì)指導(dǎo)并完成了武漢工況測(cè)定；一汽已完成北京和長(zhǎng)春的道路行駛工況測(cè)定，將把863課題研發(fā)成果，應(yīng)用于正開發(fā)的解放牌CA6110D2N（性能樣車）上。整車試制裝配依托一汽客車有限公司，整車上裝部分在其下屬的一汽無錫客車廠進(jìn)行。奇瑞汽車和長(zhǎng)安汽車分別承擔(dān)的混合動(dòng)力汽車經(jīng)過兩輪研發(fā)，也都在向產(chǎn)業(yè)化靠近。奇瑞使用自己的品牌轎車并為混合動(dòng)力汽車開發(fā)專用發(fā)

33、動(dòng)機(jī)，正在制定小批量生產(chǎn)規(guī)劃；長(zhǎng)安以同步開發(fā)的新車型MPV（7人座）為混合動(dòng)力研發(fā)對(duì)象，采用與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的ISG電機(jī)和成本最低的MT方案，目前整車沖壓、涂裝、焊接、總裝等生產(chǎn)線已完成安裝、調(diào)試、運(yùn)行，根據(jù)設(shè)計(jì)綱要，混合動(dòng)力汽車將與傳統(tǒng)汽車共線生產(chǎn)。目前，純電動(dòng)轎車和純電動(dòng)客車均已通過國(guó)家質(zhì)檢中心的型式認(rèn)證試驗(yàn)。天津清源電動(dòng)車輛有限公司等單位研發(fā)的純電動(dòng)轎車分別在天津泰達(dá)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、浙江杭州、山東威海等地進(jìn)行試驗(yàn)示范運(yùn)行；北京理工大學(xué)等單位小批量研發(fā)生產(chǎn)的4種車型近40輛公交車即將投入北京市奧運(yùn)電動(dòng)示范車隊(duì)的示范運(yùn)行。在科技部支持下，北京、武漢、天津、威海4個(gè)城市已開展電動(dòng)汽車試驗(yàn)示

34、范，北京、上海還承擔(dān)了聯(lián)合國(guó)開發(fā)計(jì)劃署、全球環(huán)境基金支持的國(guó)際燃料電池公共汽車示范項(xiàng)目，電動(dòng)汽車專項(xiàng)的實(shí)施得到了很多地方政府的大力支持并已經(jīng)列入當(dāng)?shù)卣I(yè)發(fā)展規(guī)劃。上海市把燃料電池汽車作為未來汽車支柱產(chǎn)業(yè)列入“科教興市”主戰(zhàn)略重點(diǎn)扶持；北京市為了實(shí)現(xiàn)綠色奧運(yùn)的目標(biāo)，已生產(chǎn)了22輛電動(dòng)公交車、4輛電動(dòng)旅游客車、10輛電動(dòng)中巴公交客車，目前正在研究解決電動(dòng)汽車載客上路運(yùn)行的牌照問題；湖北省武漢市混合動(dòng)力電動(dòng)汽車商業(yè)化示范運(yùn)營(yíng)已于2003年11月8日正式啟動(dòng)，兩批共投入了6輛公交車進(jìn)入試運(yùn)行，已累計(jì)運(yùn)行8萬多公里，載客17萬人次。科技部、北京市、上海市與由聯(lián)合國(guó)開發(fā)計(jì)劃署（UNDP）和全球環(huán)境基金

35、（GEF）共同資助、在北京和上海實(shí)施的燃料電池公共汽車示范項(xiàng)目進(jìn)展順利，目前已與德國(guó)戴克公司簽訂供車合同，成為UNDP/GEF資助的全球5個(gè)示范國(guó)家中第一個(gè)成功進(jìn)行國(guó)際招標(biāo)的國(guó)家。目前正在準(zhǔn)備第二期項(xiàng)目申請(qǐng)，并擬在第二階段實(shí)施中將我國(guó)自主研發(fā)的燃料電池汽車加入車隊(duì)示范運(yùn)行。此外，在湖南株洲市，由株洲時(shí)代集團(tuán)研發(fā)的4輛混合動(dòng)力和純電動(dòng)城市客車，即將在該市主要公交線路上示范運(yùn)行；在浙江杭州市，由浙江萬向集團(tuán)研發(fā)的5輛純電動(dòng)公交車、10輛純電動(dòng)轎車已通過2萬公里以上的路試，年底前將有2輛在環(huán)西湖旅游公交線上示范運(yùn)行；內(nèi)蒙古包頭市等也在積極準(zhǔn)備開展示范運(yùn)行。聯(lián)想集團(tuán)與北京星恒電源等單位聯(lián)合成立了注冊(cè)資

36、金8200萬元的蘇州星恒電源有限公司，開展系列鋰離子動(dòng)力電池的開發(fā)；東風(fēng)電動(dòng)車輛有限公司兼并武漢客車廠得到了新的發(fā)展；法國(guó)電力公司等國(guó)外企業(yè)也對(duì)我國(guó)的電動(dòng)汽車關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)出投資愿望。新型企業(yè)模式的運(yùn)作為我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，有的已引起了國(guó)內(nèi)外投資者以及競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的關(guān)注。大汽車企業(yè)已成電動(dòng)汽車技術(shù)創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)組織基礎(chǔ)。從2001年電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)啟動(dòng)開始，我國(guó)各大汽車企業(yè)就以各種方式積極參與專項(xiàng)組織的團(tuán)隊(duì)協(xié)作式自主研發(fā)。一汽集團(tuán)、東風(fēng)集團(tuán)、長(zhǎng)安、奇瑞等汽車企業(yè)直接承擔(dān)專項(xiàng)課題，成為混合動(dòng)力汽車研發(fā)的主力；上汽集團(tuán)則作為大股東與同濟(jì)大學(xué)等高校和研究機(jī)構(gòu)共同成立了上海燃料電池汽車動(dòng)力

37、系統(tǒng)有限公司，承擔(dān)燃料電池汽車轎車的研發(fā)，著眼于更靠近前沿的燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)的自主研發(fā)；天津汽車工業(yè)集團(tuán)、北京客車總廠、北京尼奧普蘭、武漢客車廠等汽車企業(yè)作為聯(lián)合承擔(dān)單位則分別承擔(dān)了燃料電池城市客車、純電動(dòng)轎車和城市公交車等車型的開發(fā)。這些大汽車企業(yè)的參與為電動(dòng)汽車專項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新奠定了堅(jiān)實(shí)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。2004年9月15日，一汽與豐田決定2005年內(nèi)合作生產(chǎn)“普銳斯”混合動(dòng)力車。雖然價(jià)格不易占優(yōu)，也缺乏配套，但豐田首次在國(guó)外生產(chǎn)混合動(dòng)力車就選擇中國(guó)，大有影響中國(guó)相關(guān)汽車標(biāo)準(zhǔn)，迫使競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手跟進(jìn)之意。至于一汽希望在新“紅旗”上采用混合動(dòng)力，恐怕不易得到豐田的關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)讓。2004年10月，通用汽

38、車也決定與上汽集團(tuán)合作開展混合動(dòng)力客車的商業(yè)示范運(yùn)行。廣州本田雖然對(duì)市場(chǎng)有所觀望，但據(jù)說也正考慮在華生產(chǎn)“雅閣”混合動(dòng)力車。由于汽車是移動(dòng)式交通工具，因此要求車用燃料電池具有較高的能量密度以及作為車輛所必需的快速起動(dòng)和動(dòng)力響應(yīng)的能力，同時(shí)，具有成本低、安全性好、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。從能量密度、操作溫度、耐CO2能力以及耐振動(dòng)沖擊能力等來看，質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)最適合用作電動(dòng)汽車的動(dòng)力電源，它與電動(dòng)機(jī)結(jié)合后，成為一種新概念的動(dòng)力機(jī)，是內(nèi)燃機(jī)最強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者。三、中國(guó)的燃料電池技術(shù)隨著燃料電池的商業(yè)化推廣，市場(chǎng)前景十分廣闊。人們預(yù)測(cè)，燃料電池將成為繼火電、水電、核電后的第四代發(fā)電方式，它將引

39、發(fā)21世紀(jì)新能源與環(huán)保的綠色革命。目前，我國(guó)傳統(tǒng)能源利用依靠煤、油的方式給我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展造成了許多不安全因素，汽車工業(yè)乃至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展也受到了巨大的挑戰(zhàn)。21世紀(jì)，氫能經(jīng)濟(jì)將給我國(guó)汽車工業(yè)帶來一次難得的跨越式發(fā)展機(jī)會(huì)，加快我國(guó)氫燃料電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展對(duì)我國(guó)能源安全以及實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)跨越式發(fā)展有重要意義。氫能經(jīng)濟(jì)將是從新能源角度來構(gòu)建的一種經(jīng)濟(jì)，氫燃料電池技術(shù)是氫能經(jīng)濟(jì)中的最重要的關(guān)鍵技術(shù)。目前，我國(guó)在大力發(fā)展燃料電池電動(dòng)汽車時(shí)，應(yīng)注意加大力度從根本上、源頭上支持燃料電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，就好像發(fā)展電腦產(chǎn)業(yè)，就應(yīng)大力實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)-芯片的國(guó)產(chǎn)化一樣。因此，燃料電池技術(shù)本身的產(chǎn)業(yè)化是發(fā)展我

40、國(guó)燃料電池電動(dòng)車的先決條件。氫能經(jīng)濟(jì)將以燃料電池產(chǎn)業(yè)為中心構(gòu)建一條宏大的產(chǎn)業(yè)鏈，包括氫氣制造、生產(chǎn)、儲(chǔ)存及運(yùn)輸，燃料電池上游原材料的生產(chǎn)、下游的應(yīng)用等。燃料電池不僅能在電動(dòng)車上得到應(yīng)用，而且可以作為分散式、移動(dòng)式發(fā)電站得到應(yīng)用。燃料電池加氫氣罐是一種發(fā)電裝置，既可以為汽車提供電能動(dòng)力，也可以為用戶發(fā)電提供用電服務(wù)。氫燃料電池電動(dòng)車的最大特點(diǎn)是核心動(dòng)力心臟部分由燃料電池加氫氣罐組成，而不同于傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)加油箱組成。氫燃料電池電動(dòng)車的性能、價(jià)格甚至產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程主要取決于其動(dòng)力心臟-燃料電池加氫氣罐的性能、價(jià)格及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的成熟程度。近幾年我國(guó)燃料電池的研究開發(fā)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，特別在質(zhì)子交換膜

41、燃料電池方面，達(dá)到或接近了世界水平；在熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池技術(shù)等方面也取得一些進(jìn)展。但在總體上，我國(guó)燃料電池仍處于科研階段，與國(guó)外相比，水平較低。發(fā)達(dá)國(guó)家都已將大型燃料電池的開發(fā)作為重點(diǎn)研究項(xiàng)目，并取得了許多重要成果，各等級(jí)的燃料電池發(fā)電廠相繼建成，即將取代傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)及內(nèi)燃機(jī)而廣泛應(yīng)用于發(fā)電及汽車動(dòng)力。我國(guó)應(yīng)集中研究力量，加大投入，大力推動(dòng)燃料電池發(fā)電技術(shù)的研究開發(fā)和應(yīng)用工作?！叭剂想姵丶夹g(shù)”是我國(guó)“九五”期間的重大發(fā)展項(xiàng)目，目標(biāo)是，利用我國(guó)的資源優(yōu)勢(shì)，從高起點(diǎn)做起，加強(qiáng)創(chuàng)新；在“九五”期間，使我國(guó)燃料電池的技術(shù)發(fā)展接近國(guó)際水平。內(nèi)容包括“質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)”、“熔融碳酸

42、鹽燃料電池技術(shù)”及“固體氧化物燃料電池技術(shù)”三大項(xiàng)目，其中，用于電動(dòng)汽車的“5kW質(zhì)子交換膜燃料電池”列為開發(fā)的重點(diǎn)。此項(xiàng)任務(wù)由中國(guó)科學(xué)院及部門所屬若干研究所承擔(dān)。所定目標(biāo)業(yè)已全部實(shí)現(xiàn)。在質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）方面，我國(guó)研究開發(fā)的這類電池已經(jīng)達(dá)到可以裝車的技術(shù)水平，可以與世界發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)，而且在市場(chǎng)份額上，可以并且有能力占有一定比例。我國(guó)自把質(zhì)子交換膜燃料電池列為九五科技攻關(guān)計(jì)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目以后，以大連化學(xué)物理研究所為牽頭單位，在全國(guó)范圍內(nèi)全面開展了質(zhì)子交換膜燃料電池的電池材料與電池系統(tǒng)的研究，取得了很大進(jìn)展，相繼組裝了多臺(tái)百瓦、1kW-2kW、5kW、10kW至30kW電池組與電池系

43、統(tǒng)。5kW電池組包括內(nèi)增濕部分,其重量比功率為100W/kg，體積比功率為300W/L。千瓦級(jí)電池系統(tǒng)作為動(dòng)力源，已成功地進(jìn)行了應(yīng)用試驗(yàn)。由6臺(tái)5kW電池組構(gòu)成的30kW電池系統(tǒng)已成功地用作中國(guó)首臺(tái)燃料電池輕型客車動(dòng)力源。裝車電池最大輸出功率達(dá)46千瓦。目前該車最高時(shí)速達(dá)60.6km/h，為燃料電池電動(dòng)汽車的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。該電池堆整體性能相當(dāng)于奔馳、福特與加拿大巴拉德公司聯(lián)合開發(fā)的MK7質(zhì)子交換膜燃料電池電動(dòng)車的水平。我國(guó)目前正在進(jìn)行大功率質(zhì)子交換膜燃料電池組的開發(fā)和燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)集成的研究。在熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）方面，我國(guó)已經(jīng)研制出和型偏鋁酸鋰粗、細(xì)粉料，制備出大面積（大

44、于0.2m2）的電池隔膜，預(yù)測(cè)隔膜壽命超過3萬小時(shí)。在進(jìn)行材料部件研究的基礎(chǔ)上，成功組裝和運(yùn)行了千瓦級(jí)電池組。在固體氧化物燃料電池（SOFC）技術(shù)方面，已經(jīng)制備出厚度為5-10m的負(fù)載型致密YSZ電解質(zhì)薄膜，研制出一種能用作中溫SOFC連接體的Ni基不銹鋼材料。負(fù)載型YSZ薄膜基中溫SOFC單體電池的最大輸出功率密度達(dá)到0.4W/cm2,負(fù)載型LSGM薄膜基中溫SOFC單體電池的最大輸出功率密度達(dá)到0.8W/cm2。這些技術(shù)創(chuàng)新為研制千瓦級(jí)、十千瓦級(jí)中溫固體氧化物燃料電池發(fā)電技術(shù)的研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。去年5月在北京召開的世界氫能大會(huì)上，我國(guó)自主研發(fā)的燃料電池轎車和客車樣車與世界領(lǐng)先的奔馳公司樣

45、車同堂展示，引起了世界的驚贊。在10月舉行的必比登世界清潔汽車挑戰(zhàn)賽上，我國(guó)自主研發(fā)的燃料電池轎車在7個(gè)單項(xiàng)獎(jiǎng)中獲得5個(gè)A(在高速蛇行障礙賽、噪音、排放、能耗、溫室氣體減排5個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)方面的最高等級(jí))的好成績(jī)，燃料電池城市客車也以較高的技術(shù)性能和可靠性在挑戰(zhàn)賽中取得了良好成績(jī)。今年，上汽研制出滿足工業(yè)化生產(chǎn)工藝的燃料電池汽車產(chǎn)品技術(shù)平臺(tái)和原型車樣。在合作伙伴方面，將一方面加大對(duì)科研機(jī)構(gòu)和高效燃料電池車項(xiàng)目的支持，另一方面通過多種方式與通用等國(guó)外大公司建立技術(shù)合作關(guān)系；在產(chǎn)品進(jìn)度方面，上汽已經(jīng)在引進(jìn)美國(guó)通用燃料電池車的基礎(chǔ)上，由上海泛亞汽車技術(shù)中心改裝調(diào)試而成一款氫燃料電池汽車，并已做過展示。近

46、日，武漢理工大學(xué)和東風(fēng)汽車公司聯(lián)手研制完成一輛銀灰色東風(fēng)牌氫燃料電池車楚天一號(hào)得到了以中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院查全性、衣寶廉、張壽榮等3名院士為首的專家組的驗(yàn)收。這標(biāo)志著我國(guó)氫燃料電池電動(dòng)車技術(shù)研發(fā)成功。 楚天一號(hào)由和武漢理工大學(xué)。東風(fēng)汽車公司出資1000萬元，武漢理工大學(xué)整合學(xué)校技術(shù)資源攻關(guān)。經(jīng)過兩年多的努力，由愛麗舍轎車改裝的燃料電池電動(dòng)汽車楚天一號(hào)終于問世，這是繼上海研制的超越號(hào)之后，我國(guó)研發(fā)成功的第二臺(tái)燃料電池轎車型樣車。與普通汽車發(fā)動(dòng)機(jī)相比，楚天一號(hào)的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)具有功率高、響應(yīng)速度快、輸出功率強(qiáng)的特點(diǎn)，最高時(shí)速超過100公里，其體積接近于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，完全適于安裝在轎車前艙。參加驗(yàn)收

47、的專家組認(rèn)為，楚天一號(hào)具有完全獨(dú)立的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其整車達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，與國(guó)際水平同步。專家們建議加快燃料電池電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，盡快將燃料電池電動(dòng)車技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。四、國(guó)外燃料電池技術(shù)發(fā)展迅猛燃料電池是新世紀(jì)最有前途的清潔能源，是替代傳統(tǒng)能源的最佳選擇。因此，燃料電池技術(shù)的研究開發(fā)受到許多國(guó)家的政府和跨國(guó)大公司的極大重視。美國(guó)將燃料電池技術(shù)列為涉及國(guó)家安全的技術(shù)之一，時(shí)代周刊將燃料電池電動(dòng)汽車列為21世紀(jì)10大高技術(shù)之首；日本政府認(rèn)為燃料電池技術(shù)是21世紀(jì)能源環(huán)境領(lǐng)域的核心；加拿大計(jì)劃將燃料電池發(fā)展成國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)。近十年來，國(guó)外政府和企業(yè)在燃料電池方面的投資額超過100億美元。為開發(fā)

48、燃料電池，戴姆勒克萊斯勒公司一家近年來每年就投入10億美元，豐田公司的年投資額超過50億日元。殼牌打算到2006年投資10億美元以上，英國(guó)石油公司和?？松?美孚等能源巨頭也都有計(jì)劃，此外還有全球100多家燃料電池制造商的努力。歐、美發(fā)達(dá)國(guó)家和日本等國(guó)政府和企業(yè)界都將大型燃料電池的開發(fā)作為重點(diǎn)研究項(xiàng)目，并且已取得了許多重要成果，PEMFC技術(shù)已發(fā)展到實(shí)用階段，使得燃料電池即將取代傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)及內(nèi)燃機(jī)而廣泛應(yīng)用于發(fā)電及汽車上。2MW、4.5MW、11MW成套燃料電池發(fā)電設(shè)備已進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)，各等級(jí)的燃料電池發(fā)電廠相繼在一些發(fā)達(dá)國(guó)家建成，其中，國(guó)際燃料電池產(chǎn)業(yè)巨頭加拿大巴拉德公司籌資3.2億美元，建成

49、的燃料電池廠已于2001年2月正式投產(chǎn)。美國(guó)和歐洲將成批生產(chǎn)低成本的家用供電供暖燃料電池作為最近的開發(fā)計(jì)劃。目前，在北美、日本和歐洲，燃料電池發(fā)電正快速進(jìn)入工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用的階段。國(guó)際上最著名的氫燃料電池公司，如加拿大的Ballard Power Systems、美國(guó)的Plug Power等認(rèn)為：氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用最先發(fā)生在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)業(yè)化方面技術(shù)上已經(jīng)成熟。?？怂谷剂想姵仄嚥捎肂allard燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)，利用氫和氧將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，用電力?qū)動(dòng)汽車電動(dòng)機(jī)，排污量接近于0。目前，車用氫燃料電池已成為世界各大汽車公司技術(shù)開發(fā)的重中之重。迄今為止，世界六大汽車公司在開發(fā)氫燃料電池。五、燃料電

50、池的優(yōu)點(diǎn)1、 節(jié)能、轉(zhuǎn)換效率高、不需要石油燃料除用汽油重整產(chǎn)生氫氣外，其他（甲醇、碳?xì)浠衔锏龋┤剂匣静挥檬腿剂稀Ｓ砂l(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)到車輪的綜合效率，內(nèi)燃機(jī)汽車為11左右。以氫氣為燃料的FCEV實(shí)際效率達(dá)到5070；用甲醇為燃料，經(jīng)過重整產(chǎn)生氫氣FCEV，實(shí)際效率達(dá)到34?？梢?，F(xiàn)CEV的實(shí)際效率大大高于內(nèi)燃機(jī)汽車。內(nèi)燃機(jī)在額定功率附近才有最高效率，而在部分功率輸出條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，效率迅速降低。燃料電池在額定功率下的效率可以達(dá)到60，而在部分功率輸出條件下運(yùn)轉(zhuǎn)效率可以達(dá)到70，在過載功率輸出條件下運(yùn)轉(zhuǎn)效率可以達(dá)到5055。高效率隨功率變化的范圍很寬，在低功率下運(yùn)轉(zhuǎn)下率高，特別適合于汽車動(dòng)力性能

51、的要求。內(nèi)燃機(jī)過載能力低，在過載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易熄火。燃料電池短時(shí)間的過載能力，可以達(dá)到額定功率的200，非常適合汽車在加速和爬坡時(shí)動(dòng)力性能的特征。所以，燃料電池的節(jié)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過內(nèi)燃機(jī)，而且穩(wěn)定性和可靠性高于內(nèi)燃機(jī)。2、 排放達(dá)到零污染內(nèi)燃機(jī)排放廢氣中的有害氣體，對(duì)環(huán)境造成的污染是內(nèi)燃機(jī)汽車的致命缺點(diǎn)，盡管采取了各種各樣的機(jī)內(nèi)和機(jī)外的技術(shù)措施，只能是達(dá)到低污染的水平，由于內(nèi)燃機(jī)汽車的數(shù)量龐大，即使是低污染也給地球環(huán)境帶來巨大影響。用氫氣作為燃料的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)主要生成物質(zhì)為水，屬于零污染。用碳?xì)浠衔镒鳛槿剂系娜剂想姵匕l(fā)動(dòng)機(jī)主要生成物質(zhì)為水、二氧化碳和一氧化碳等，屬于超低污染。出于對(duì)地球環(huán)境保護(hù)的要求和謀求新的能源，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)是比較理想的動(dòng)力裝置，并