我国燃料电池汽车发展现状及未来建议
代用燃料汽车研发背景、现状及发展趋势

代用燃料汽车现状及发展趋势
(一)国内发展趋势
2、车用生物液体燃料开发得到重视,非粮生物液体燃料成为根本方向。 “十五”期间,我国建成了总产能为132万t的4家陈化粮燃料乙醇企业, 在9个省市推广使用乙醇含量为10%的车用乙醇汽油(E10)。广西于2007年 建成了年产20万t乙醇的木薯乙醇项目。纤维素乙醇燃料、生物质费托合成 柴油燃料(BTL)、加氢生物柴油(HVO)、藻类生物柴油等第二代生物柴油技 术目前尚处于技术研发阶段。
代用燃料汽车现状及发展趋势
(二)国外发展趋势
4、新能源汽车开发进展加快,但与实现产业化有一定距离。 在2008年北京奥运会、2010上海世博会期间,我国汽车企业和科研
机构提供了自主研发的一批电池汽车、混合动力客车/轿车、燃料电池 汽车等各种新能源汽车为奥运会和世博会服务。不过,目前我国新能源 汽车发展还存在技术成熟度不够、关键零部件配套缺乏、可靠性和生产 一致性差、市场导人期的成本较高等障碍,使得新能源汽车距离规模化 量产和广泛使用尚有一定距离。
代用燃料汽车现状及发展趋势
(二)国外发展趋势
4、生物燃料已成为车用替代燃料的最重要发展方向之一,正在酝酿技 术和产业升级转型。
目前已经实现商业化发展的生物燃料主要包括利用玉米、甘蔗、植物油等传 统粮糖油原料生产的燃料乙醇和生物柴油,通常被称为第一代生物燃料(或传统生 物燃料)。2007年,世界主要国家的燃料乙醇和生物柴油产量分别达到约4 000万t 和880万t。近年来,国际社会日益重视发展以农林业废弃物、非粮能源植物、富 油微藻等为原料的第二代生物燃料技术,主要是纤维素乙醇(丁醇)、加氢生物柴 油(HVO)、生物质费托合成燃料(BTL)、合成醇醚燃料(生物甲醇和二甲醚)、以及 氢燃料等。
新能源汽车产业的发展现状与未来趋势分析

新能源汽车产业的发展现状与未来趋势分析近年来,随着全球环境问题的日益突出,各国纷纷加大对环保产业的投入,新能源汽车作为一种重要的环保交通工具逐渐受到人们的关注。
本文将分析新能源汽车产业的发展现状以及未来的趋势。
一、新能源汽车的发展现状新能源汽车是指以新型清洁能源替代传统汽车燃油,包括纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车等。
目前,新能源汽车产业正处于发展的初级阶段,但其发展速度和潜力引起了全球产业界的关注。
在中国,政府出台了一系列支持政策,推动新能源汽车的发展。
例如,对新能源汽车购买者提供了一定的补贴,同时取消了传统燃油汽车的限购政策。
这些政策的推动下,中国新能源汽车市场进入了快速发展阶段。
到2020年,中国新能源汽车销量已超过200万辆,占全球新能源汽车销量的50%以上。
而在其他国家如美国、欧洲等地,新能源汽车市场也呈现出快速增长的趋势。
二、新能源汽车产业的未来趋势1. 技术进步和成本下降随着技术的进步,新能源汽车的续航里程不断增加,充电速度不断提高。
与此同时,电池价格下降,制造成本不断降低。
这使得新能源汽车在性能和价格方面与传统燃油汽车相比更具竞争力,进一步推动了消费者对新能源汽车的需求。
2. 政策支持与市场需求全球各国纷纷出台政策支持新能源汽车的发展,如减少传统燃油汽车的补贴,提高新能源汽车的购买补贴和税收优惠政策等。
这些政策的出台将进一步推动市场对新能源汽车的需求,促使新能源汽车产业进一步发展。
3. 充电基础设施建设充电基础设施的建设是新能源汽车发展的重要保障。
随着新能源汽车的增多,充电桩的需求也不断增长。
因此,加快充电基础设施的建设势在必行,只有这样才能满足消费者充电需求,进一步促进新能源汽车的发展。
4. 环保意识的提升随着全球环境问题的日益严重,人们的环保意识不断提高。
新能源汽车具有零排放和低能耗的特点,被认为是解决传统燃油汽车排放问题的重要途径。
未来,随着人们的环保意识进一步提升,对新能源汽车的需求将不断增加。
新能源汽车动力电池应用现状和发展趋势

新能源汽车动力电池应用现状和发展趋势摘要:随着全球对环境保护意识的增强,新能源汽车动力电池的应用逐渐成为汽车行业的热点。
本文通过分析新能源汽车动力电池的应用现状和发展趋势,探讨了市场规模、主要应用领域以及技术现状。
同时,着重讨论了新能源汽车动力电池面临的挑战,包括电池成本、寿命和安全性以及充电基础设施建设。
展望了新能源汽车动力电池的未来发展前景,强调了技术创新和政策支持的重要性。
随着科技的不断进步,新能源汽车动力电池有望迎来更大的突破和发展。
关键词:新能源;汽车动力电池;应用现状;发展趋势引言随着全球对环境保护的日益重视和汽车行业的转型升级,新能源汽车动力电池应用成为各国政府和汽车制造商研发的重点之一。
本文旨在探讨新能源汽车动力电池的应用现状和发展趋势,分析市场规模、主要应用领域和技术现状,并探讨了新能源汽车动力电池面临的挑战。
1.新能源汽车动力电池应用现状1.1市场规模和增长趋势新能源汽车动力电池应用市场规模不断扩大,呈现出良好的增长趋势。
根据统计数据显示,全球新能源汽车动力电池市场在过去几年中保持了强劲的增长,预计在未来几年内仍将保持稳定增长。
这主要受益于政府对新能源汽车的政策支持和环保意识的提高。
同时,随着电动车技术的不断进步和电池成本的下降,新能源汽车动力电池应用市场将进一步拓展。
1.2主要应用领域新能源汽车动力电池主要应用于新能源汽车领域,包括纯电动汽车(BEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)和燃料电池汽车(FCV)。
纯电动汽车是动力电池的主要应用领域,其完全依赖电池提供动力,并实现零排放和零污染。
插电式混合动力汽车则通过动力电池和内燃机的共同作用来提供动力,可以在电池耗尽后切换到内燃机继续行驶。
燃料电池汽车则利用动力电池驱动电动机,将氢气与氧气反应产生电能,实现零排放。
随着新能源汽车市场的不断发展壮大,动力电池的应用领域也将进一步扩展。
1.3动力电池技术现状系统性能评估与测试是动力电池管理系统设计中必不可少的一环。
燃料电池技术的发展现状和应用

燃料电池技术的发展现状和应用近年来,随着能源问题不断加剧以及环保意识的提高,燃料电池作为一种新型的清洁能源技术备受关注。
燃料电池是一种通过氢气和空气(或氧气)反应来释放能量的装置,其产生的唯一废物是水,因此被誉为“零排放汽车”的典型代表。
那么,在我们国家燃料电池技术的发展现状和应用是怎样的呢?下面,随我一起来探究一下。
一、技术发展现状燃料电池技术的发展可以追溯到1839年,由威廉·格劳夫发现了燃料电池的基本原理。
目前主要有质子交换膜燃料电池(PEMFC)、碱性燃料电池(AFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)等几种商业化的燃料电池技术。
其中,PEMFC应用最广泛,是目前商业化程度最高的燃料电池,主要用于汽车和家用电站。
AFC应用较少,主要用于航空和太空领域;SOFC目前还处于研究阶段,主要用于工业应用。
虽然燃料电池技术发展到今天也已有近200年的历史,但是由于技术限制和高成本问题一直未能得到广泛应用。
不过,在绿色能源发展的背景下,燃料电池技术未来的前景十分广阔。
二、应用现状1. 汽车领域燃料电池汽车可以说是目前燃料电池技术应用最广泛、最成熟的领域。
我国目前已有多款燃料电池汽车上市销售,如北汽新能源、上汽通用等,而且,我国政府还在积极推动燃料电池汽车领域的发展。
2. 家庭领域燃料电池家庭燃气发电机则是其在家庭领域的应用。
其优点在于,不仅可以利用燃料发电,同时还能够产生热水和暖气,真正实现了家庭能源的全方位利用。
目前燃料电池家庭燃气发电机已成为欧美日等发达国家的家庭能源利用趋势之一。
3. 工业领域燃料电池在工业领域的应用主要是用于备电、电源电池等方面。
例如,为卫星、飞行器、无人机、便携式设备等提供电源。
另外,燃料电池还具有快速响应、高效能效、长时连续工作等优点,因此在一些特殊的应用场景下也得到了广泛的应用。
三、存在的问题及未来发展燃料电池技术无疑是清洁能源领域十分重要的一环,但在实际应用中还存在一些问题。
燃料电池的技术现状和发展趋势

燃料电池的技术现状和发展趋势燃料电池是一种无污染、高效能的能源转化设备,近年来得到了越来越多的关注和应用。
本文将围绕燃料电池的技术现状和发展趋势,从以下三个方面进行介绍。
一、燃料电池的技术现状燃料电池是一种能够将氢气、甲烷等可再生能源转化为电能的装置,也可以利用能源颗粒,如氢离子、氧化物离子等,在经过化学反应后产生电能。
据统计,目前已经研制出多种类型的燃料电池,并投入了大量的应用。
一般来说,燃料电池主要包括固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、直接甲醇燃料电池等几种类型。
其中,PEM燃料电池是目前最为成熟、商业化应用最广泛的燃料电池类型之一,其具有体积小、质量轻、响应速度快等优点。
二、燃料电池的发展趋势(1)实现规模化、商业化应用尽管燃料电池技术的研究已经有了很长时间,但是其应用仍然非常有限。
未来,燃料电池仍然需要从实验室走向市场,实现规模化生产,并被广泛运用于汽车、铁路、海运等领域。
(2)持续提高燃料利用率和能量效率燃料电池的燃料利用率和能量效率是影响其应用价值的重要参数。
因此,未来燃料电池厂商应当继续强调技术改进,不断提高电池的燃料利用率和能量效率。
(3)开发新型催化剂在燃料电池的运行过程中,催化剂是十分重要的因素。
因此,开发新型催化剂,提升燃料适用能力和普适性,已成为燃料电池技术领域的新任务。
三、燃料电池的优缺点(1)优点① 燃料电池可以利用多种化学能源进行转化,具有能源利用效率高、效能高的特点。
其转换效率可达50%以上。
② 燃料电池不需要燃烧,因此排放无害物质,而且还可以减少有害气体的排放。
③ 燃料电池拥有体积小、质量轻、响应速度快等优点,因此在汽车、铁路、海运等领域具有广泛的应用前景。
(2)缺点① 燃料电池制造成本高,封装要求严格,还需要维护大量设备。
② 燃料电池塑料薄膜等零部件的封装性能、生长性高,需要不断地加强研发。
综上所述,燃料电池的技术现状和发展趋势十分值得我们关注。
燃料电池技术的发展现状及应用前景

燃料电池技术的发展现状及应用前景近年来,燃料电池技术逐渐成为了关注焦点。
燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置,通过氧化还原反应将电能和氧化剂、还原剂中的原子重新排列,产生电子流,从而产生电能。
由于其能有效地将化学能转化为电能,并且不会对环境产生污染,因此,燃料电池在能源领域被广泛应用。
下面我们将从燃料电池技术的发展现状及应用前景两个方面来详细解析这一技术。
一、燃料电池技术的发展现状燃料电池技术的发展历史可以追溯到1839年。
但由于其技术含量较高,所需的软硬件条件均很复杂,燃料电池的推广一直受限于制造成本,如何平衡成本和性能也一直是制约其推广应用的主要因素。
现在,燃料电池技术的应用领域不断拓展,从铂电极到新型燃料电池材料,不断有新的科学成果被推出。
随着技术的发展,燃料电池的性能也逐步提高。
根据目前的技术现状,燃料电池主要可以分为氢氧燃料电池、甲醇燃料电池、二氧化碳燃料电池、固体氧化物燃料电池等几大类。
目前,氢氧燃料电池是最受关注的一类燃料电池,在汽车及它们的相关领域中应用最广,其中最出名的莫过于特斯拉电动汽车。
另外,甲醇燃料电池也在军事、应急等领域发挥了重要作用。
固体氧化物燃料电池是最具有前景的一类燃料电池,其应用能力涵盖了数十个领域。
二、燃料电池技术的应用前景燃料电池技术是一种革命性能源技术,近年来其应用领域得到了迅速扩大。
随着国内外政策及环保意识的加强,燃料电池技术的前景也愈发看好。
下面我们将从家用、交通及能源稳定三个方面来说明其应用前景:家用方面:燃料电池技术将成为未来智能家居的不二之选,将被广泛应用于生活用气和电力产生系统。
利用天然气、液化天然气等作为燃料,通过燃料电池发电机组产生电力提供个人,甚至小区和城市家庭的用电需求。
与此同时,燃料电池干燥、空气净化等领域也将成为其应用方向。
交通方面:燃料电池技术是未来交通领域节能环保发展的重要路径。
它可以替代已有的石油、轮胎极易燃等燃料,改变传统燃油车的模式,达到零排放目标,从根本上解决能源短缺、环境污染等问题。
论文新能源汽车的现状与发展趋势
论文新能源汽车的现状与发展趋势一、综述随着全球对环境保护和可持续发展的日益重视,新能源汽车的发展已成为现代交通领域的重要趋势。
新能源汽车以其独特的优势,正在逐步改变传统的汽车市场格局。
当前新能源汽车涵盖了电动汽车、混合动力汽车、天然气汽车等多种类型,其在节能减排、改善空气质量等方面发挥着重要作用。
新能源汽车的现状和发展趋势正受到全球范围内的广泛关注,在技术进步和政策支持的双重驱动下,新能源汽车的市场份额正在快速增长。
尤其是在电池技术、驱动系统、智能化等方面,新能源汽车的技术进步显著,为行业的持续发展提供了强大的动力。
然而新能源汽车的发展也面临着一些挑战,如电池续航里程、充电设施的普及、成本问题等。
这些问题需要行业内的专家学者、企业以及政府共同研究和解决。
本文旨在综述新能源汽车的当前状况,探讨其发展趋势,以期为新能源汽车的进一步研究和应用提供参考。
1. 背景介绍:当前全球能源危机与环境问题,新能源汽车的重要性在全球化的今天,能源危机和环境问题已经成为全球关注的焦点问题。
随着工业化进程的加速和人口的增长,传统能源的过度开采和使用导致的能源短缺、环境污染等问题日益凸显。
尤其是汽车工业,作为全球经济的重要支柱之一,其产生的尾气排放和能源消耗对环境和能源问题造成了巨大的压力。
因此发展新能源汽车已经成为应对全球能源危机和环境问题的有效途径之一。
新能源汽车的出现,不仅为我们的社会提供了一种更清洁、高效的能源利用方式,也对促进经济的可持续发展起到了重要的作用。
因此探讨新能源汽车的现状与发展趋势具有极其重要的现实意义和战略价值。
当前全球各主要国家和地区都在加大对新能源汽车的投入和研究力度,力图在这一领域取得领先,这也预示着新能源汽车的未来充满了无限的可能性和挑战。
在此背景下,我们有必要对新能源汽车的现状进行深入分析,并对其未来的发展趋势进行预测和探讨。
2. 研究目的:探讨新能源汽车的发展现状,分析其未来发展趋势,以期推动新能源汽车的持续发展随着全球能源危机和环境恶化问题的加剧,新能源汽车的发展已成为现代汽车产业的重要组成部分。
燃料电池技术的现状与发展前景
燃料电池技术的现状与发展前景随着环保意识的增强以及对化石能源的依赖性不断减弱,新能源技术的发展逐渐成为全球范围内的热门话题。
其中,燃料电池技术作为一项非常重要的高效能源技术,备受各国政府和企业的关注。
那么,燃料电池技术的现状是怎样的?未来又有哪些发展前景呢?一、燃料电池技术的现状分析燃料电池是一种基于化学反应产生电能的新型电池。
近年来,随着燃料电池技术的快速发展,它的应用范围不断扩大。
目前,燃料电池主要用于交通工具、电力加热、微型供电等领域。
从目前全球的燃料电池技术发展情况来看,日本、欧美等发达国家和地区的企业在燃料电池技术研发方面处于领先地位。
美国通用汽车公司、日本本田汽车等企业相继推出了基于燃料电池的汽车,而欧洲燃料电池研究和开发中心(JRC)则在欧洲大规模推广燃料电池公交车。
同时,目前全球的燃料电池技术还存在一些问题。
比如,成本较高、生产难度较大等。
因此,在燃料电池技术面临的诸多挑战中,降低成本、提高效率是当前燃料电池技术发展最重要的问题。
二、燃料电池技术的未来前景展望尽管目前全球燃料电池技术还存在一些问题,但是其研发潜力和应用前景依然广阔。
预计到2030年,全球燃料电池的市场规模将会达到500亿美元以上。
作为一种高效新能源技术,燃料电池技术的未来应用前景将非常可观。
未来燃料电池将应用于更广泛的范围,包括家庭、企业、交通等领域。
而且,随着技术的不断成熟,燃料电池的成本将不断降低,而能量转换效率将会不断提高,这将进一步推动燃料电池技术的发展。
未来燃料电池技术的发展趋势和方向主要集中在以下几个方面:1、混合式动力设备的应用未来燃料电池技术将逐渐应用于混合式动力设备,例如燃料电池/锂离子电池混合系统。
这种系统能够充分发挥燃料电池的高效能源特点,同时又能够利用锂离子电池的短时间高功率输出特性,从而达到更高效的电能转换。
2、新型催化剂的研发降低燃料电池的成本是当前最为重要的问题之一。
为了解决这一问题,燃料电池中的催化剂需要不断改进和优化,以提高催化剂的效率,降低催化剂成本。
燃料电池的研究与应用现状及发展趋势
燃料电池的研究与应用现状及发展趋势燃料电池是一种利用化学反应将氢气和氧气转化为电能和水的能源转换装置。
这种可再生能源的研究和应用已经有近百年的历史,但是在过去的几十年中才逐渐受到人们的广泛关注和研究。
在当前的能源危机和环境污染问题越来越严重的情况下,燃料电池作为一种高效、低污染、可再生的新能源,被视为未来能源体系的核心之一。
一、燃料电池的研究历史和发展情况燃料电池最早的应用可以追溯到1839年,当时英国科学家威廉·格罗夫发现,将两个氢气和氧气分别通入两个电极中,就可以通过化学反应产生电流。
这个发现开创了燃料电池的研究历程。
从20世纪中叶开始,燃料电池的研究和应用逐渐走向实用化阶段。
美国、日本、欧洲和中国等国家和地区的科学家们相继投入大量资金和人力,深入探究燃料电池的原理和应用。
在过去的几十年里,燃料电池的技术水平已经得到了极大的提高。
其中最重要的一项进展是新型的聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)的发明和应用,它具有产氢便利、起动速度快、功率密度高、效率大等优点,已经逐渐取代了其他类型的燃料电池,成为了燃料电池技术的主流。
二、燃料电池的应用现状和前景目前,燃料电池已经得到了广泛的应用并取得了许多重要的成果。
以下分别从交通运输、城市能源、农村能源、太空科技和装备制造等方面进行探讨:1.交通运输燃料电池在汽车、火车、飞机和船舶等交通运输领域的应用已经逐步展现出其优越性,尤其是在汽车领域上,它可以大幅提高汽车的能源利用效率和燃油利用率,减少废气排放和环境污染。
近年来,在美国、欧洲和日本等发达国家已投放多款燃料电池汽车,并且取得了一定的成功。
2.城市能源现代城市能源体系存在着能源短缺和能源浪费等问题,同时城市环境也面临着水污染、气体污染等方面的问题。
在这种情况下,采用燃料电池作为城市能源的主要供应源,可以很好地解决这些问题。
例如,通过燃料电池发电可以实现城市垃圾的无害化处理,同时可以生产出清洁的水和二氧化碳,这种清洁能源的形式可以很好地满足城市的能源供应需求。
氢燃料电池汽车存在的困难问题及建议
氢燃料电池汽车存在的困难问题及建议氢燃料电池汽车在推广应用过程中面临以下困难问题:1. 基础设施建设困难:氢燃料电池汽车需要建设完善的氢气供应基础设施,包括氢气生产、储存和加注站等。
然而,目前全球范围内的氢气基础设施发展相对缓慢,缺乏完善的供应网络,渠道和设施。
建议:政府和企业应加大投资力度,建设氢气供应基础设施,推动氢气站点的建设和分布,以确保足够的氢气供应能够满足日益增长的氢燃料电池汽车需求。
2. 燃料成本较高:相对于传统燃料,氢气的生产成本较高。
尽管部分氢气可以通过可再生能源生产,但目前仍然存在着昂贵的氢气生产和储存成本。
这也导致氢燃料电池汽车的售价较高,并限制了其市场推广。
建议:政府应制定政策,推动氢气生产的可持续发展,提高生产效率,降低生产成本。
同时,可以通过财政补贴和减免税收等措施降低氢燃料电池汽车购买成本,推动市场需求。
3. 安全问题:氢气具有高度可燃性和易泄露的特性,可能存在安全隐患。
氢燃料电池汽车的储氢罐需要具备高强度和耐腐蚀性,并通过严格的安全认证,以确保在意外事件中能够安全释放氢气。
建议:加强氢燃料电池汽车的安全标准,并制定严格的安全管理措施,确保氢燃料电池汽车的安全性能。
此外,加强对用户的安全教育和培训,提高用户的安全意识。
4. 技术突破和创新:氢燃料电池汽车技术还处于相对早期阶段,许多技术问题有待解决,如氢气的储存和供应、电池寿命和稳定性等。
还需要进一步研究和推进技术突破和创新,以提高氢燃料电池汽车的性能和可靠性。
建议:各国政府和相关企业应加强技术研发合作,促进氢燃料电池汽车技术的进一步创新。
通过科研项目的支持和资金投入,鼓励科学家和工程师进行技术研究和实践,推动氢燃料电池汽车技术的发展。
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我国燃料电池汽车发展现状及未来建议 2012-06-04 大力发展新能源汽车是应对全球能源短缺和环境污染的重大战略举措。在众多的新能源汽车中,燃料电池汽车因其具有零排放、效率高、燃料来源多元化、能源可再生等优势而被认为是未来汽车工业可持续发展重要方向,是解决全球能源问题和气候变化理想方案,因此,世界主要国家和组织投入大量资金用于燃料电池汽车关键技术攻关。目前,国际燃料电池汽车现已进入技术与市场示范阶段。在国际竞争日趋激烈环境中,随着技术研发和试验考核不断深入,我国燃料电池汽车面临着发展后劲不足,技术创新突破难、产业化基础薄弱、专业人才缺乏等难题,严重阻碍了我国燃料电池汽车技术进步,因此,我国要抓住新能源汽车战略性新兴产业培育和发展的政策机遇,发挥政策引导作用,聚焦重大、重点突破燃料电池汽车关键技术和共性技术,稳步推进燃料电池汽车技术进步。 一、 国外燃料电池汽车发展现状 长期以来,世界各国政府和主要汽车集团都高度重视燃料电池汽车研发,投入大量资金用于燃料电池汽车及氢能研发、试验考核和市场培育。继在第六框架计划中拿出大量资金用
于燃料电池汽车和氢能研究,2009年,欧盟批准燃料电池和氢能技术项目行动计划,计划
从欧盟第七框架计划中拿出4.7亿欧元,持续资助燃料电池汽车及基础设施技术研发。德国政府高度重视燃料电池汽车及氢能研发,交通部、环境署、经济部等部门联合启动燃料电池及氢能国家创新计划,拟与企业联合资助14亿欧元,用与燃料电池汽车、氢能等关键技术研发,以确定德国在燃料电池汽车领域的国际领先地位和竞争力。以经产省为代表的日本政府高度重视并持续开展燃料电池汽车和氢能开发,在过去30年时间内先后投入上千亿日元用于燃料电池汽车和氢能的基础科学研究、技术攻关和示范推广。隶属于经产省的燃料电池商业化组织(FCCJ)先后与2009年7月和2010年7月发布了《燃料电池汽车和加氢站2015年商
业化路线图》,明确指出2011年-2015年开展燃料电池汽车技术验证和市场示范,随后进入商业化示范推广前期。为落实燃料电池汽车在日本的推广,2011年1月,包括丰田、本田、尼桑三大汽车厂商在内的日本13家汽车和能源企业共同签订协议,决定在东京、大阪、名古屋和福冈四大都市圈的市区和高速公路上建立100座加氢站,并通过完善设计、改善生产技术等方法大幅降低燃料电池汽车生产成本,培育燃料电池汽车市场。美国政府对燃料电池汽车支持在布什任职期间达到顶峰,在奥巴马政府期间,美国能源部宣布从美国振兴计划(American Recovery and Reinvestment Act Funding)中拨款4190万美元支持燃料电池特种车的研发和示范,另在2011年美国财政预算中安排5000万美元用于燃料电池和氢能技术研发。此外,加拿大、韩国、澳大利亚、巴西、法国和英国等国家政府积极支持燃料电池汽车和氢能研发。2009年,戴姆勒、福特、通用、丰田、本田和现代汽车6个世界主要汽车公司
签署备忘录,持续开展燃料电池汽车研发,计划于2015大力推广燃料电池汽车,并快速形成几十万辆燃料电池汽车保有量。与此同时,在德国交通部长见证下,德国巴符能源公司(德国第三大电力公司)、奥地利OMV石油公司、壳牌公司、法国道达尔公司(全球第四大石油化工公司)和瑞典Vattenfall(欧洲第五大能源公司)等全球大型能源公司签订备忘录,决定在德国建设燃料电池汽车基础设施以促进燃料电池汽车在德国的推广。 经过长时间、持续稳步的支持,国外燃料电池汽车产品的可靠性、环境适应性(如低温
启动性能)取得了重大突破,示范运行不断深入,并陆续推出用于租赁商业化示范的先进燃料电池汽车,燃料电池汽车进入技术与市场示范阶段。产品成本控制与配套基础设施建设成为制约燃料电池汽车商业化推广主要因素。 二、 国内燃料电池汽车发展现状
在国家“十五”“863”计划电动汽车关键技术重大科技专项和“十一五”节能与新能源汽车重大项目支持下,我国燃料电池汽车技术研发取得重要进展,基本掌握了整车、动力系统与关键零部件的核心技术;建立了具有自主知识产权的燃料电池汽车动力系统技术平
台;形成了燃料电池发动机、动力电池、DC/DC变换器、驱动电机、储氢与供氢系统等关键零部件配套研发体系,具有百量级燃料电池汽车动力系统平台与整车生产能力。研制的“超越”系列、“上海牌”、“帕萨特”、“奔腾”、“志翔”等燃料电池汽车经受住了大规模、
高温、大强度示范考核,成功服务于2008北京奥运会和2010年上海世博会。在燃料电池关键基础技术研究方面,开发出高活性、抗聚集的电催化剂,以及高比表面积、抗氧化的担体,开发出了与国际商品化水平相当的增强型符合自增湿质子交换膜,研制出高导电性/高稳定性碳纸,初步解决了双极板的抗腐蚀和导电性问题,掌握了丝网印刷膜电极技术。在燃料电池汽车整车及动力系统平台前沿技术方面,建立了燃料电池汽车动力系统平台设计理论和方法,探索了基于模块化思想的整车柔性适配技术,研发了燃料电池汽车功率控制单元及其它关键零部件,开展了燃料电池汽车整车可靠性、电安全、氢安全、一体化热管理、智能容错控制、碰撞安全性等关键技术研究。在公共平台建设方面,形成了燃料电池汽车开发软、硬件测试环境,建立了国家级燃料电池、系统平台和车辆工程技术中心或测试基地,制定了8条燃料电池汽车及氢能专用国家标准。但是,受限于传统车辆开发技术水平、燃料电池发动机功率密度、动力系统可靠性、整车环境适应性等性能限制以及商业推广模式研究和基础设施建设滞后等因素,我国燃料电池汽车仍然处于技术验证与特定考核试验考核阶段。 三、 国内外燃料电池汽车技术状态对比分析
(一)燃料电池整车集成技术
如表1所示,我国自主开发的燃料电池汽车在车型开发、整车动力性、续驶里程、燃料电池发动机功率等方面与国外存在一定的差距,在等效燃料经济性水平和车辆噪声水平与国外基本处于同一水平。 在燃料电池汽车车型平台开发方面,国外已经由基于传统车辆平台改造形成燃料电池汽
车模式走向为燃料电池汽车打造全新整车平台阶段,如本田汽车公司Clarity,丰田汽车公
司FCHV,戴姆勒奔驰公司F-Cell和通用公司Chevrolet Equinox等均是为燃料电池汽车动力系统技术平台而全新打造的专用化整车平台,基于这些整车平台,国外汽车公司开展了如空气动力学性能、轻量化、车身碰撞安全性、底盘系统主动控制以及面向舒适性的人机界面与人机工程等研究。在国内,以上汽股份、上海大众、一汽、长安、奇瑞等公司为代表开发的燃料电池轿车均基于传统内燃机车辆进行改制,尚未掌握燃料电池汽车专用车身开发、底盘开发、底盘动力学主动控制等关键技术,与国外存在较大差距。 在车辆动力性能方面,主要受限于燃料电池功率输出水平和整车集成及轻量化技术水平,我国燃料电池汽车整车加速性能明显低于世界主流燃料电池汽车加速性能。
在车辆续驶里程方面,到目前为止,我国基本掌握了350MPa高压储氢和加注系统关键
技术,实现高压氢气瓶等部件国产化开发,但某些关键阀门、传感器还依赖进口,700MPa氢气存储关键技术和关键部件仍然处在研发阶段,其直接制约了我国燃料电池汽车续驶里程提高。 在整车燃油经济性水平、车外噪声水平上。我国燃料电池汽车与国外同类型汽车处于同
一水平甚至领先地位(参考2006年法国必比登挑战赛结果,燃油经济性等效为传统内燃机汽
油消耗:3-3.5L/100公里,车外加速噪声维持在70dB左右)。 注: 1-中国城市循环工况;2-NEDC工况;3-EPA工况。 (二)燃料电池发动机技术 在燃料电池发动集成度方面,我国轿车用燃料电池发动机输出功率等级、功率密度等性能参数明显低于国外同类型燃料电池汽车用燃料电池技术性能(国外燃料电池电堆质量功率
密度已超过1600W/kg,体积功率密度已超过2700W/L;而国内燃料电池电堆质量功率密度维持在700W/kg左右,体积功率密度维持在1000W/L左右)。 在燃料电池发动机环境适应性尤其是低温冷启动性能方面,国外燃料电池汽车已经实现甚至环境中冷启动,并在北欧瑞典地区开展冬季寒冷工况下实车道路实验。相比国外,我国燃料电池汽车冷启动性能基本上还处在水平,燃料电池电堆也仅在实验室中实现环境中启动。
在燃料电池发动机可靠性、寿命方面,国外燃料电池电堆2010年寿命水平比2003年提
高两倍,其中燃料电池质子交换膜已经超过7300h(采用美国3M公司的MEA),电堆实验室寿命提高到5000h以上,安全性和可靠性水平基本达到了传统内燃机汽车同等水平。在整车可靠性和寿命方面,其性能已经基本满足整车产品需求。戴姆勒奔驰汽车开发的F-Cell系列样车已经进行了总共超过450万公里的路试。美国UTC公司通过改进燃料电池系统控制策略,规避或减缓由起停、动态加载、低载怠速、零下储存与启动等过程导致的燃料电池寿命衰减,其与AC Transit运输公司合作在加州奥克兰市开展燃料电池汽车示范运行,截至2010年6月底,其120kW的燃料电池系统(PureMotion Model 120)在没有更换任何部件情况下运行了7000h,远远超过了美国能源部制定的2015年5000h寿命目标。相比国外,我国燃料电池汽车虽然经受住了北京奥运会、美国加州示范运行和上海世博会等大型国际活动的高温、高强度示范运行考验,但燃料电池电堆及关键部件寿命仍然无法满足整车产品寿命要求,
低压燃料电池单堆动态循环工况试验运行时间仅突破1500h,预测寿命亦仅2000h。 在燃料电池发动机成本控制关键技术研究方面,国外一方面研究低铂燃料电池技术,减少催化剂用量,另一方面研究催化剂抗毒性,降低其运行成本,同时还开发非铂催化剂来代
替贵重金属Pt。在低铂燃料电池技术方面,目前国外已经研制低铂用量燃料电池电堆。通
用公司通过采用核壳型合金催化剂、有序化MEA等技术,不但提高了燃料电池性能,而且Pt担量也得到了大幅度降低,一台燃料电池发动机中贵金属催化剂Pt的用量从上一代的80g降低到30g,并计划于2015年降低到10g。丰田公司开发的燃料电池电堆Pt用量也降低到原来的30%。催化剂抗毒性已经成为国际研究热点,国外科研机构试图通过提高催化剂抗毒性,使燃料电池可以直接利用粗氢发电,从而降低其运行成本。在非铂燃料电池技术方面,国际积极开发其它类型如碱性聚合物膜燃料电池,实现催化剂材料非Pt化,从而降低燃料电池
发动机成本。2010年4月,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室宣布,该研究机构已经开发出由碳、铁、钴组成的催化剂,其成本非常低,而其性能可以和铂基燃料电池电堆最高水平相比,且在遏制过氧化氢产生等方面明显优于铂基燃料电池电堆。一系列研究成果直接推动燃料电池