主要企业燃料电池汽车发展情况

主要企业燃料电池汽车发展情况一、通用汽车（一）雪佛兰Volt汽车采用最新第五代燃料电池推进技术2008年9月，通用汽车向全球发布了雪佛兰Volt混合动力汽车。Volt属于充电式混合动力车，比纯电动汽车有更长的行驶里程，当电池处于较低电量时，发动机将启动发电，为车辆提供动力。它可以使用家用电源插座对混合动力系统中的锂离子电池充电。雪佛兰Volt采用通用汽车最新、最高效的第五代燃料电池推进技术和锂电池，其容量为16kwh，这是目前销售的丰田普锐斯装备电池容量的12倍。雪佛兰Volt的E-Flex动力推进系统可通过外接电源充电获取驱动汽车所需要的电力。在110伏电源上充电约六小时即可充满锂电池，而使用220伏电源充电的话，所需的时间在3小时左右。当储蓄的电力耗尽后，E-Flex动力推进系统可以将汽油、乙醇、生物柴油、氢气等能源转化成电能，从而为车辆的行驶确保有足够的电力驱动能力。其中，配备氢燃料电池系统的E-Flex系统的雪佛兰Volt，采用的是通用汽车的第五代燃料电池推进技术和锂电池，其体积只有上一代的一半，但却能提供与其相当的动力和性能。在无需燃油、零污染排放的电力驱动下，最大续驶里程可达483公里，且真正实现零排放。材料应用技术上的进步明显提高了雪佛兰Volt的行驶效率。通用估计雪佛兰Volt的行驶成本约在每英里2美分，对于一个每天行驶40英里的驾驶者来说也就是说每年行驶1.5万英里，每年的花费在1500美元。再加上对于电价时段的利用，雪佛兰Volt的行驶一英里其成本约仅在传统汽油驱动车型的1/6左右。据通用此前公布的量产计划看，Volt在将试产100辆，2010年11月正式上市，2011年引入中国。通用Volt汽车主要参数参数燃料电池系统E-Flex系统所用燃料汽油、乙醇、生物柴油、氢气最大续驶里程483公里行驶成本每英里2美分发布时间2008年9月正式上市时间2010年11月进入中国时间2011年（二）第五代燃料电池系统的进步为了进一步降低成本并提高性能，第五代燃料电池的结构设计、催化剂使用等方面相比第四代燃料电池系统做了大量改进。首先是燃料电池系统整体结构设计。第四代燃料电池系统的冷却与燃料供给系统的大部分是暴露在燃料电池保护壳外部。第五代燃料电池的保护壳采用先进的铸造与集成技术，将冷却系统与燃料供给系统的通道集成到内部，大大降低了制造成本并减少了体积。其次是燃料电池堆本身结构设计的改进。燃料电池堆是由多个燃料电池单体构成，每一个单体是由双板板与膜电极构成。单体数目越多，得到的电量也就越大，当然，燃料电池堆的体积也就越大。第四代燃料电池双板是由石墨制成，这种石墨双极板具有耐腐蚀、导电性好的特点，但成本高且脆性大，不易加工成超薄型双板板。第五代燃料电池采用的是金属双极板，更薄且坚固，这样，在输出功率相同的情况下，为缩小体积做出了贡献，第五代燃料电池堆是第四代的一半。最后，铂催化剂的使用效率也得到大幅度提高，由第四代的80克下降到30克（同样为94KW），而且氢燃料的使用效率非但没下降，反而提高近一倍。根据通用汽车氢技术路线图设定的目标：其第六代氢燃料电池发动机中铂的使用量将在10克以下。一系列的改进使得第五代燃料电池的功率输出提升了近一倍，体积比功率和质量比功率分别达到3kW/L和2kW/kg，（本田最新的FCX燃料电池的性能参数为2kW/L和1.5kW/kg）。第五代系统有效降低燃料电池的成本，通用争取尽早达到批量化生产的标准——$50/kW。另外，不断扩大的生产规模也会大幅度降低燃料电池的成本。目前，第四代燃料电池的生产规模为每年500台。到2015年，第五代燃料电池的生产规模将达到每年10000台。通用第五代燃料电池系统与第四代系统对比（三）通用汽车公司的燃料电池汽车展望美国通用汽车公司表示，燃料电池汽车有望在2018年后开始正式投入商业化生产。当前整个汽车产业都在开发燃料电池汽车，通用可能会在10年时间内将其正式投入大规模的商业化生产。从目前的情况来看，到2014年或2015年，我们将看到第二代燃料电池汽车，订单的规模会在1000-10000辆之间，而到2017年-2018年，第三代燃料电池汽车将面世。这家全球最大的汽车制造商正在凭借其强大的研发实力，全力推进汽车能源的多元化进程，以应对全球能源危机和气候变暖问题。通用汽车始终认为，氢动力燃料电池技术可以帮助汽车行业解决全球能源危机给整个产业带来的挑战。通用汽车正在逐步完善燃料电池系统的生产工艺，其终极目标将是实现燃料电池的量产。二、丰田汽车（一）丰田FCHV-adv高级燃料电池混合动力车丰田汽车在4月举行的上海车展上展出了一款全新动力系统的混合动力车型FCHV-adv。丰田FCHV-adv不同于丰田旗下的其它混合动力车型，配备了最新设计的高性能新型HYPERLINK燃料电池混合动力系统，该混合动力系统由燃料电池和镍氢蓄电池组成。丰田FCHV-adv的正式名称是FuelCellHybridVehicle-advanced。FCHV-adv在性能上要明显优越于丰田的其它混合动力车型，由于配备了HYPERLINK燃料电池和镍氢蓄电池，所以在一次充满氢后行驶里程为原FCHV燃料电池车两倍以上。原FCHV燃料电池混合动力车一次充满氢的续驶里程在330公里左右，而FCHV-adv燃料电池混合动力车一次充满氢的续驶里程为830公里左右。丰田FCHV-adv汽车造型丰田FCHV-adv采用HYPERLINK燃料电池组的功率为90kW，镍氢HYPERLINK蓄电池的输出功率为21kW。丰田公司下一步将考虑采用高性能锂离子蓄电池，虽然锂离子蓄电池在比功率、比能量、循环寿命等方面均优于镍氢蓄电池，但在耐久性、量产化、质量保证和低价格方面还要进一步提高。丰田现已与日本松下公司共同出资成立“PanasonicEV能源公司”，该公司将成为新建锂离子蓄电池的生产工厂。目前锂离子蓄电池在同等功率情况下，比镍氢HYPERLINK蓄电池轻一半，但价格要比镍氢蓄电池高出不少。采用交流同步电机，最大输出功率为90kW，最大扭矩为260Nm。高压储氢罐压力为700bar(原FCHV燃料电池混合动力车为350bar)，储氢罐容量为156L(原FCHV为148L)，因此贮存氢的重量比原FCHV高一倍以上，从而保证使其续驶里程提高一倍以上。丰田FCHV-adv汽车结构示意图（三）丰田汽车公司的燃料电池汽车展望丰田是以产量计算的全球最大的汽车制造商，公司计划在2015年前推出新的燃料电池汽车。在过去的五年多的时间里，丰田已经将燃料电池车的制造成本降低了近90%，且丰田将于2015年左右在美国市场上推出首款售价5万美元的氢燃料电池车。丰田将在以下方面推动燃料电池车的普及：（1）燃料电池车的成本，（2）车内空间的确保，（3）燃料的价格，（4）氢气站的普及，（5）竞争技术未能进步。并表示除氢气站以外的各项都不成问题，燃料电池车自身的课题通过汽车厂商的努力可以解决，而氢气站的普及仅靠汽车厂商是无法实现的。因此，需要能源企业及行政部门给予支持，以推动氢气站的普及。汽车业将发生近百年来最大的转变。三、奔驰汽车（一）奔驰Ｂ级燃料电池车自上世纪90年代起，戴姆勒-克莱斯勒的研究员和工程师们就开始在燃料电池技术领域进行研究，180项燃料电池技术领域的专利申请展现了戴姆勒-克莱斯勒所取得的开创性成就。1994年，第一款燃料电池汽车NECAR1发布，并在此后陆续发布了二十多款研究用车与原形车。2003年，戴姆勒-克莱斯勒启动了世界上范围最广的燃料电池车系列试验，范围涉及到燃料电池轿车、客货车以及公共汽车。目前，已经有100多辆燃料电池汽车投入日常运营，从而为戴姆勒-克莱斯勒提供了包括整车和部件优化、基础设施建设、以及提高氢燃料电池技术市场认可度等方面的宝贵资料。2004年底，60辆梅赛德斯-奔驰A级燃料电池轿车开始在德国、美国、日本和新加坡进行测试。如今，燃料电池驱动系统的尺寸和重量已经大大减少，而车辆的性能和可靠性则稳步提高。2009下半年，奔驰发布了其B级F-CELL氢燃料电池车：新款梅赛德斯-奔驰B级。B级车采用了梅赛德斯-奔驰开发的“三明治”车身结构，这种独特的设计非常便于应用燃料电池动力系统。“B-Cell”的高扭矩电机能输出超过100kW的功率，比前一代A级“F-Cell”的功率高出35kW。贮氢罐与原来相比，容量有所增加，充氢压力提高至70MPa，比原来增加了一倍。另外，优化了燃料电池系统的算法，减少了耗氢量。这样，持续行驶距离从原来的160km延长到了大约400km。充电电池从镍氢电池改为了锂电池，不过输出功率未变，仍为20kW。配备与原来相同的加拿大巴拉德电力系统公司(BallardPowerSystems)生产的电池组。在减少了燃料消耗并进一步提高了存储容量之后，B级燃料电池车电动马达最大输出功率为136马力，最高时速可达170公里，最大行驶里程为400公里，然而这款家用紧凑型轿车的无污染燃料电池每百公里的能耗仅相当于2.9升柴油。同时，这款燃料电池车的其燃料电池补充氢燃料只需要3分钟。奔驰B级燃料电池车将在2010年开始陆续交付客户，并在2015年前完成全球量产。燃料电池车“B-Cell”车内马达及燃料电池组车内配备2个贮氢罐，不仅提高了充氢压力，而且增大了容量（二）奔驰新型燃料电池巴士早在九十年代中期，奔驰就开展了NEBUS新能源客车研发项目，早期的产品是柴油-电力混合动力客车，后来的研发重点转向氢燃料电池混合动力客车。自2003年以来，已有30辆梅赛德斯-奔驰“Citaro”燃料电池客车在10座欧洲城市的固定路线上行驶，有3辆城市客车则行驶在澳大利亚的珀斯，而在中国北京也有3辆城市客车投入到公交运营中。此外，数辆燃料电池客货车目前正服役于德国及美国等地的快递公司。这些车辆都在各自的领域中证明了自己的价值。据统计，仅城市客车就已经行驶了超过500，000公里（300，000英里）并有超过200，000的乘客体验了零排放车型的优越性。戴姆勒集团于6月推出全新的第二代梅赛德斯-奔驰Citaro燃料电池城市客车，该车是整个集团零排放汽车计划的组成部分，向公众展示奔