氫燃料公交車開發(fā)技術(shù)路線的探討

氫燃料公交車開發(fā)技術(shù)路線的探討湖北省客車工程技術(shù)研究中心雷洪鈞2023/2/5-0-目錄/contents中國新能源汽車開發(fā)總的技術(shù)路線3一、對中國純電動(dòng)汽車目前的技術(shù)水平如何評(píng)價(jià)？5二、氫燃料電池公交車開發(fā)處于什么樣的時(shí)間節(jié)點(diǎn)？7三、我國氫燃料汽車產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)路線是什么？9四、2023/2/5-1-目錄/contents氫燃料汽車產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)的焦點(diǎn)是什么？11五、氫燃料電池的核心技術(shù)仍然在國外13六、我國氫燃料汽車開發(fā)起點(diǎn)是公交車14七、技術(shù)路線的研究的積極意義15八、2023/2/5-2-中國新能源汽車開發(fā)總的技術(shù)路線是什么？目前還沒有這樣提法，但實(shí)際上是有的。目前提法是新能源汽車技術(shù)路線圖。筆者理解，

中國新能源汽車開發(fā)總的技術(shù)路線是“純電驅(qū)動(dòng)”。具體分為：（1）純電動(dòng)汽車；（2）插電式混動(dòng)力汽車；（3）氫燃料電池汽車。上面三者是什么關(guān)系呢？筆者理解三者歸結(jié)為一個(gè)東西：“純電驅(qū)動(dòng)”。純電動(dòng)汽車以車載動(dòng)力蓄電池、接車外電源充電為根本特征；插電式混動(dòng)力汽車是在純電動(dòng)汽車基礎(chǔ)上增加了增程器（內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)）總成，給車載蓄電池補(bǔ)電的純電動(dòng)汽車；氫燃料電池汽車是氫燃料電池總成替代增程器（內(nèi)燃機(jī)發(fā)電）總成，給車載蓄電池補(bǔ)電的純電動(dòng)汽車。一、中國新能源汽車開發(fā)總的技術(shù)路線2023/2/5-3-“純電驅(qū)動(dòng)”概念的外延有：（1）目前車載內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力不再直接參與汽車的驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)汽車的唯一動(dòng)力源是車載電機(jī)；（2）車載電機(jī)能量來源，重點(diǎn)提倡由車外電源提供，在動(dòng)力電池比能量這個(gè)瓶頸沒有顯著的突破條件下，提倡使用增程器（內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)）總成對純電動(dòng)汽車進(jìn)行補(bǔ)電；（3）增程器（內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)）總成，如果使用的石化燃料，環(huán)保必須符合法律、法規(guī)要求；（4）使用氫燃料電池作為增程器，給車載蓄電池補(bǔ)電，就不存在環(huán)保問題。發(fā)展氫燃料電池汽車是客觀要求和必然趨勢。（5）純電驅(qū)動(dòng)的汽車外接電源充電功能，必須保留是基本要求。一、中國新能源汽車開發(fā)總的技術(shù)路線2023/2/5-4-目前，對中國純電動(dòng)汽車技術(shù)水平的評(píng)價(jià)很多。角度不同，結(jié)論也不一樣。比如，有人認(rèn)為中國純電動(dòng)汽車是垃圾；有人認(rèn)為純電動(dòng)汽車沒有技術(shù)含量等等。筆者認(rèn)為，中國純電動(dòng)汽車目前的技術(shù)水平處于已經(jīng)可以用，但是不好用的階段。具體理由是：（1）截止2015年底，中國新能源汽車保有量基本達(dá)到50萬輛，其中純電動(dòng)汽車已經(jīng)占主流。這個(gè)數(shù)據(jù)規(guī)模，足以說明，中國純電動(dòng)汽車已經(jīng)可以用。二、對中國純電動(dòng)汽車目前的技術(shù)水平如何評(píng)價(jià)？2023/2/5-5-（2）中國純電動(dòng)汽車不好用的例子太多了，不用細(xì)列?；驹蚴悄壳皠?dòng)力電池比能量（是汽油比能量的五分之一）離汽車的要求，距離較遠(yuǎn)，不是一般的遠(yuǎn)。持續(xù)提高動(dòng)力電池的比能量是科學(xué)技術(shù)研究層面的課題，而提高一個(gè)臺(tái)階都在是5-8年以上的時(shí)間。（3）動(dòng)力電池安全性、污染、低溫（高溫）等已經(jīng)不是科學(xué)研究層面的課題，而是工程應(yīng)用層面的、是能較好解決的產(chǎn)品性能（質(zhì)量）問題。（4）現(xiàn)實(shí)的問題是，動(dòng)力電池安全性、污染、低溫（高溫）在工程上采取的措施越多，而電池系統(tǒng)層面比能量會(huì)越低。這是比較頭痛的事情。二、對中國純電動(dòng)汽車目前的技術(shù)水平如何評(píng)價(jià)？2023/2/5-6-到2020年，中國新能源汽車保有量的規(guī)劃目標(biāo)是500萬輛，2014年年底，中央高層明確了中國新能源汽車總的技術(shù)路線是“純電驅(qū)動(dòng)”，分為三個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn):第一階段是純電動(dòng)汽車；第二階段是插電式混合動(dòng)力汽車；第三階段是氫燃料電池汽車。（1）純電動(dòng)汽車可以用，但是不好用。在城市公交、物流等方面基本沒有太多的問題，但對長途車而言，基本上還不能用。三、氫燃料電池公交車開發(fā)處于什么樣的時(shí)間節(jié)點(diǎn)？2023/2/5-7-（2）插電混合動(dòng)力汽車，可以用，也不是很好用。目前除了充電設(shè)施不健全以外，增程器（內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)）要達(dá)到歐5（歐6）排放要求，與提高動(dòng)力電池比能量的技術(shù)難度不差上下。（3）氫燃料電池汽車能不能用？目前還沒有肯定的答案。氫燃料電池公交車產(chǎn)品從2008年奧運(yùn)會(huì)開始導(dǎo)入中國。目前全世界都沒有產(chǎn)業(yè)化，基本上處于公交車示范運(yùn)營階段。在中國，“十三”規(guī)劃目標(biāo)是1000輛公交車示范運(yùn)營。三、氫燃料電池公交車開發(fā)處于什么樣的時(shí)間節(jié)點(diǎn)？2023/2/5-8-如何開發(fā)我國的氫能源汽車，不同的人角度不一樣，會(huì)有不同的表述。不同企業(yè)其開發(fā)路線實(shí)際上會(huì)有許多條。在彼此交流中，也會(huì)是公說公有理、婆說婆有理。這些也都是正常的現(xiàn)象。下面用工程上“關(guān)鍵路徑”的理論做指導(dǎo)，尋找具有“關(guān)鍵路徑”特征的技術(shù)路線，幫助開發(fā)人員，找到一條比較靠譜的開發(fā)路線，節(jié)省人力、財(cái)力和精力，一步一步走向成功。（1）認(rèn)可純電驅(qū)動(dòng)是我國新能源汽車開發(fā)總的技術(shù)路線。也就是說，純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線的確定是中國政府用了10多年示范推廣的歷史教訓(xùn)總結(jié)出來的，不是理論上的假設(shè)。作為企業(yè)的工程技術(shù)人員沒有必要再去質(zhì)疑他的準(zhǔn)確性、科學(xué)性。筆者的觀點(diǎn)，將其作為科學(xué)結(jié)論接受即可。四、我國氫燃料汽車產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)路線是什么？2023/2/5-9-（2）氫燃料汽車不是替代純電動(dòng)汽車，而是純電動(dòng)汽車的補(bǔ)充或者是延伸。純電動(dòng)汽車是氫燃料汽車產(chǎn)品研發(fā)成功的基礎(chǔ)，不存在彼此之間非此即彼的替代關(guān)系。（3）氫燃料電池作為增程器，將要替代目前增程器（內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)）總成，是一個(gè)基本趨勢。（4）插電混合動(dòng)力技術(shù)盡管是過渡的技術(shù)方案，但過渡期不會(huì)太短，長途車的插電混合動(dòng)力的生命周期是相當(dāng)長的。四、我國氫燃料汽車產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)路線是什么？2023/2/5-10-五、氫燃料汽車產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)的焦點(diǎn)是什么？氫燃料汽車產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)的焦點(diǎn)是增程器（氫燃料發(fā)電系統(tǒng)）總成的開發(fā)方案如何設(shè)計(jì)。方案1：增程器（內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)）總成由原來的燒油（或非氫氣）發(fā)電，升級(jí)為燒氫氣發(fā)電。歷史上有過國外大公司開發(fā)過氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，但是基本上沒有成功。如果今天不是動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，而是定位為增程器（燒氫氣的內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)）總成，其難度會(huì)小得多，目前國內(nèi)已經(jīng)有一些公司在開展這一個(gè)工作了。其效果如何，有待觀察。2023/2/5-11-方案2：增程器（氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)）總成。這是目前討論比較熱的話題，也可以細(xì)分2大類：方案2.1純氫氣瓶直接上車。要求通過工廠生產(chǎn)（提純5個(gè)9以上的純氫），加壓到70Mpa，再通過車載電堆系統(tǒng)總成發(fā)電。其難點(diǎn)是，5個(gè)9以上的純氫的加壓（釋壓）及運(yùn)輸工程是非常困難的；方案2.2甲醇上車，通過車載重整裝置制氫，再通過車載電堆總成發(fā)出電來。其難點(diǎn)是，重整制氫裝置上車的可靠性保障是非常困難的，要與汽車同生命周期生命，還有大量的工作要做。五、氫燃料汽車產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)的焦點(diǎn)是什么？2023/2/5-12-國外的氫燃料電池客車目前還停留在示范運(yùn)行的階段。國外的關(guān)鍵技術(shù)沒有得到突破，其生產(chǎn)成本較高，氫氣的制備、存儲(chǔ)、運(yùn)輸和加注，全產(chǎn)業(yè)鏈的開發(fā)是一個(gè)高度性系統(tǒng)化工程。我國氫燃料電池客車的關(guān)鍵技術(shù)缺失，核心零部件不能自主研發(fā)。大洋電機(jī)通過購買加拿大巴拉德公司股份，為國內(nèi)引進(jìn)氫燃料電池技術(shù)，通過消化吸收轉(zhuǎn)化為自主技術(shù)，提升氫燃料電池系統(tǒng)的可靠性、耐久性和環(huán)境適應(yīng)能力開創(chuàng)了一條新條新路。六、氫燃料電池的核心技術(shù)仍然在國外2023/2/5-13-中國政府發(fā)展燃料電池車的決心是堅(jiān)定而明確的?！吨袊圃?025》中對燃料電池汽車關(guān)鍵材料、零部件、燃料電池堆和整車性能，以及燃料電池汽車運(yùn)行規(guī)模做出了規(guī)劃。2015年到2020年燃料電池車的補(bǔ)貼不變，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)是中央地方1:1。國務(wù)院辦公廳也提出：對符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且日加氫能力不少于200公斤的新建燃料電池加氫站每個(gè)站獎(jiǎng)勵(lì)400萬元。2016年8月27日，聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署基于“中國燃料電池公共汽車商業(yè)化示范項(xiàng)目”在江蘇·如皋市正式啟動(dòng)。開發(fā)氫燃料電池公交車必將成為我國客車企業(yè)新一輪試比高低的新舞臺(tái)。七、我國氫燃料汽車開發(fā)起點(diǎn)是公交車2023/