氫燃料電池車

新能源車的發(fā)展方向是純電驅(qū)動（1）目前增程式電動車車載內(nèi)燃機產(chǎn)生的動力不再直接參與汽車的驅(qū)動，驅(qū)動汽車的唯一動力源是車載電機；（2）車載電機能量來源，重點提倡由車外電源提供，在動力電池比能量這個瓶頸沒有顯著的突破條件下，提倡使用增程器（內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)）總成對純電動汽車進行補電；（3）增程器（內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)）總成，如果使用的石化燃料，環(huán)保必須符合法律、法規(guī)要求；（4）使用氫燃料電池作為增程器，給車載蓄電池補電，就不存在環(huán)保問題。發(fā)展氫燃料電池汽車是客觀要求和必然趨勢。（5）純電驅(qū)動的汽車外接電源充電功能，必須保留是基本要求 氫燃料汽車產(chǎn)品研發(fā)技術的焦點氫燃料汽車產(chǎn)品研發(fā)技術的焦點是增程器（氫燃料發(fā)電系統(tǒng)）總成的開發(fā)方案如何設計。方案1：增程器（內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)）總成由原來的燒油（或非氫氣）發(fā)電，升級為燒氫氣發(fā)電。歷史上有過國外大公司開發(fā)過氫燃料發(fā)動機，但是基本上沒有成功。如果今天不是動力發(fā)動機，而是定位為增程器（燒氫氣的內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)）總成，其難度會小得多，目前國內(nèi)已經(jīng)有一些公司在開展這一個工作了。其效果如何，有待觀察。 氫燃料汽車產(chǎn)品研發(fā)技術的焦點方案2：增程器（氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)）總成。這是目前討論比較熱的話題，也可以細分2大類：方案2 .1 純氫氣瓶直接上車。要求通過工廠生產(chǎn)（提純5個9以上的純氫），加壓到7 0 Mpa，再通過車載電堆系統(tǒng)總成發(fā)電。其難點是，5個9以上的純氫的加壓（釋壓）及運輸工程是非常困難的；(佛山飛馳生產(chǎn)，在三水示范運營的公交為此方案)方案2 .2 甲醇上車，通過車載重整裝置制氫，再通過車載電堆總成發(fā)出電來。其難點是，重整制氫裝置上車的可靠性保障是非常困難的，要與汽車同生命周期生命，還有大量的工作要做。（吉利商用車與五洲龍合作的甲醇客車2 0 1 6年1 1月面市) 氫燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀豐田計劃在2 0 2 0年東京奧運會和殘奧會到來之前，在東京地區(qū)引進1 0 0多輛氫燃料電池巴士（FC巴士）。豐田FC巴士是在豐田和日野汽車有限公司共同研發(fā)燃料電池巴士后的成果。使用高容量的外部供電系統(tǒng)，包括9千瓦最大供電輸出,以及2 3 5千瓦時的電力供應容量。豐田2 0 1 4年底推出的氫燃料電池汽車Mirai，續(xù)駛里程6 5 0 Km,本田FCV燃料電池車Clarity采用燃料電池技術，以氫為燃料，最大功率約1 0 0 kW，續(xù)航里程將超過7 0 0 km，充氫燃料僅需3分鐘，預計2 0 1 7年上市。佛山飛馳產(chǎn)燃料電池公交車2 0 1 6年1 0月在佛山投放7輛。 燃料電池科技進步燃料電池科技進步也非?？?，燃料電池膜電極就如電腦的芯片，進步非?？欤郧耙粋€千瓦需要3克，現(xiàn)在0 .3克，降低了1 0倍。現(xiàn)在看到圖上是微觀的。另外是燃料電池電堆技術出現(xiàn)重大突破，每升3個千瓦以上。 燃料電池物流車整車主要技術指標： 1 .車長：4 0 2 0 mm 2 .最高車速：1 0 0 km/h 3 . 0 -5 0 km/h加速時間：1 0 s 4 .最大爬坡度：2 4 % 5 .續(xù)駛里程：4 0 0 km 6 .充電時間：無需充電車身：按微面車造型動力電池組：約8 kw.h，主要用于給電機提供最大功率燃料電池配置：靜輸出功率：5 kw 輸出響應時間：3 0 s 儲氫容量：3 -4 kg 儲氫罐：約1 0 0升 加氫時間：5 min動力電機：五洲龍永磁同步電機系統(tǒng)整車控制器：五洲龍 甲 醇 重 整 氫 燃 料 電 池 發(fā) 電 系 統(tǒng) 甲 醇 氫 燃 料 電 池 技 術 概 述 在 此 系 統(tǒng) 中 氫 氣 即 產(chǎn) 即 用 ， 無 高 溫 高 壓 ， 安 全 可 靠 ！ 將 甲 醇 和 水 的 混 合 液 在 設 備 內(nèi) 重 整 為 H2和 CO2， 將 此 氣 體 導入 燃 料 電 池 電 堆 （ Fuel Cell Stack） ， 在 電 堆 內(nèi) ， 氫 氣 在陽 極 碰 到 催 化 劑 ， 分 離 成 電 子 和 質(zhì) 子 ， 質(zhì) 子 透 過 質(zhì) 子 膜 PEM，與 陰 極 的 氧 氣 及 電 子 結 合 生 成 水 蒸 汽 。 電 子 從 陽 極 經(jīng) 外 部 電路 回 到 陰 極 的 過 程 形 成 了 直 流 電 。 甲 醇 氫 燃 料 電 池 技 術 概 述無 PM2.5排 放 ， 環(huán) 保 性 能 優(yōu) 于 任 何 內(nèi) 燃 機排 放 優(yōu) 勢 甲 醇 氫 燃 料 電 池 技 術 概 述排 放 優(yōu) 勢 CO2排 放 低 于 現(xiàn) 階 段 的 純 電 動 排 放 ， 低 碳 ！ 欲 讓 現(xiàn) 在 的 電 力 平 均排 放 水 平 達 到 甲 醇 的水 平 ， 需 要 將 煤 炭 火力 發(fā) 電 的 比 例 降 低 到45%以 下 ！1 .2 6 0 .9 5 1 .1 8 0 .2 3 6 0 .8 4 0 .5 300 .20 .40 .60 .811 .21 .4 汽油 柴油 煤電 天然氣 純電電池 甲醇每度電kwh對應的CO2排放量(單位：kg/kwh) 甲 醇 氫 燃 料 電 池 技 術 概 述運 行 成 本 優(yōu) 勢 與 現(xiàn) 有 汽 車 相 比 ， 每 百 公 里 的 使 用 成 本 最 低 ！ 0.96 元 /kWh 2.04元 /kWh 2 .0 4 1 .6 0 .9 600 .511 .522 .5傳統(tǒng)燃油純電動甲醇燃料電池單位電價 （元/kWh） 車 載 醇 氫 燃 料 電 池 發(fā) 電 系 統(tǒng)減 掉 現(xiàn) 有 純 電 動 大 巴 一 半 的 鋰 電 池 ：控 制 器 電 機 約 800 kg，330kwh儲 量約 1800kg， 約162kwh儲 量540V, 600Ah324 kWh, 3600 kg 控 制 器 電 機燃 料 電 池 甲 醇 箱 1.省 下 50%的 電 池 ， 車 體 減 重 1噸2. 電 量 從 324kWh增 加 到 492kWh， 提 高了 50%鋰 電 池492 kWh, 2600 kg 解 決 電 池 太 重 問 題 車 載 醇 氫 燃 料 電 池 發(fā) 電 系 統(tǒng)節(jié) 約 大 量 車 內(nèi) 目 前 儲 放 電 池 的 空 間 ：解 決 電 池 體 積 太 大 的 問 題 車 載 醇 氫 燃 料 電 池 發(fā) 電 系 統(tǒng)解 決 鋰 電 池 -40 下 無 法 充 放 電 的 問 題博 能 甲 醇 重 整 燃 料 電 池 系 統(tǒng) 提 供 熱 能由 于 我 們 使 用 “ 高 溫 燃 料 電 池 ” ， 電堆 發(fā) 電 時 熱 交 換 器 的 排 熱 溫 度 在 140度 左 右 ， 該 熱 能 可 以 被 充 分 利 用 給 鋰電 池 加 熱 ， 并 提 供 給 車 內(nèi) 加 熱 。熱 功 率 在 20-30kW之 間 ！ 車 載 醇 氫 燃 料 電 池 發(fā) 電 系 統(tǒng)解 決 鋰 電 池 充 電 時 間 太 長 的 問 題1. 僅 須 3分 鐘 即 可 加 注 好 甲 醇 ， 300kWh滿 足 全 天 需 求2. 中 國 石 化 已 建 成 2000多 個 甲 醇 站 ， 數(shù) 目 正 在 擴 大 中3. 無 甲 醇 供 應 的 地 區(qū) ， 可 以 通 過 “ 槽 罐 車 ” 在 充 電 站 停 放 的 方 式 供 應 甲 醇 甲 醇 氫 燃 料 電 池 系 統(tǒng) 的 市 場初 裝 成 本 優(yōu) 勢大 巴 車 廠 接 受 此 方 案 的 動 力 ： 省成本每 輛 大 巴 可 省 下 昂 貴 的 電 池 ， 高 達120-180kwh按 市 場 行 價 2800元 /kwh來 計 算 ， 節(jié) 省初 始 費 用 總 額 ： 33.6-50.4萬 元省 下 的 電 池 費 可 添 置 甲 醇 氫 燃 料 系 統(tǒng) 使 用 成 本 優(yōu) 勢公 交 公 司 接 受 此 方 案 的 動 力 ： 省運營費每 輛 大 巴 運 行 費 用 可 以 節(jié) 省 ：與 純 電 動 比 ， 由 于 電 費 各 地 政 策 不 一 ， 白 天 商 業(yè)用 電 價 格 波 動 較 大 ， 參 照 電 動 車 及 充 電 樁 的 綜 合應 用 ， 電 價 可 按 1.18元 /度 來 計 算 。 使 用 甲 醇 發(fā) 電 ，電 價 為 0.96元 /度 。每 天 260kwh， 每 日 節(jié) 約 費 用 ：260kwh*（ 1.18 0.96） 元 /kwh = 57.2 元 按 照 8年 運 行 時 間 來 計 算 ，8年 *365天 /年 *57.2元 /天 = 可 省 16.7萬 元 ！ 甲 醇 氫 燃 料 電 池 系 統(tǒng) 的 市 場 使 用 方 便 性 高公 交 公 司 接 受 此 方 案 的 動 力 ： 省車輛因 為 使 用 甲 醇 重 整 氫 燃 料 電 池 發(fā) 電 系 統(tǒng) 給 電動 大 巴 “ 移 動 充 電 ” ， 大 巴 的 電 力 可 以 由“ 甲 醇 ” 來 提 供 ， 每 輛 大 巴 每 天 節(jié) 約 下 來 1.5小 時 的 充 電 時 間 ：公 交 公 司 可 以 像 使 用 “ 柴 油 車 ” 那 樣 使 用 搭載 甲 醇 氫 燃 料 電 池 的 電 動 車 ， 無 需 因 為 “ 調(diào)班 ” 等 待 充 電 而 多 購 置 電 動 車 輛 。 甲 醇 氫 燃 料 電 池 系 統(tǒng) 的 市 場 甲 醇 氫 燃 料 電 池 系 統(tǒng) 的 市 場公 交 公 司 接 受 此 方 案 的 動 力 ： 省精力無需協(xié)調(diào)場地建充電站無需協(xié)調(diào)電網(wǎng)調(diào)整容量無需協(xié)調(diào)充電樁建設投資 公 交 公 司 接 受 此 方 案 的 動 力 ： 省車輛因 為 使 用 甲 醇 重 整 氫 燃 料 電 池 發(fā) 電 系 統(tǒng) 給 電動 大 巴 “ 移 動 充 電 ” ， 大 巴 的 電 力 可 以 由“ 甲 醇 ” 來 提 供 ， 每 輛 大 巴 每 天 節(jié) 約 下 來 1.5小 時 的 充 電 時 間 ：公 交 公 司 可 以 像 使 用 “ 柴 油 車 ” 那 樣 使 用 搭載 甲 醇 氫 燃 料 電 池 的 電 動 車 ， 無 需 因 為 “ 調(diào)班 ” 等 待 充 電 而 多 購 置 電 動 車 輛 。 甲 醇 氫 燃 料 電 池 系 統(tǒng) 的 市 場 甲 醇 氫 燃 料 電 池 系 統(tǒng) 的 市 場混合動力純電動燃料電池豐 田 普 銳 斯特 斯 拉 豐 田 Mirai未 來 甲 醇方 案 甲 醇 氫 燃 料 電 池 技 術 獲 得 的 支 持車輛類型補助標準燃料電池乘用車2 0萬元/輛燃料電池輕型客車、貨車3 0萬元/輛燃料電池大中型客車、中重型貨車5 0萬元/輛 信 息 來 源 ： 財 建 【 2015】 134 甲 醇 氫 燃 料 電 池 技 術 獲 得 的 支 持車輛類型車長 L（米）6 L8 8 L1 0 L1 0純電動公交車4 6 8插電式混合動力 (含增程式)公交車2 3 4燃料電池公交車6超級電容公交車2非插電式混合動力公交車2 單 位 ： 萬 元 /輛 /年 信 息 來 源 ： 財 建 【 2015】 159 甲 醇 氫 燃 料 電 池 技 術 獲 得 的 支 持確認方案可行與車廠聯(lián)合上公告大規(guī)模生產(chǎn)降成本電 動 汽 車 的 發(fā) 展 ， 不 一 定 需 要 大 量 充 電 樁 已 完 成 正 在 進 行 中 籌 備 已 完 成 謝 謝 大 家 Date: 2016-02-26 Email: Website: