详解氢燃料电池的技术和优势
来源：宝鄂实业
2019-05-18 13:14
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氢燃料电池我们并不陌生，比如2008年北京奥运会绿色车队中，就有20辆帕萨特领驭氢燃料电池轿车，动力系统由上海燃料电池汽车动力系统有限公司、同济大学和上汽集团合作提供。
戴姆勒、宝马、丰田等13家企业巨头建立氢动力联盟推动氢燃料电池车的基础设施建设和技术研发，几个月前本田还公布了与通用联合制造氢燃料电池系统计划，并将于2020年启动生产。
▲丰田 Mirai、本田 Clarity、现代 ix35 FC三款车型已进入市场销售
燃料电池原理并不复杂：由液态或气态燃料产生电力，驱动电机。氢燃料居多，原理是电解水的逆反应，零污染物排放，十分环保。
与炙手可热的纯电动车相比，氢燃料电池能量密度更高（单位体积下约为传统电池7倍）、加注更快（平均3~5分钟）、综合效率最高（29%），续航里程上限更高（如本田Clarity Fuel Cell续航里程达 750公里）。
车载氢气罐在加油站中用一个特殊的泵来加气，这和LNG（液化天然气）汽车很像。由于是直接填充燃料，汽车上携带的燃料越多，汽车行驶里程就越大。但纯电动车就没有这么容易了，就以刚刚因续航里程优势获得2017北美年度车型称号的雪佛兰Bolt为例，其续航里程也不过383公里。
另外，氢燃料电池车在填充能源时，用户习惯与传统燃料车接近，只要加油站能开放出加氢点，它的发展会和CNG天然气一样方便和快速。
JX能源公司2016年3月4日在京都市伏见区的自助加油站内，就增设供燃料电池车用的加氢站，也是京都府内首家加氢站。
二、氢燃料电池的构成和难点
去年丰田和本田等汽车厂陆续宣布投产氢燃料电池车，本田Clarity Fuel Cell甚至还搭载了70MPa的高压储氢罐，氢燃料填充时间约为3分钟，750公里的续航里程，数据惊人。
此外，同样惊人的还有它44万的售价。不知道是不是约好，丰田Mirai售价与其基本一致。就以丰田Mirai为例，一起来看看燃料电池的构成。
低温燃料电池根据电解质不同，可分为AFC（碱性燃料电池）、PEMFC（质子膜燃料电池）、PAFC（磷酸型燃料电池）。
PEMFC有温度最低、比能最高、启动最快、寿命长等优点，是技术最成熟的电动车动力源。丰田Mirai电池组就采用了GORE-SELECT质子交换膜技术，这款质子交换膜是基于膨体聚四氟乙烯（ePTFE）制成，可促进氢燃料与氧气之间的化学反应，功率可达114KW。
此次工信部公布的2017年第五批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》三款燃料电池车中，大通FCV80采用的也是PEMFC技术。
虽然技术够好，但这仍然不能掩盖丰田Mirai销量惨淡的事实。据悉，已在日本上市两年之久的丰田Mirai，截至2016年底仅售出1370辆，月销量不足50台。惊讶之余又理所应当，看看它44万元的售价和进度缓慢、数量极少的配套设施就知道了。
▲丰田和日本政府原计划在2020年前修建160处加氢站，目前仅有90个加氢站投入使用
其实不仅是日本，全世界范围内加氢站数量都不容乐观。
据国外网站H2stations.org发布的全球加氢站统计报告，截止2017年1月，全球正在运营的加氢站仅有274座。目前中国现有加氢站数量稀少，截至2016年年底，国内可运行的加氢站仅有5个，分别位于北京、上海、郑州、深圳、大连，且主要是为研发及示范性汽车提供加注服务，暂未实现全商业化运营。
三、氢燃料电池车如何破局？
就新兴技术而言，专注私人轿车市场，一条路走到黑，并不是什么好办法。
私人轿车市场自然有着灵活多变、需求量大的优势，但行驶路线不固定、缺乏系统管理、不能充分利用市政资源（包括资金资源）等劣势给新兴技术带来的影响更大。
从国内汽车龙头，上汽集团提出的“新四化”概念（电动化、智能化、网联化、共享化）就能看出端倪，汽车共享化此后会是大趋势。而共享化的核心，就在于打破私人占有，由集体所有并由集体管理。
▲虽然氢燃料电池车补贴数额很大，但购买成本和后期养护成本依然不可小觑，利用集体的
力量，资金这个问题就能够得到缓解了
第一个吃螃蟹的，自然需要不少勇气。我们试着用本次获批的大通FCV80来分析实现这种方案的可能性。据悉，这款FCV80预计以园区内接驳或者固定路线的短途接驳为主，符合集体化思路。
FCV80，名字拆开为——FC+V80。FC指的是氢燃料电池、V80则是上汽大通新推出的主打轻客细分市场的一款车型。
在2017年第一季度，这款车市场占有率达21%，此前市场霸主是福特全顺。作为一款客贸两用车型，V80比全顺的基础配置和空间表现更好。这样一来，除去动力部分，这款车的购买力就得到了保障。
▲早在2015 年，上汽就对锂离子电池、燃料电池和混合动力三种新能源车开展了历时三个月的“创新征程”考核。分南北二路运行，南线从临安出发，收官于昆明。北线西藏预热，收官北京。
借助上汽此前积累的大量燃料电池技术资本，FCV80采用了35Mpa高密度储氢系统，40Km/h等速工况下，最长续驶里程可达430Km，尺寸相当的纯电动汽车一般能难达到此水准。
为了应对充氢难问题，FCV80沿用了上汽此前在荣威950氢燃料电池车上采用的可插电式双动力燃料电池系统，以氢燃料电池为主，动力蓄电池为辅，配备车载的On-board蓄电池充电器，可通过城市电力系统充电。
有人会吐槽，加氢罐就是个定时炸弹。这和此前吐槽电动车容易起火或是LNG（液化天然气）汽车容易爆炸是一个道理，它们的安全性要比我们想象中高。从FCV80配备的主动安全上看，有氢泄露防护主动控制、整车上电实时监控；被动安全则有高压安全设计保护、碰撞安全设计防护和涉水安全保护。
▲2016年上汽大通海外出口销量同比增长47%，产品出口至全球42个国家和地区。上汽大通发展有目共睹，按官方洋气的说法，这是“大通速度”
我们试着总结一下思路：
▎选择一款相对成熟的汽车作为原型车——尽量较少动力系统外的研发成本；
▎充分利用集团优势，在原有的氢燃料电池技术积累上创新，降低研发成本；
▎采用混合能源模式（如可插电式双动力燃料电池系统），减少客户疑虑；
▎以商用大客户（fleet sales）为切入点，未来向共享用车过渡；
▎充分利用地缘优势，围绕现有的加氢站作文章。
四、切勿单打独斗
车聚君想吐槽的是，中国企业之间似乎不喜欢抱团。而这个领域的歪果仁们，早就合纵联横玩的不亦乐乎了。
