鉅大LARGE | 點擊量：1560次 | 2021年05月18日
氫燃料動力電池汽車的概念,特點及發(fā)展現(xiàn)狀
一、氫燃料動力電池汽車
隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車作為應(yīng)用最廣泛的交通工具，呈現(xiàn)出多元化的技術(shù)路線。其中以電動汽車為主的新能源汽車越來越成熟，保有量不斷新增，2017年底全國新能源汽車市場規(guī)模已超過170萬輛，2018年1-十一月產(chǎn)銷量均突破100萬輛，提前完成年度目標。
按照百度百科的含義，電動汽車（BEV）是指以車載電源為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。重要分為三大類：純電動汽車（BEV）、混合動力汽車（HEV）、燃料動力電池汽車（FCEV）。
燃料動力電池汽車一般以氫作為車輛能源來源，它的原理是電解水的逆反應(yīng)：把氫輸入燃料動力電池中，氫原子的電子被質(zhì)子交換膜阻隔，通過外電路從負極傳導(dǎo)到正極，成為電能驅(qū)動電動機，作為車輛動力來源；質(zhì)子卻可以通過質(zhì)子交換膜與氧化合為純凈的水霧排出，同時實現(xiàn)零排放。
二、氫燃料動力電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
目前氫燃料動力電池汽車重要應(yīng)用在乘用車、物流車和大客車三個領(lǐng)域。
國際上，日韓、歐洲和北美是氫燃料動力電池研發(fā)和應(yīng)用的重要地區(qū)，豐田、本田、現(xiàn)代、奔馳等車企的都推出了乘用量產(chǎn)車型，截止到2017年，銷售6475輛；尼古拉、豐田、現(xiàn)代等車企正在開發(fā)商用車，尼古拉在研重卡，預(yù)計續(xù)航達到1930km，通用和本田合作建廠，2020年投產(chǎn)；豐田開始擴大產(chǎn)量，2020年開始大規(guī)模生產(chǎn)。
國內(nèi)上汽集團偏重于氫燃料動力電池乘用車開發(fā)，其產(chǎn)品榮威950已進入小規(guī)模量產(chǎn)階段；東風(fēng)特汽生產(chǎn)的氫燃料動力電池物流車應(yīng)用情況良好，在上海已廣泛應(yīng)用于快遞、物流公司；宇通客車、北汽福田、佛山飛馳、長城汽車等20多家車企的氫燃料動力電池大客車則在北京、廣東等地開始小規(guī)模商業(yè)化運營。
此外，氫燃料動力電池廣泛的利用在特種、航天、特種、艦船等多方面的能源應(yīng)用，氫燃料動力電池的民用和小型化技術(shù)的發(fā)展將為分布式能源帶來新的契機，利用現(xiàn)有的過剩水電、風(fēng)電、太陽能電、潮汐電等發(fā)電方式，電解水制氫氣，然后利用氫燃料動力電池為住宅、社區(qū)甚至城鎮(zhèn)供應(yīng)電能和熱能。這個產(chǎn)業(yè)鏈極大程度的提高了現(xiàn)有能源體系的效率，降低了污染排放，或成為將來的理想能源利用方式。
三、氫燃料動力電池車輛發(fā)展與其他車輛的比較
目前，幾種較為成熟的氫燃料動力電池汽車參數(shù)如下：1.氫燃料動力電池車輛相對燃油車輛的優(yōu)缺點
優(yōu)點：能量密度高，能量轉(zhuǎn)換效率高，更節(jié)能；有環(huán)保優(yōu)勢，僅排放水，對空氣沒有污染；運行噪音??；行駛里程長，充滿氣瓶行駛里程超過600公里；結(jié)構(gòu)簡單，用電便利，容易和智能系統(tǒng)融合；安全性高，燃料不容易泄露；燃料價格有小幅度優(yōu)勢；車輛維修簡單，維護成本較低。
缺點：技術(shù)門檻高，不利于推廣；車輛價格貴，目前的車輛價格30萬人民幣以上；現(xiàn)有車型少，重要是小型轎車，其他車型開發(fā)較少；加注站網(wǎng)絡(luò)沒有加油站多。
2.氫燃料動力電池車輛相對電動汽車輛的優(yōu)缺點
優(yōu)點：能量密度高，能量轉(zhuǎn)換效率高，更節(jié)能；電池使用壽命長，20年以上，沒有衰減；電池體積小，車輛安全性更高；續(xù)航里程長，充滿氣瓶行駛里程超過600公里；加注速度和燃油車輛一致僅3-5分鐘；同等功率的氫燃料動力電池重量不到化學(xué)電池的1/2，可以大大減輕行動裝置的負擔；從城市的供電負擔來看，大力發(fā)展電動汽車輛，對城市原有的供電系統(tǒng)會帶來很大的負擔，但氫燃料動力電池車輛屬于分布式能源應(yīng)用，不會對原有的能源供應(yīng)體系帶來不利影響。
缺點：技術(shù)門檻高，不利于推廣；車輛價格貴，目前的車輛價格30萬人民幣以上；要依靠加氫站網(wǎng)絡(luò)充氫氣。
四、氫燃料動力電池車輛發(fā)展前景分析
1.技術(shù)替代的必然性。傳統(tǒng)的內(nèi)燃機能量轉(zhuǎn)化在技術(shù)層面已經(jīng)接近極限。由于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能過程中能量的浪費實在太高，其他方面即便做到極限，總的能量利用率也無法超過40％。所以，傳統(tǒng)內(nèi)燃機的淘汰幾乎是必然。在內(nèi)燃機領(lǐng)域中我國起步晚了那么多年，無法跟上。但在新能源領(lǐng)域，我國與世界上發(fā)達國家的技術(shù)差距確實要比內(nèi)燃機汽車小得多，而且就電動汽車來說，我國和美國等面對的問題是相同的，并不存在本質(zhì)差別。因此我國近年來大力推動新能源行業(yè)發(fā)展。
2.國家政策導(dǎo)向。氫燃料動力電池具有清潔環(huán)保、能量密度高、續(xù)駛里程遠等優(yōu)點，國家相關(guān)政策也在有意推動燃料動力電池車的發(fā)展。2017年起執(zhí)行的新版新能源汽車財政補貼政策規(guī)定，各類車型分別設(shè)置中央和地方補貼上限，2019-2020年中央及地方補貼標準和上限，在現(xiàn)行標準基礎(chǔ)上退坡20%。但燃料動力電池車的補貼標準保持不變，這表明了國家對燃料動力電池車的大力支持。以上海為例，每輛燃料動力電池大中型客車國家補貼50萬人民幣，地方則補貼60萬人民幣，關(guān)于燃料動力電池車的支持力度由此可見。
2016年十二月十九日，國務(wù)院印發(fā)《十三五國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，提出要系統(tǒng)推進燃料動力電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，到2020年，實現(xiàn)燃料動力電池車批量生產(chǎn)和規(guī)?；痉稇?yīng)用。
2017年十一月，受國家制造強國建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會、工業(yè)和信息化部委托，我國汽車工程學(xué)會組織逾500位行業(yè)專家歷時一年研究編制的《國家節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》公布，其中在燃料動力電池汽車板塊，總體思路如下：
近期（5年內(nèi)）以中等功率燃料動力電池與大容量動力鋰電池的深度混合動力構(gòu)型為技術(shù)特點，實現(xiàn)燃料動力電池汽車在特定地區(qū)的公共服務(wù)用車領(lǐng)域大規(guī)模示范應(yīng)用；2020年保有量達到5000輛。
中期（十年內(nèi)）以大功率燃料動力電池與中等容量動力鋰電池的電電混合為技術(shù)特點，實現(xiàn)燃料動力電池汽車的較大規(guī)模批量化商業(yè)應(yīng)用；2025年保有量達到5萬輛。
遠期（十五年內(nèi)）以全功率燃料動力電池為動力特點，在私人乘用車、大型商用車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)百萬輛規(guī)模的商業(yè)推廣；以可再生能源為主的氫能供應(yīng)體系建設(shè)與規(guī)模擴大支撐燃料動力電池汽車規(guī)?；l(fā)展；2030年保有量達到百萬輛級別。
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