燃料电池汽车的发展：新能源汽车技术概述

1.燃料电池汽车的发展阶段

据衣宝廉院士介绍，从国际上来看，氢燃料电池汽车发展到现在可以分为三个阶段。

1）第一阶段为1990—2005年

1990年美国能源署开始制定氢能和燃料电池研发和示范项目，世界发达国家（地区）纷纷加紧氢能与燃料电池的研发部署。当时人们对这项技术的攻关难度理解不够，以为燃料电池汽车可能在1995年左右实现产业化，实际上做出的三辆氢燃料电池汽车在试验阶段稳定运行很好，但放在芝加哥上路运行不到一个月全部垮掉，大家这才意识到燃料电池不适用于汽车的工况。

2）第二个阶段是2005—2012年

用了7年时间终于解决了燃料电池的工况适应性问题，燃料电池比功率达到了2 kW/L，在零下30℃也能储存和起动，基本上满足了车用要求。

3）第三阶段是2012年至今

丰田燃料电池比功率达到了3.1 kW/L，并在2014年12月15日宣布，“未来”氢燃料电池汽车实现商业化，进入了商业推广阶段，其后，本田公司与现代公司也推出了燃料电池商业化车。因此，从商业化角度，有人把2015年誉为燃料电池汽车的元年。(www.xing528.com)

2.燃料电池汽车发展所面临的问题

据中国客车网的报道，当前国际氢燃料电池汽车的现状为:氢燃料电池汽车已经渡过技术开发阶段，进入市场导入阶段。燃料电池发动机功率密度大幅提升，已经达到传统内燃机的水平；基于70 MPa储氢技术，续航里程达到传统车水平（燃料填充＜5 min）；燃料电池寿命满足商用要求（5 000 h）；低温环境适应性提高，可适应-30℃的气候，车辆适用范围达到传统车水平。通过技术进步降低成本、批量制造的开发，以及加氢站的建设成为下一步研发重心；铂用量的降低，特别是采用非铂催化剂是长期而艰巨的任务。

衣宝廉认为，现在产业化的关键问题是进一步建立生产线、降低成本和加氢站的建设，这是目前全球燃料电池汽车发展的共同问题。从燃料电池发动机来看，它现在可以做到体积可以跟内燃机进行互换。从寿命来看，大巴车已经达到了1.8万h，小型车也超过了5 000 h，主要是因为采用了“电-电”混合方式，即二次电池与燃料电池混合驱动策略，使燃料电池在相对平稳状态工作，大幅提高了燃料电池的耐久性。

从成本来看，目前如果按年产50万辆计，燃料电池每千瓦成本大约是49美元，这个价格是可以接受的。业内有种看法是燃料电池汽车受铂资源的限制，现在氢燃料电池铂用量国际先进水平能达到0.2 g/kW，国内目前水平是0.4 g/kW左右，产业化的需求是要降低到小于0.1 g/kW，即与汽车尾气净化器用的贵金属量相当，这是需要依靠技术进步逐步实现的。

衣宝廉院士透露，现在国际各大汽车公司竞争的技术水平都是在燃料电池小轿车上体现，而小轿车对加氢站的数量依赖度较高，当加氢站不能够达到像加油站那么普及时，选择大巴车、物流车或轨道交通车发展是比较实际的做法。也就是对加氢站依赖度越低，越容易首先实现燃料电池汽车产业化，不会让用户产生加氢焦虑。

衣宝廉说，从全球发展来看，燃料电池汽车现在已经进入商业化导入期，当下的焦点就是降低成本和加氢站的建设。燃料电池发动机从性能、体积上可以实现与传统内燃机互换，低温适应性可以达到-30℃，行驶里程可以达到700 km，一次加氢小于5 min，跟燃油车效果完全是一样的。随着企业界的参与，产品工艺的定型，批量生产线的建立，以及关键材料与部件国产化，相信燃料电池成本会得到大幅度降低。此外，要加大力度推进加氢站的建设，目前，我国一些能源公司、工业副产氢公司及地方政府对加氢站建设表现了极大的兴趣，纷纷制定规划投入开发，开始从事加氢站的建设，从数量上逐渐满足区域性加氢（如公交运营线、物流区等）需求。