文章
  • 文章
搜索
期刊信息
更多

《太阳能》《太阳能学报》

  创刊于1980年,

  中国科协主管

  中国可再生能源学会主办

《太阳能》杂志社有限公司出版

《太阳能》杂志:

  Solar Energy

  CN11-1660/TK  ISSN 1003-0417

  国内发行2-165  国外发行Q286

《太阳能学报》:

  Acta Energiae Solaris Sinica

  CN11-2082/TK  ISSN 0254-0096

  国内发行2-165  国外发行Q286

详细内容

王超福田汽车《燃料电池客车未来五年发展机遇探索》

微信图片_20201103135606.jpg

大家下午好!我是北京福田欧辉客车的,首先是技术方面的工程师,在管理方面是燃料电池客车的平台研发经理,整个燃料电池客车平台的开发是我负责。

很荣幸今天下午能跟大家分享一下我们以前的燃料电池客车推广的经验和未来五年我们一些规划和想法。

主要从四个方面,大家都知道,氢能有几个特点,它是来源广泛,低碳环保,灵活高效,应用领域广泛,所以它被认为是未来可持续能源的重要载体。而目前这个阶段,也认为是低碳运输的一个最佳能源选择。

我们的福田欧辉从06年开始研发燃料电池客车,但国家09年开始有了对于燃料电池车辆的补贴政策。一直到今年9月21日,变换了一下补贴的策略,形成了以奖代补的大方针。这么多年的燃料电池的车辆及关键零部件的技术指标也在大跨越的提高,特别是今年9月21日发布的技术指标要求,比去年提升了一大步。

首先政策的补贴金额,我们算了一下,燃料电池客车的上限能达到57万,对于以往的总金额有所提高,当然难度也是比较大。而技术指标,首先是从功率密度2.5千瓦/升,还有零下30度的冷启动,这些性能也是体现了中央的五部委想把燃料电池车辆,特别是商用车与柴油车能够对比的想法。

以奖代补大的方针,首先要有城市群的建设,我们统计了现在有能力或者有意愿大力推广氢能产业的城市群。这里面属地企业我们统计得不完整。以奖代补这个政策是不影响属地企业的地补,也就是说以奖代补的奖励能够跟地补同时下发到企业。第二,以奖代补这个政策也是抛开了之前补贴到车端传统的想法,对整个产业链,特别是对于八项技术的推广,或者对有独特技术优势的这些企业能够特殊的加分,去奖励。第三,以奖代补政策也是有它的一个鼓励属地企业强强联合的指导性的倾向。

我们福田欧辉也是针对新的政策做了车辆的调整规范,在高速大客车上从9米、11米、12搭载了60到150千瓦。在公交车方面,我们都有研发,并且都已经形成了样车,有百台销售订单的历史。

当然我们现在面对的机遇和挑战,都是比较多的。首先说说我们在国内的这些车辆的情况,今年,整个保有量来看已经接近了1万台商用车,而今年的定单从1月份开始也有大概3000多台已经确定的定单。而且燃料电池商用车现在确实是一个头部效应,目前还没有一个乘用车形成产品化。横向对比国外,比如说韩国的现代公司,他们的一个车型在去年已经形成了5000辆的销量,而在今年的中旬,才开始燃料电池卡车的推广。也就是说对比下来,我们国内更倾向于燃料电池商用车这种中重载车型的推广,而在国外比较均衡性,甚至先是在燃料电池乘用车上推广,再带动商用车继续的发展。

在整个国内区域方面,还是以京津冀、长三角和珠三角为主。

我们现在的挑战,主要有三方面,第一整车的成本高,整车的成本体现在燃料电池系统和氢系统的成本居高不下,现在还在整车成本的百分之六七十以上,无论是在以奖代补政策还是未来产业化发展情况下,我相信在未来的五年内,降低一大截。在氢产业链方面,无论是制氢、储氢、运氢,加注方面,确实各个环节的效率非常低。比如说制氢,以电解水制氢为例,现在都是碱性电解水制氢,效率只有50%到60%,未来如果能够提高到80%到90%。而运氢方面,目前是20兆帕的加氢车,未来能够提高30兆帕的加氢气压的话,能够达到现在运氢的1.6倍。但如果液氢的运氢方式,是现在运氢方式的10倍。加氢也是随着运氢量的提高,能够把加氢运营成本或者设备折旧成本折算下来。在最后加氢便利性方面,主要体现在顶层对于加氢站建设的支持和区域性推广加氢站力度上,在未来我相信肯定会有一个非常好的提高。

当然在解决以上问题以后,我们欧辉客车在2025年的目标是,看整体国内的情况,应该是达到10万辆,而燃料电池商用车能够占有燃料电池车辆的90%至95%,也就是保有量能达到9万至9.5万辆。整个福田的燃料电池商用车,目标是能够占到商用车的20%以上。当然我们也做了一些基本的工作,今天主要跟大家分享一下我们对于客车场景应用之前做的一些工作。

这里是张家口区域目前正在运营的五条线路的情况。我们跟北京公交共同开发的七条城郊线路,也在2022年中后期进行推广。我们现在已经有车辆在准备投入运营,今年年底或者明年年初准备投入运营的。我们围绕着首都机场和大兴机场的区域进行运营。

说到我们场景的情况,也跟大家分享一下我们氢电混合架构的情况。其实我们的架构,从浅层次来看,跟国内的行业上的普通架构都是差不多,都是氢电混合,而从深层次来看,我们也是充分考虑了燃料电池具体的特点,特别是对于燃料电池寿命和效率的影响。我们也是开创性的提出了功率控制的一个方法,将燃料电池控制在几个高效的输出功率点,靠动力电池维持变窄的情况。而我们在更深层次的,通过升压DCDC电阻的监控以及燃料电池温度效率耗量的反馈,时时控制燃料电池内部的反应温度和水含量,最终能够保证燃料电池保持在一个高效和高的耐久性的功率点情况下运行。

当然在低温环境试运行方面,我们也做了一些工作,在今年的1月份,我们在内蒙古做了零下三十度的静车和冷启动的试验。这是我们燃料电池客车一体化热管理的方案,当时的温度在零下30度,当车辆经过12小时以后,整体车辆的车箱和关键零部件几乎接近这个温度的时候,进行了一体化热管理。首先让燃料电池进行升温工作,将燃料电池系统的温度进行余热利用。实际测出来的数据,在燃料电池功率达到75%的时候,能够有百分之百的热量提供给车箱供暖,而且在15分钟内能够将车辆的温度提升到15度。

在氢系统搭载这方面,也是从氢电结构安全方面做了很多验证,首先靠左上角这个氢系统,这是我们一个八瓶组的氢系统,放在中部的时候,充分考虑了氢气逃逸的情况,并且氢系统仓与整车的乘客仓是完全隔离的。在电安全方面,我们高压电器件都是在整车的后部,而氢系统是在车的中部。在碰撞安全方面做了结构强度的验证。

我们在其它的电动化的零部件方面,也进行了新一代的平台开发,进行更新的匹配来满足未来市场对于燃料电池客车更智能化、更低成本化、更网联化的需求。

下面简单介绍一下我们福田欧辉燃料电池客车发展历程及未来的想法。我们到现在已经到了第四代燃料电池客车,第四代的燃料电池客车的任务主要是在张家口和北京地区进行示范,并且在2022年上服务冬奥会。

我们去年跟今年的推广进程方面也做了三个大的步骤,第一为了保卫北京的蓝天,我们跟北京公交进行了合资,对于北京公交未来的新能源车的布局以后会做更大的贡献。目前我们在北京公交的运营车辆的占比在80%以上,可能未来的占比会更高。第二,在学术研究方面,我们跟北京清华,还有国内的一些知名企业共同在去年取得了中国汽车工业奖科技进步奖的一等奖。在产业链促进方面,我们进行了两个动作,第一个是配合着丰田成立了研发中心在北京,这里面有丰田有一汽,有东风,还有北汽。第二点,以北汽牵头,福田为主要的投资,在北京成立了一个以北京属地的企业为合资方的企业,叫北氢智创,不仅包含了北汽集团相关的单位,还包含了北京市的很多氢能产业链里面的企业。右边是我们在国际上跟丰田合作的两台车,准备在冬奥会上服务运动员及关键人物的运输。

未来五年我们也有一个详细的计划,其实我们的五年规划有上百页的详细说明,这只是其中的一个。未来我们相信在燃料电池客车方面,我们肯定会搭载到70兆帕氢系统,而且今年我们实际做的也是这样,今年我们大概在7月份还是8月份的公告上,成功的发布了首台国内的搭载70兆帕氢系统的客车公告。同时,我们也在承接了国家科技部的一个项目,在49吨重卡上承接了搭载液氢系统的重要课题,这个车辆今年已经完成了一些实验,明年将继续跑可靠性实验。而在燃料电池系统方面,我们更相信未来的比功率会进一步降低,而且成本我们预测在未来的五年内,我们体系内的应该能够降到4000到5000元每千瓦,在整车的价格上能降到150万以下。

(以上内容根据速记整理,未经嘉宾审核)


最新评论
请先登录才能进行回复登录

《太阳能》 杂志社有限公司 版权所有 2001-2011 京ICP备10214260号-2京公海网安备110108001472号


技术支持: 酷站科技 | 管理登录