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目前,世界能源和环境问题日益加重,能源结构将发生重大变革,氢能将成为新能源汽车的理想能源,各国政府和企业都在积极推动燃料电池汽车的开发。
我国的燃料电池汽车发展,以商用车为主,考虑技术可实施度、环保效果和能源补充等因素,主要在公交车和物流车领域发展应用。
淄博汽车网2019年我国共销售2737辆燃料电池汽车,同比增长79%,在售的燃料电池汽车以大中型公交车和轻中型货车为主,且已有17个省份进行氢燃料电池汽车商业化运营。
1.  发展路线
1.1  车型发展
燃料电池汽车在客车领域首先发展的是动力要求相对低、布置空间充足、定时定线行驶、环保效果明显、政策扶持力度大的城市公交车。各客车企业首先推出8~10.5m的公交车产品,搭载了30kW的燃料电池系统;而后推出12m左右的客车产品,搭载了60kW的燃料电池系统;并进一步规划了12m城间车型以及18m城市干线车型等。
燃料电池汽车在卡车领域首先发展的是轻卡物流车型,搭载30~50kW的燃料电池系统,近两年随着燃料电池系统功率的提升,中重卡产品也开始亮相。
重型商用车是最适合氢能落地的领域,目前由于燃料电池系统的功率较低、加氢站配套不足,发展相对滞后。
1.2  技术路线
燃料电池汽车目前主要的技术线路有3种:增程式、混合功率模式以及全功率模式。燃料电池商用车的技术路线由第一代的增程式已发展到混合功率模式的阶段,并在逐步提高燃料电池的功率占比。
增程式模式大多应用于燃料电池功率与整车功率需求差距较大的情况,采用小功率燃料电池和较大电量的动力电池匹配方案。在燃料电池汽车发展起步期有使用。
混合功率模式,燃料电池作为动力源之一,与蓄电池、超级电容等共同进行功率输出,该模式是现阶段应用广泛的技术路线。
全功率模式对燃料电池的要求较高,燃料电池的额定功率基本上大于或者接近于整车的最大功率,燃料电池的动态功率变化率可以满足整车的最大功率变化需求。该模式是燃料电池汽车技术的发展方向。
2 .  主要生产厂家及产品
2.1  燃料电池客车
燃料电池客车车企主要包括宇通客车、中通客车、北汽福田等。
宇通客车目前的燃料电池产品涵盖8~12米的公交客车和公路客车,搭载50~60kW的燃料电池系统,宇通12m燃料电池城市客车如图1所示。后续宇通将推出搭载80kW燃料电池系统的新一代燃料电池客车产品,进一步提高燃料电池的功率占比。
图1 宇通12m燃料电池城市客车
潍柴动力完成认购巴拉德股权,双方聚焦燃料电池发展。中通客车联合同在山东重工集团下的潍柴动力开发燃料电池客车,在山东潍坊、聊城批量投入运营60辆氢燃料电池公交车、开通6条公交专线,济南市40辆氢燃料公交车已上线运营。
我国燃料电池商用车的发展现状
金银花  张志龙
摘 要:关键词:  (广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院商用车部)
doi:10.16648/jki.1005-2917.2020.03.020
燃料电池技术将成为新能源汽车的终极解决方案。目前燃料电池技术在国内商用车领域取得了一定的发展,文章从技术路
线、主要产品、零部件情况等方面总结了燃料电池商用车的发展现状。
燃料电池商用车;发展路线;主要产品;
特斯拉model x
主要零部件
技术改造·我国燃料电池商用车的发展现状
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《装备维修技术》 2021 年第 3 期(总第 183 期)suv排行榜2019前十名
北汽福田与北京亿华通合作,开发了多款燃料电池客车车型,在国内已实现了商业化运营。2019年4月,福田与丰田汽车、北京亿华通三方达成合作意向,由丰田汽车提供核心技术氢燃料电堆,北京亿华通则负责氢燃料电池系统集成与认证测试,福田负责氢燃料电池整车开发、测试、量产。
2.2  燃料电池卡车
轻、中卡等物流车,在车型和续航里程的需求上方面,可以更好地适应氢燃料电池车的发展需求。
中通、东风、福田、庆铃等多家车企均推出了燃料电池轻卡物流车,搭载30kW的燃料电池系统,电机功率为60kW。东风7.5T燃料电池物流车如图2所示。
图2 东风燃料电池物流车
江铃凯锐燃料电池中卡,搭载的同样是搭载30kW的燃料电池系统。
2019年,多款重卡产品相继亮相。江铃重汽推出威龙4×2氢燃料牵引车,成为第一款登上工信部公告
的燃料电池重卡,该车采用混合功率模式,燃料电池系统功率为95kW,如图3所示;大运推出6×4燃料电池牵引车,燃料电池系统功率为87kW。上汽红岩推出8×4燃料电池自卸车,采用混合功率技术路线;陕汽推出了搭载120kW燃料电池系统的旗舰重卡X5000。
图3 江铃威龙4×2燃料电池牵引车
在示范运行方面,2019年10月,3台氢能牵引车在青岛港投入测试运营,实现了国内氢能重卡的首次落地应用。
2019年12月,山西长治签署了《长治市氢能重卡物流示范园区建设项目战略合作协议》,着力发展燃料电池重卡。同月,上海重塑科技、常熟高新区管委会、丰田通商达成三方合作意向,将整合优势资源,携手打造氢燃料重卡示范应用项目。
2020年6月,中国第一汽车股份有限公司、东风汽车集团有限公司、广州汽车集团股份有限公司、北京汽车集团有限公司、北京亿华通科技股份有限公司、丰田汽车公司等六家联合成立“联合燃料电池系统研发(北京)有限公司”,旨在加快FCVE在中国商用车市场的普及。
3.  主要零部件现状
3.1  燃料电池系统
燃料电池电推方面,目前已具备额定功率70kW以内的单个电推开发能力,体积比功率基本达到2.0kW/L,寿命达到5000h,同时,燃料电池电堆发展出现模块化趋势,限定单个模块的功率范围,通过模块组合的方式,满足不同车辆的功率需求。
辅助系统的关键部件方面,空气压缩机基本依赖进口(国际水平为100kW ),国内广顺空压机在上汽已有实际应用,德燃动力已掌握60kW以内燃料电池发动机用的空压机技术;增湿器和氢气循环泵目前也是依赖国外成熟产品。
燃料电池系统的可靠性、寿命、环境适应性,仍需进一步提升;燃料电池系统的成本目前也居高不下,辅助系统约占总成本的一半。
3.2  车载储氢系统
车载储氢系统方面,目前主要采用高压气态储氢技术,储氢瓶多为Ⅲ型,以35MPa高压容器储氢为主要应用方案,70MPa储氢技术目前已取得突破,国内多家企业目前已有氢气瓶产品;但在关键材料(气瓶生产材料碳纤维等)、零部件(瓶口阀、减压阀、氢浓度传感器等)方面仍依赖进口,目前国内的博肯、舜华和科泰克等公司,正在积极开发相关产品。
液态储氢技术目前国内已有一定的研究基础,尚待进一步的示范应用。
4.  基础设施建设现状
我国已具备35MPa加氢站的建设能力,相关的标准法规也在完善中。截至2019年年底,我国累计已建成的加氢站共52座,位于大连和上海的70MPa加氢站也分别落成和投入运营。
根据我国各城市燃料电池汽车及加氢基础设施发展规划,到2020年,我们将建成加氢站113座,推广燃料电池商用车1万余辆,如表1所示。
表1 国内加氢站建设推广目标
序号
城市2020年前
加氢站建设车辆推广mx6
1上海5~10座3000辆乘用车
2
苏州
近10座
公交车、物流车、市政环卫车等示范
运营达到800辆
3张家港10座公交车等示范运行路线10条以上,规模达到200辆
4如皋3~5座公交、物流配送等公共服务领域新增车辆中氢燃料电池汽车比例不低于50%
5佛山28座5500辆
6云浮至少6座推广氢能公交车、氢能物流车及燃料电池产品
7武汉5~20座2000~3000辆
8张家口21座公交车、物流车、出租车达到1800量9大同3座300辆公交车
5.  结论深圳禁摩限电细则
目前国内主要研发并应用的燃料电池系统功率为30~60KW(车内电机的功率多为60~120kW),以小功率燃料电池与大容量动力电池的混合动力系统为主,燃料电池的功率占比相对较低,更高功率的燃料电池系统仍在研发及验证中。交管12123六年免检车辆如何年审
受限于燃料电池系统的功率,主要的应用领域在城市公交和轻卡上,随着燃料电池功率的提升,中卡
、长途客车、重卡领域也渐有涉及。
燃料电池技术在商用车领域的真正推广,仍需进一步提高燃料电池的功率,提升系统效率,提升电电混合的程度;加强关键材料和零部件技术攻关;重视液氢路线,以减少储氢系统的布置空间和大幅度提升续航里程;重视基础设施建设和布局,加速加快加氢站建设。
参考文献
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技术改造·我国燃料电池商用车的发展现状
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