燃料电池汽车悄然起步
氢燃料电池技术应用现状及发展趋势分析
氢燃料电池技术应用现状及发展趋势分析摘要：在全球气候变暖的背景下，面对石油危机、气候危机和环境危机等问题，世界各国开始把目光投向清洁能源。
氢燃料电池技术由此应运而生，并成为大家热议的对象。
氢燃料电池技术以其高效、零排量的特点，被认为是未来新能源汽车发展的重要方向之一。
关键词：氢燃料电池；应用现状；发展趋势在新常态背景下，氢能可能成为下一代的基础能源。
国内外对氢燃料电池技术的研究已取得了很大的成就，但若要全面应用氢燃料电池还需不断努力。
氢燃料电池有着广泛的应用，可缓解环境污染问题，因此，需不断完善及发展该项技术。
本文重点论述了氢燃料电池技术应用现状及其发展趋势。
一、氢燃料电池工作原理氢燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电化学反应直接转化为电能的装置，其单体结构主要由阳极、阴极、质子交换膜和双极板组成，其中阳极为氢电极，阴极为氧电极，两电极间是电解质。
氢燃料电池的工作原理见图1，其中燃料是指氢气，反应物质(氢气、氧气)在电化学反应过程中不断被消耗，从而产生电能。
二、氢燃料电池的优势1、能量转换效率高，绿色无污染。
燃料电池通过电化学反应，不是采用燃烧(柴、汽油)或储能(蓄电池)方式，燃料电池只会产生水、热与电能，对环境无污染。
若制氢过程是通过可再生能源产生的，整个循环过程就是彻底的不产生有害物质。
2、无振动、噪声低。
根据燃料电池的工作原理可知，只要燃料和催化剂从外部不断地输入，燃料电池即可不断地发出电能，其使用寿命远高于普通原电池和充电电池。
因无往复和回转运动的机械结构，所以燃料电池运行时震动小，噪声大约只有55dB，相当于人们正常交流的水平。
另外，在整个工作中无噪声与机械振动，减少了机械器件的相互磨擦，从而在一定程度上延长了使用寿命。
3、制氢原料多，能源补充快。
燃料电池所使用的氢气来源广泛，自然界中氢大量存储在水中，可采用水电解制氢；也可从可再生能源中获得，可用天然气、甲醇、汽油及再生能源等。
燃料电池所需燃料主要是氢气，充气或更换氢气瓶一般只需几分钟，比纯电动汽车的蓄电池充电时间短。
氢燃料电池汽车的优缺点介绍
氢燃料电池汽车的优缺点介绍
氢燃料汽车指氢发动机汽车，是以氢发动机为动力源的汽车。
一般发动机使用的燃料是柴zhuan油或汽油，氢发动机使用的燃料是气体氢。
下面小编就和大家一起来详谈氢燃料电池汽车优缺点。
氢燃料汽车优点：
1、排放几乎为零
燃料电池采用的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水。
它本身工作不产生CO和CO2，也没有硫和微粒排出，没有高温反应，也不产生NOx。
如果使用车载的甲醇重整催化器供给氢气，仅会产生微量的CO和较少的CO2。
2、能量转化效率高
燃料电池的能量转换效率可高达60％～80％，为内燃机的2～3倍。
3、寿命长
燃料电池本身工作没有噪声，没有运动性，没有振动，其电极仅作为化学反应的场所和导电的通道，本身不参与化学反应，没有损耗，寿命长。
（4）燃料来源广泛
氢燃料来源广泛，可以从可再生能源获得，不依赖石油燃料。
氢燃料汽车缺点：
1、目前大部分氢燃料电池的综合能量转化率，远没有纯电动高，如果是可再生方法，效率一般较发电为污染的生产过程的副产物；如果是电力制氢，白白增加一道造成能量损耗的工序。
综合起来单就行驶的能源消耗可能没有纯电动或插电混动经济环保。
2、氢燃料电池技术不够成熟
成本较高目前缺乏加氢的基础设施，而且跟充电站的建设一样，存在先有鸡还是先有蛋的像汽车充电起步初期可以多利用家庭设备推动普及，慢慢扩展到公共充电桩和大型快速充电站，而只能一步调到大型加氢站。
早期基础设施推广阻力大，反过来造成燃料电池汽车销
量难以扩大。
这个是最大的硬伤。
3、另外燃料电池汽车如何加注发电用的燃料就是个问题。
燃料电池、纯电动和混合动力电动汽车技术现状发展
燃料电池、纯电动和混合动力电动汽车技术现状与发展【摘要】在人类经济与文明高速发展的同时，汽车成为人类生产与生活必不可少的设备之一，但也给人类带来了严峻的能源与环保问题，节能与环保成为二十一世纪汽车技术研究的主题，燃料电池、纯电动和混合动力电动汽车是当前汽车节能与环保技术研究的核心内容之一。
本文就燃料电池、纯电动和混合动力电动汽车技术现状与发展进行了浅要的探讨，具有一定理论与实践意义。
【关键词】燃料电池汽车纯电动汽车混合动力汽车发展现状1 引言近两百年来，人类经济与文明经历了高速发展，进入了前所未有的发展水平，汽车成为人类生产与生活必不可少的交通工具，在给人类生产与生活带来便利的同时，也给人类带来了严峻的能源与环保问题。
近年来，能源危机和环境污染已经成为危及人类生存与发展的重要问题，被全球各国广为关注。
在能源与环境的双重压力下，要解决能源危机问题，在解决环境污染问题，就必须将汽车节能环保作为核心之一，一方面大力提高传统汽车的节油能力，一方面大力推进新能源汽车的研发应用力度，而发展新能源汽车更是汽车社会节能与环保的根本途径之一。
我国新能源汽车已经形成“三纵三横”的研发格局。
“三纵”就是混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车的总称，是当前汽车节能与环保技术研究的核心内容之一，经过数年的发展取得了不少成绩，但也存在着很多不足之处。
2 燃料电池汽车发展现状与发展2.1 燃料电池汽车发展现状燃料电池汽车是电动汽车的一种，其核心部件为燃料电池，不会产生有害产物，且能量转换效率比内燃机高2～3倍，节能与环保效果极为理想，被世界各国和主要汽车集团所重视，投入了大量资金进行技术研发和市场培育。
如德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等国家在燃料电池汽车方面都投入了大量的人力、物力和财力，仅日本即先后投入了上千亿日元用于燃料电池汽车的研发，美国财政仅2011年即安排了5000万美元用于燃料电池和氢能技术的研发，福特、通用、丰田等六个世界主要汽车公司在于2009年签署的备忘录中，计划于2015年大力推广燃料电池汽车，形成数十万辆燃料电池汽车保有量。
燃料电池电动汽车
燃料电池+蓄电池十超级电容形式动力系统结构图
超级电容 燃料电池系统
蓄电池
驱动电动机
传动系
4．燃料电池与辅助蓄电池和超级电容 联合驱动的FCEV
这种结构的优点相比燃料电池+蓄电池的结 构形式的优点更加明显，尤其是在部件效率， 动态特性，制动能量回馈等方面。而其缺点也 一样更加明显： （1）增加了超级电容，系统质量将可能增加； （2）系统更加复杂化，系统控制和整体布置的
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1．纯燃料电池驱动的FCEV
纯燃料电池电动汽车只有燃料电池一个动力源， 汽车的所有功率负荷都由燃料电池承担。
燃料电池系统
驱动电动机
传动系
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1．纯燃料电池驱动的FCEV
优点：
（1）结构简单，便于实现系统控制和整体布置； （2）系统部件少，有利于整车的轻量化； （3）较少的部件使得整体的能量传递效率高。 缺点： （1）燃料电池功率大、成本高； （2）对燃料电池系统的动态性能和可靠性提出了
很高的要求； （3）不能进行制动能量回收。
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2．燃料电池与辅助蓄电池联合驱动FCEV
该结构为一典型的串联式混合动力结构。 在该动力系统结构中，燃料电池和蓄电池一 起为驱动电机提供能量，驱动电机将电能转 化成机械能传给传动系，从而驱动汽车前进； 在汽车制动时，驱动电机变成发电机，蓄电 池将储存回馈的能量。
5．整车布置
燃料电池汽车在整车布置上存在以下关键问 题：
➢ 燃料电池发动机及电机的相关布置 ➢ 动力电池组的车身布置、氢气瓶的安全布置 ➢ 高压电安全系统的车身布置问题。
这些核心部件的布置，不仅要考虑布置 方案的优化及零部件性能实现的便利，还要 求相关方案必须考虑传统汽车不具备的安全 性问题。
中国燃料电池的发展
中国燃料电池的发展
中国燃料电池的发展自20世纪90年代开始，近年来得到了更多的重视和投资。
以下是中国燃料电池的发展历程：
1.早期阶段：1990年代中国开始进行基础研究和试验，主要集中在燃料电池系统的设计和开发方面。
2.试验阶段：2000年代初期，中国开始进行实际应用的试验和监测，主要涉及家庭和公共交通的应用。
2004年，中国成功研制出高温熔融碱金属燃料电池，成为世界上第一个研发成功的实用化燃料电池。
3.成长阶段：2000年代中期，中国开始大力推动燃料电池的发展，相关机构逐渐增加。
2008年，长春产业展示中心还建有燃料电池示范项目，向公众普及燃料电池技术。
4.加速发展阶段：2010年代，中国燃料电池发展加速，政府推出相关政策支持，支持燃料电池汽车、公共交通等领域的应用，也增加了研究机构及行业企业的技术投资力度。
5.成熟阶段：目前，中国的燃料电池技术和产业已经有了较为成熟的基础，投资不断增加，目前的重点是提高燃料电池的效率和降低成本，努力推动燃料电池向产业化、商业化方向更快地发展。
总的来说，中国的燃料电池发展经历了从基础研究到试验应用，再到政策支持和投资加速发展的过程，燃料电池技术及产业已有了较为成熟的基础，未来将进一步加强技术创新和产业协同，推动燃料电池进一步发展。
新能源汽车技术发展趋势分析
新能源汽车技术发展趋势分析1. 背景随着全球气候变暖和环境污染日益严重，新能源汽车技术受到了越来越多的关注与推广。
新能源汽车是指使用非化石能源作为动力源，减少或者完全消除汽车尾气排放的汽车。
虽然新能源汽车发展了多年，但是在技术、经济和市场等方面，仍然存在着不小的挑战。
本文试图从技术趋势、政策导向、市场推广等方面对新能源汽车技术发展趋势进行分析。
2. 技术趋势2.1 燃料电池技术走向成熟燃料电池是指将氢气或类氢物质通过催化剂与空气中的氧气发生反应，产生电能和水的一种化学能转化技术。
燃料电池具有零排放、高效能、稳定性和可再生性等优点，是一种非常优良的动力源。
但是，目前燃料电池技术的成本和稳定性仍有不小的挑战。
我们可以看到，近年来燃料电池技术取得较为显著的进展并逐渐走向成熟，一些重要的关键技术取得了突破。
未来随着技术不断进步，燃料电池汽车将具有更高的可靠性和经济性。
2.2 电动汽车动力电池技术将继续改善电动汽车最显著的变化就是电动汽车动力电池技术的改善。
一方面，随着电动汽车的销售量的逐年增多，动力电池的生产成本逐渐降低，电池的优化设计和组装技术也更加成熟。
未来，随着电动汽车技术的持续提升，动力电池智能化管理和维护的问题也将更好地得到解决。
2.3 智能化技术将进一步普及电动汽车渗透和智能化技术在不断加速发展，在未来的发展中，优秀的新能源汽车厂商将积极实践智能化解决方案，如延长电池寿命、增加车辆智能化管理、提供可靠的智能化交通管理系统等。
人工智能、大数据等技术的不断推广将加快汽车智能化的进程，这对于提升新能源汽车的驾驶性能、安全性能、经济性能以及用户体验等方面都将带来更为显著的推动作用。
3. 政策导向在政策方面，各国政府为了推广新能源汽车技术，相继颁布了一系列的相关政策，包括纳税减免、优惠补贴、购车优惠等措施。
此外，一些国家为了提高新能源汽车的市场占有率，大力扶持新能源汽车产业链的上下游发展，像美国、日本、中国等拥有较高的新能源汽车市场和产业规模，正逐步走向“绿色能源革命”。
中国纯电动汽车发展史
中国纯电动汽车发展史按时间点更详细地介绍中国纯电动汽车发展史如下：1.1995年-2000年：起步阶段1995年，中国第一辆纯电动汽车诞生，但在这一时期，由于技术和市场等方面的限制，纯电动汽车的发展相对缓慢。
同时，国内汽车制造企业几乎没有推出一款电动汽车整车产品，而国外大汽车公司已经开始开发生产多种型号的电动汽车。
不过，中国政府已经开始意识到发展电动汽车的重要性，并开始投入研发经费。
2000年，电动汽车被列入“863”计划12个重大专项之一，为电动汽车的研发奠定了基础。
2.2001年-2007年：研发培育阶段2001年，中国启动了“863计划”电动汽车重大专项，明确了“三纵三横”（三纵指纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车；三横指电池、电机、电控）的研发布局，我国新能源汽车研究正式进入国家阶段。
这一时期的主要任务是攻克关键技术，建立技术标准，为接下来的产业化阶段打好基础。
到了2007年，《新能源汽车生产准入管理规则》正式实施，为电动汽车在我国正式上市销售铺平了道路。
同年，中国在新能源汽车领域取得多项国家重大科技研究成果，新能源汽车产业开始起步。
3.2008年至今：产业化及高速发展阶段2008年，中国新能源汽车产业规模开始扩大，政府补贴成为发展的重要推动力。
同年，比亚迪推出第一款不依赖专业充电站的双模电动车F3DM。
随后几年间，中国政府出台了一系列政策扶持新能源汽车产业的发展，包括补贴政策、购置税减免等。
2010年，中国政府设定了2011-2020年的新能源汽车发展规划，推动新能源汽车产业进入规模化阶段。
这一时期，中国的新能源汽车市场呈现出爆发式增长态势。
众多汽车制造商纷纷推出自己的纯电动汽车产品，市场竞争日益激烈。
同时，电池、电机、电控等关键技术也取得了重大突破。
如今的中国已经成为全球最大的新能源汽车市场之一。
在政府的支持和市场的推动下，中国的新能源汽车产业正在迈向更高质量、更可持续的发展阶段。
新能源重卡发展综述
新能源重卡发展综述摘要：面对越来越大的能源和环保压力，新能源产业的发展成为汽车和能源部门转型和现代化的全球战略。
政策支持、市场需求和技术进步促进新能源市场的发展，新能源技术的发展在国内外重卡方面取得了一定进展。
本文介绍了新型重卡的技术发展。
关键词：新能源重卡；技术路线；主要产品国内外商用车辆所使用的大部分新技术都用于能耗相对较低的城市客车。
环保的影响是显而易见的，因为它在城市中使用，不应低估重型货车对空气污染的影响。
根据中国环境部发布的《机动车环境管理年度报告》，重型车辆的排放量仅占车辆量的3%，其中CO和HC占排放量的五分之一，NOX和PM总排放量分别为50%和50%。
为此，必须加快重卡中使用新能源，以减少排放和污染。
一、混合动力重卡1.混合动力重卡的技术。
自新能源工业发展以来，混合技术最为成熟、成本最低。
混合系统目前包括串联、并联和混联式。
并联式系统由传统内燃机系统和发动机驱动系统组成。
发动机、电机和变速器结合不同的动力模型，满足不同的行驶条件，能耗高，目前主要在国内外使用的混合动力汽车采用并联混合动力传动系统。
系统技术如此成熟，以使旧动力系统的布局、简单结构、重量、低成本和高稳定性达到最大化。
2.重卡产品。
①国外现状。
在日本和欧洲更早发展，欧洲汽车制造商重视混合动力。
日本在混合动力汽车的开发上投入了大量资金。
此外，不应低估近年来混合动力在北美市场的快速增长。
（2）国内情况。
我们国家的混合动力重卡研究是薄弱的。
在国内，混合动力重卡关于新车的通知318批新车公告。
混合动力牵引车V 6×4青汽解放悍，具有261kw柴油机和75kW永磁功率。
混合动力牵引车6×4东风，柴油机343kw。
中国重汽插电式HOWO 6×4混合动力自卸车，柴油机276KW和40kWh额定功率储能电池。
混合重卡和环境压力之间取得了平衡，特别是在中长途运输中。
我国目前的补贴政策只对混合动力卡车提供补贴，对纯动力重型卡车和燃料电池没有指导方针，混合动力重型卡车的发展稍有减缓。
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燃料电池汽车悄然起步
2018年2月11日，由国家能源集团牵头的中国氢能源及燃料电池产业创新联盟在北京正式成立。
燃料电池是将燃料的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电设备。
燃料电池汽车就是以车载燃料电池系统产生的电能为动力的汽车。
即使从全球来看，氢燃料电池汽车也是一个商业化刚刚起步的市场，国际咨询机构E4tech的调查数据显示，截至2017年11月，仅有6000辆燃料电池物资运输车辆在全球运营。
但这又是一个存在巨大增长空间的广阔市场，有中国工程院院士曾表示，氢能产业到2050年将有10万亿元人民币的规模，氢能理事会（Hydrogen Council）则预测氢和燃料电池设备是一个2.5万亿美元的市场。
中国现阶段的氢燃料电池技术仍落后于美欧日韩等国，但政府、企业、资本都在加大投入，试图缩小差距。
浪潮再次袭来
2015年开始，以丰田汽车、本田汽车、现代汽车为代表的车企，向市场推出相对成熟的燃料电池汽车。
中国汽车工程学会常务副理事长兼秘书长张进华表示，在政策扶持下，这些产品的主要性能，包括寿命、功率密度、价格等方面，
与传统汽车相比具备了一定的竞争力，“燃料电池汽车正在进入商业化初期或窗口期”。
据上汽集团前瞻技术研究部燃料电池系统部总监陈雪
松介绍，当前燃料电池汽车的民用热潮，是20世纪以来的第三波。
以氢为燃料的动力技术最早应用于航空航天领域，20世纪70年代起，军方在潜艇等领域开始使用。
1973年第四次中东战争爆发，国际石油输出国组织（OPEC）对以色列等国进行石油禁运，使当时的原油价格从每桶不到3美元飙至逾12美元，引发了全球性石油危机。
这使得民用燃料电池汽车的研发和投入热了一阵，随着危机的解决，技术也不成熟，这波浪潮就退下去了。
第二次浪潮兴起于2000年前后，由加拿大的巴拉德动力系统等燃料电池生产企业推动，但当时的技术没有成熟到商业化应用的阶段，燃料电池汽车市场相应没有发展起来。
不少业内人士坚信即将迎来第三波，且能实现真正的商业化。
伴随着日本等多国将氢能社会定为国家战略，丰田、本田、现代等大量整车企业推动并已生产包括Mirai、Clarity、NEXO等量产车型。
以氢能战略较激进的日本为例，其计划到2020年，道路上行驶的氢燃料电池汽车数量要达到4万辆，2030年达到
80万辆。
日本车企在技术方面是领跑者，目前丰田已在日本国内布局100个左右的加氢站，并提出2020年目标销量为每年3万辆。
不过，燃料电池要真正实现商业化，仍困难重重。
商业化有多难？
氢和燃料电池技术原本应用于航空航天以及军事等对
价格不敏感的领域，拓展到民用领域，如何大规模降成本是关键。
燃料电池汽车的成本可分为能源端、生产端和用户端三方面。
作为交通领域的能源，氢能的供给规模尚不足以支撑大规模商业化推广，费用偏高。
上汽集团前瞻技术部燃料电池整车项目总工程师程伟表示，终端加氢40元/公斤，能让用户有比较好的体验，但是现在国内外的价格多在70元-80元。
据悉，日本岩谷产业的加氢价是1100日元/公斤，折合人民币约65元，公司能保持微利。
而这个终端价格的实现是在前期投入中，日本政府承担一半费用，车企承担三分之一，岩谷只投资六分之一。
“有些氢气出厂只要几块钱，但经过脱硫、纯化、加压运输、气站储存，加氢站可能还要升压，算上加气站的建造占总成本，综合起来很贵。
”程伟说。
从生产端来看，成本要大幅下降，产业链需要更成熟。
国内产业链比较薄弱，目前制造成本比同类型的燃油车和纯电动汽车更高。
北汽福田汽车股份有限公司董事会秘书、高级副总裁龚敏认为，50万辆的规模是氢燃料电池汽车及基础设施投资的盈亏平衡点。
“在全球来讲，产业链也不成熟，企业大多都是依靠背后财团，打造一个全封闭系统自己干的。
”广东泰罗斯汽车动力系统有限公司总经理张锐明透露，导致核心材料和零部件掌握在少数企业手中，成本居高不下。
而从用户端来看，目前市场对于燃料电池汽车的认知非常不充分，对于其安全性的质疑很多，一些主管部门人士仍将氢与不安全划等号，更不要说许多没有接触过氢燃料电池的普通公众。
此外，值得注意的是，氢能作为一个新的能源体系，将很有可能改变现有世界以石油为中心的地缘政治格局。
在张锐明看来，国外现在很多传统能源企业是表面欢迎，内心抗拒。
中国放手一搏
从技术角度看，在中国，只具备一定基础，材料技术和系统综合性能差距都较大。
2016年10月发布的《节能与新能源汽车技术路线图》给燃料电池汽车定了几个目标，到2020年规模?_5000辆，2025年为5万辆，2030年则是百万辆，超过了日本同期80万辆的目标。
要实现这些目标并不容易。
要追赶，关键要认清差距。
在美国数十年的燃料电池工作经验让张锐明认识到，“中国产业链、技术、商业化等各方面，与国外比都有相当大的差距，是全面落后。
”
不过，国内在整车集成、关键材料和零部件上都有涉及，一些实验室技术并不比国外差太多，差距是在从跳出实验室进入产业化这一步。
现实的问题是：国内不少企业只关注眼前利益，花很多钱投产目的是为了国家补贴，而非提高技术。
所以补贴政策既要考虑现状、帮助企业进入，更要鼓励自主专利研发、推动技术进步。
在政策基础上企业自身的投入是更为重要的一环。
上汽是较早在此领域投入技术研发的企业，2006年就成立燃料电池事业部，从整车集成、系统集成，到如今发力突破电堆技术，一直在投入研发，推出燃料电池乘用车荣威750、950和商用车上汽大通FCV80等车型。
在燃料电池汽车的商业化起步阶段，“电电混合”（即燃料电池+动力电池）的技术路线更适合中国现状。
氢燃料电池加氢时间短，只要三五分钟，行驶里程一般在500公里以上，弥补纯电动在这两方面的不足。
但氢能存在基础设施不够多，加注成本高的不足。
“电电混动”让两者优势互补，在国内燃料电池功率有限的情况下，是一个比
较好的商业化方向。
另一个打进市场的切入口是商用车。
相较乘用车，客车和卡车对燃料电池的技术要求更低，可通过商用车的拉动，在中国培育一批能源供给、零部件甚至材料的供应商，逐步完善产业链，提高技术水平，进而扩展到乘用车领域。
只有汽车行业和能源行业共同合作，中国的氢能源汽车才有真正的发展机遇。