鉅大LARGE | 點擊量：481次 | 2022年04月02日
政策調整，燃料動力電池要上位
引言：燃料動力電池汽車也可以算作是電動汽車，但是你可以在五分鐘內給電池灌滿燃料，而不是等上幾個小時來充電。燃料動力電池汽車是一種用車載燃料動力電池裝置出現(xiàn)的電力作為動力的汽車。車載燃料動力電池裝置所使用的燃料為高純度氫氣或含氫燃料經重整所得到的高含氫重整氣。隨著電動汽車補貼退坡加速，燃料動力電池車較高的補貼額度會逐漸彌補之前價格高的劣勢，鼓勵公司加大對燃料動力電池車的研發(fā)投入，燃料動力電池汽車將迎來發(fā)展曙光。
燃料動力電池系統(tǒng)
燃料動力電池的工作原理是通過將燃料的化學反應直接轉化成電能。按照電解質的不同，目前研發(fā)的類型為質子交換膜燃料動力電池、固體氧化物燃料動力電池、熔融碳酸鹽燃料動力電池、磷酸燃料動力電池和堿性燃料動力電池等。
以質子交換膜燃料動力電池為例，當燃料罐內的氫氣與空氣的氧氣在電解質膜上發(fā)生反應，形成電流進而轉化成動能，同時出現(xiàn)水。
質子交換膜燃料動力電池結構
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
燃料動力電池汽車以其零污染的特性成為新能源汽車發(fā)展最可靠方向，而驅動車輛行駛的燃料動力電池動力系統(tǒng)重要包括燃料動力電池系統(tǒng)、驅動電機及控制系統(tǒng)，整車控制系統(tǒng)、輔助電源、儲氫裝置。
燃料動力電池優(yōu)勢
除卻我們所熟悉的燃料動力電池車零污染的優(yōu)勢外，其還擁有效率高、噪聲低、安全性高、能量補給快，能量密度高、使用壽命長等這些為普通消費者所不熟知的優(yōu)勢。關于節(jié)能減排、綠色環(huán)保出行來講，燃料動力電池車無疑是最佳選擇。
在安全方面。燃料動力電池是開放體系，氫和氧要遠遠不斷的輸入到電堆里面，所以它的密封和存儲是比較關鍵的。動力鋰電池，它的電解液是不能隨便泄漏的，泄漏很容易著火。燃料動力電池的電堆，假如把氫氣切斷之后電堆本身是安全的。
在成本方面，電池系統(tǒng)比較簡單，沒有貴金屬，成本也比較低;燃料動力電池現(xiàn)在的貴金屬鉑，成本高一些。
純電動汽車的電能補充快則要一兩個小時，慢則最少也要6小時。此外純電動還存在里程焦慮的問題，而燃料動力電池車則擁有更優(yōu)秀的續(xù)航能力，可達到600公里。
此外在燃料補給上，燃料動力電池車擁有傳統(tǒng)內燃機燃料補給的快捷性。
相較于傳統(tǒng)內燃機擁有10年的使用壽命，純電動汽車的鋰離子電池3-5年的時長，燃料動力電池汽車在這一點上可以說是表現(xiàn)卓越。在理論上，假如電解質膜不會損壞，可以長期使用。另外目前國內市場上純電動汽車的能量密度大約在140Wh/kg，特斯拉為230Wh/kg，但根據(jù)《促進汽車動力鋰電池產業(yè)發(fā)展的指導意見》，到2020年，動力鋰電池單體比能量要做到350Wh/kg，僅兩三年時間就實現(xiàn)電池能量密度的翻倍，這對行業(yè)來說是不小挑戰(zhàn)。不過燃料動力電池的能量密度卻可達到300-500Wh/kg，關于國家制定的2020動力鋰電池能力密度目標可輕松實現(xiàn)。
從環(huán)境污染問題上來看，純電動汽車以及燃料動力電池車為主代表的新能源車無疑占據(jù)了上風。而依靠電網充電的純電動汽車型在高峰用電時期也會造成能源的浪費。此外在燃料補給上，燃料動力電池車擁有傳統(tǒng)內燃機燃料補給的快捷性。
純電動汽車的電能補充快則要一兩個小時，慢則最少也要6小時。此外純電動還存在里程焦慮的問題，而燃料動力電池車則擁有更優(yōu)秀的續(xù)航能力，可達到600公里。
相較于傳統(tǒng)內燃機擁有10年的使用壽命，純電動汽車的鋰離子電池3-5年的時長，燃料動力電池汽車在這一點上可以說是表現(xiàn)卓越。在理論上，假如電解質膜不會損壞，可以長期使用。另外目前國內市場上純電動汽車的能量密度大約在140Wh/kg，特斯拉為230Wh/kg，但根據(jù)《促進汽車動力鋰電池產業(yè)發(fā)展的指導意見》，到2020年，動力鋰電池單體比能量要做到350Wh/kg，僅兩三年時間就實現(xiàn)電池能量密度的翻倍，這對行業(yè)來說是不小挑戰(zhàn)。不過燃料動力電池的能量密度卻可達到300-500Wh/kg，關于國家制定的2020動力鋰電池能力密度目標可輕松實現(xiàn)。
氫燃料動力電池汽車發(fā)展的關鍵
一是電池、整車的性能;
二是成本，氫燃料動力電池的成本并不便宜。貴在關鍵部件，如全氟膜、鉑催化劑等。
三是配套的加氫站建設。
燃料動力電池技術挑戰(zhàn)
雖然目前燃料動力電池的關鍵技術已經獲得突破，并已進入產業(yè)化導入初期期，但放眼全球市場僅有豐田的Mirai、本田的Clarity以及現(xiàn)代的ix35。豐田在燃料動力電池汽車上的研發(fā)已經歷經數(shù)載，直至2014年的年末才進入到量產階段，可見關于燃料動力電池動力系統(tǒng)上的研發(fā)歷經了多少曲折。
雖然氫燃料動力電池汽車(FCV)作為新能源汽車中比較小眾的角色，并沒有獲得市場的廣泛關注，然而，2016年FCV的銷量卻有了大幅上升。據(jù)汽車媒體EVSales近期公布的數(shù)據(jù)，去年FCV注冊數(shù)量為2312輛，與2015年相比，增幅為225%。其中豐田占據(jù)88%氫燃料動力電池汽車(FCV)銷量，處主導地位。
(豐田Mirai)
國內燃料動力電池汽車的發(fā)展曾經在07年進入一段快速發(fā)展期，但隨后的表現(xiàn)并不盡如人意。這其中從技術到配套設施等多方面均在制約著燃料動力電池汽車的發(fā)展。
燃料動力電池堆的技術不能滿足當前汽車復雜工況的要，還有輔助系統(tǒng)沒有針對燃料動力電池的特殊需求，技術也跟不上，所以成本就高了。還有就是配套設施也極不完善，相關的技術標準也不完備。另外居高不下的研發(fā)成本也導致消費者購車成本大幅新增。一輛燃料動力電池汽車的購車成本直指B級甚或C級低端車。較高的購車成本也導致燃料動力電池汽車不能普及。
重點降低成本是生產線的建立，現(xiàn)在燃料動力電池車還不能像燃油車那樣一分鐘一輛在生產線上進行生產，所以生產線的建立，車和各個關鍵零部件生產線的建立還是很艱巨的一個任務。
燃料動力電池車大規(guī)模商業(yè)化的問題有兩件事情，一個是加氫站的建設，一個是進一步提高燃料動力電池的可靠性和耐久性，同時降低鉑用量，使鉑的用量能跟汽車尾氣凈化器的貴金屬用量差不多，這樣才能實現(xiàn)全面商業(yè)化。
政策助力，燃料動力電池汽車迎發(fā)展機遇
我國氫燃料動力電池汽車不斷迎來政策利好，在《我國制造2025》、《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030年)》、《國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》以及《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》中均提出將氫能、燃料動力電池技術、燃料動力電池汽車等作為重點發(fā)展任務。
《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》對燃料動力電池車的發(fā)展寄予厚望，提出要系統(tǒng)推進燃料動力電池車的研發(fā)與產業(yè)化;推動高性能低成本燃料動力電池材料和系統(tǒng)關鍵部件研發(fā);推動車載儲氫系統(tǒng)以及氫制備、儲運和加注技術發(fā)展，推進加氫站建設。規(guī)劃還明確，到2020年，要實現(xiàn)燃料動力電池車批量生產和規(guī)?；痉稇?。
在今年新能源汽車補貼調整中，燃料動力電池車受益力度最大，繼續(xù)凸顯了政策支持的熱情。燃料動力電池補貼延續(xù)至2020年不退坡的政策，關于燃料動力電池乘用車，給予20萬元/輛補貼;關于燃料動力電池小型貨車、客車，給予30萬/輛補貼;關于燃料動力電池大中型客車，中重型貨車，給予50萬/輛補貼。
在業(yè)內看來，隨著電動汽車補貼退坡加速，燃料動力電池車較高的補貼額度會逐漸彌補之前價格高的劣勢，鼓勵公司加大對燃料動力電池車的研發(fā)投入，2017年將有更多燃料動力電池車型出現(xiàn)。
十月二十六日，我國汽車工程學會公布的節(jié)能與新能源汽車技術路線圖中提及，2020年、2025年和2030年，我國燃料動力電池汽車的規(guī)模將分別達到5000輛、5萬輛以及百萬輛。
由于氫燃料動力電池汽車在短時間內不賺錢，無論是私企還是國企都不想在關鍵技術上投資建廠。未來應堅持研發(fā)與產業(yè)化同步推進，一是國家要動員私營公司或國有公司在關鍵材料領域投資建設生產線，實現(xiàn)原材料自給自足，讓成本能大幅度下降。二是要盡快進行可靠性和耐久性實驗，把產品壽命提升到國際水平。
小結：我國不應該放棄燃料動力電池汽車，一旦燃料動力電池汽車產業(yè)化有所突破，我們可能面對戰(zhàn)略失誤帶來的風險。國家將氫燃料動力電池的發(fā)展提升到前所未有的高度，相信資金、技術等各個方面都會關注并跟進，燃料動力電池汽車發(fā)展一定會取得成果。
