鉅大LARGE | 點擊量：818次 | 2021年12月08日
世界燃料動力電池汽車技術動態(tài)及未來發(fā)展
簡介：近年來，美國、日本、歐洲發(fā)達國家領導人紛紛發(fā)表觀點，支持氫能和燃料動力電池技術發(fā)展。2003年歐盟前任主席普羅迪宣布，目標到本世紀中葉，逐步轉到一個基于可再生能源的，完全集成的氫能經(jīng)濟。2007年，歐洲議會...
近年來，美國、日本、歐洲發(fā)達國家領導人紛紛發(fā)表觀點，支持氫能和燃料動力電池技術發(fā)展。2003年歐盟前任主席普羅迪宣布，目標到本世紀中葉，逐步轉到一個基于可再生能源的，完全集成的氫能經(jīng)濟。2007年，歐洲議會主席公布了歐盟“有關通過地區(qū)、城市、中小公司和公民社會組織之間的合作建立歐洲綠色氫能經(jīng)濟和第三次工業(yè)革命的書面聲明”，提出到2025年要形成不同應用領域(便攜式、固定式、交通等)的氫燃料動力電池技術，并在所有歐盟成員國建立一個分布式氫能基礎設施體系。
正是基于對氫能發(fā)展前景的共同期待和對存在的技術風險的共識，2003年15個國家共同簽署協(xié)議，發(fā)起成立國際氫能經(jīng)濟合作伙伴計劃(IpHE)，以推動燃料動力電池、制氫、儲氫和標準法規(guī)等方面的國際合作。
為此，很多國家都在國家層面上形成完整的研究開發(fā)計劃。美國公布了《2030年及以后美國向氫經(jīng)濟轉型的國家愿景》，并依此制定了《國家氫能路線圖》。2005年，美國出臺《能源政策法》，將發(fā)展氫能和燃料動力電池技術的有關項目及其財政經(jīng)費權額度明確寫入法中。迄今，美國形成了較完整的推進氫能發(fā)展的國家法律、政策和科研計劃體系，以引導能源體系向氫能經(jīng)濟過渡。歐盟于2004年提出《邁向歐洲氫能路線圖》，日本在國家《新產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略》中將燃料動力電池列為國家重點推進的七大新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之首，從國家層面上著力推進。我國也非常重視燃料動力電池汽車等清潔汽車技術的發(fā)展，在國家《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》及相應的十大重點節(jié)能工程中，“十五”國家重大科技專項之一的“電動汽車專項”將燃料動力電池汽車列為重要內(nèi)容。
在各國政府的支持下，發(fā)達國家重要汽車公司都設有燃料動力電池汽車研究開發(fā)計劃，通用、戴克、豐田、本田等汽車公司均開發(fā)了燃料動力電池汽車并投人示范運行。同時，國際能源巨頭Bp、殼牌等也設立了氫能研究部門，支持氫能的研究和相關活動。
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%
通過各國政府及相關公司的不懈努力，在燃料動力電池汽車技術領域取得了很大進展，重要表現(xiàn)在以下5個方面：
(1)燃料動力電池功率密度不斷提高加拿大巴拉德公司2003年研制的燃料動力電池發(fā)動機XcellsisHY80采用902堆，最大輸出功率為68kW，體積為220L，質(zhì)量為220kg，體積和質(zhì)量功率密度分別為309W/L和309W/kg，已經(jīng)基本達到美國能源部FreedomCAR計劃中提出的2010年的目標。
(2)貴金屬用量大幅減少燃料動力電池電堆的鉑用量已從1990年的約5mg/cm2下降到0.5mg/cm2左右，并有望繼續(xù)降低。
(3)燃料動力電池汽車能量轉換效率可望繼續(xù)提高考慮“從礦井到車輪”的總體效率，燃料動力電池混合動力汽車“從油井到車輪”的總效率為29%，汽油機混合動力汽車普銳斯的總效率為28%。燃料動力電池汽車的能量轉換總效率將來有望提高到42%。
(4)燃料動力電池汽車的可靠性和耐久性明顯改善戴克和通用等汽車公司的試驗運行表明，燃料動力電池汽車的可靠性已有明顯提高，通用公司的燃料動力電池汽車已經(jīng)開展包裹快遞服務。
(5)燃料動力電池系統(tǒng)成本逐漸下降若按大批量生產(chǎn)(年產(chǎn)150萬套)計算，2002年燃料動力電池發(fā)動機的價格為275美元/kW，2006年下降為110美元/kW。美國能源部提出的目標是2010年降到45美元/kW，2015年降到130美元/kW，與目前汽油機的價格水平相當
燃料動力電池技術雖然取得了很大進步，但與產(chǎn)業(yè)化要求相比還有很多工作要做，重要表現(xiàn)為以下5個方面：
(1)適應性須進一步提高燃料動力電池汽車在不同氣候(如高溫或低溫地區(qū))、不同環(huán)境(如高海拔、沙塵大、空氣質(zhì)量差的地區(qū))和不同交通情況(如頻繁變動工況或頻繁停啟工況等)下的適應性。
(2)可靠性和耐久性目前燃料動力電池堆的壽命僅有約2000h，目前北京示范運行的燃料動力電池公共汽車平均完好率為92%，而柴油車達到99.16%；燃料動力電池車的故障率也比傳統(tǒng)車高，因此須進一步提高燃料動力電池汽車的可靠性和耐久性。
(3)總能量效率提高燃料動力電池堆的工作溫度能夠提高燃料動力電池的能量轉換效率，2006年已提高至90-95℃，而—旦高溫膜(工作溫度120℃以上)研發(fā)成功，燃料動力電池技術將會有根本性的突破。此外，各種制氫、儲氫的新技術也在發(fā)展之中。
(4)成本2006年豐田公司開發(fā)的一種新型質(zhì)子膜的目標價格僅為10美元/m2；較貴的鉑催化層采用納米技術的研究工作正在進行。此外，燃料動力電池零部件現(xiàn)已發(fā)展出各種專門技術公司及專用零部件公司，從而為提高可靠性和耐久性、改進性能和降低成本創(chuàng)造條件。
(5)基礎設施基礎設施配套建設匱乏也是產(chǎn)業(yè)化要解決的問題。如加氫站、維修、配件供應等，需逐步擴大和推廣，這要幾十年的時間。
氫能和燃料動力電池汽車技術開發(fā)是帶有風險的戰(zhàn)略選擇，是一個不容忽視和錯過的帶有風險性的技術創(chuàng)新和跨越式發(fā)展的機會。同時，燃料動力電池汽車對汽車制造商來說是一種戰(zhàn)略高技術產(chǎn)品，汽車制造商應進一步完善燃料動力電池汽車技術，以期掌握未來市場競爭的主動權。
