拥戴的徐冠华部长、干勇院士、吴志新主任,诸君专家,上午好!很欣喜有这个机缘向民众请示行业发扬趋向和倡导。
目前各整车企业正在燃料电池唆使机和燃料电池轿车的开拓方面都曾经造成了联系的体例,从图中可能看到这些唆使机的参数。咱们以为目前国际上前四位的丰田、本田、疾驰和新颖都曾经正在这里了。商用车方面稍微有点不雷同,咱们对照了轿车的唆使机和商用车的唆使机,可能看到轿车夸大的是功率密度,耐久性做到 5000 小时可能满意整车的寿命,但商用车方面的耐久性将会抵达 20000 小时,功率密度是对比低的。咱们也对环球燃料客车的环境做了对照,客车的唆使机根本上除了丰田用的即是 MIRAI 金属双极板唆使机,其他几家用的仍旧石墨双极板。
比来两年国际上正在卡车方面也先导了。Nikola-One 提出了燃料电池和紧闭驱动的重卡牵引车的观点,也饱舞了国际上燃料电池卡车的研发。日本日野卡车用的是 MIRAI 的两套动力体例,丰田也正在美国推出了 30 吨八级卡车,巴拉德也正在做似乎的卡车,再有其它方面的环卫车,可能看到国际上正在燃料电池重型车辆方面曾经先导研发了。
昨年通用汽车推出了 SURUS 军用无人驾驶燃料电池车辆通用底盘平台的观点,咱们以为这个观点也詈骂常好的。可能看到这种车是没有驾驶室和对象盘的,燃料电池、唆使机和氢体例都正在底盘的下面,是无人把持的。如此的通用无人平台既可能举动平常货色的运输车,也可能来日正在沙场上用来救护,以是用处是很渊博的。
咱们对国际上的这些车辆自身的功能实行了对照,有的数据不肯定齐全凿凿,由于咱们是通过各式渠道征采来的。咱们思给民众一个最深的印象:特斯拉是纯电动的,2 吨的车跑 400 公里;现正在燃料电池车可能把持正在 1.8 吨,能跑 600 ~ 700 公里。日产车的数据是五年前的,五年前就罢休了燃料电池车的开拓没有跟进,后面的都是比来五年新开拓的车。不进则退,比来五年燃料电池车的手艺是一年比一年提高。2014 岁尾丰田推出了 MIRAI,2016 年推出 Quality,到现正在新颖推出 NEXO 车,驾驶的感受是一辆比一辆好,这是咱们总的印象。
如此的发扬环境下,咱们也对环球燃料电池的发扬趋向有了一个底子的占定。这种占定更众的是给投资人讲的。即日参会的许众人对这个行业还不是很明了,以是咱们思正在这里和民众做一点传播。氢燃料电池民众都不太熟识,仍旧须要众传播。假如到 2020 年,服从 20 万台/年的产量,燃料电池体例的本钱也许是 7000 美元,大数即是 4 万元公民币,满意欧 VI 排放的古板唆使机也即是这个代价。除了燃料电池再有储氢、电池、变速箱和驱动体例,加起来动力体例是 1.5 万美元,加上 1 万美元的附件和其它本钱,整车也许是 2.6 万美元,也即是 15 ~ 20 万元公民币。古板内燃机 B 级车的代价,假如让你买一个 3 分钟加满氢气就可能跑 500 公里,海说神聊零下几十度启动也没有题目的车,你愿制止许买呢?我思老匹夫仍旧准许买的,这即是来日的发扬趋向。
现正在铂的载量还正在进一步低落。目前要害原料范畴是 1 千瓦不到 0.1 克铂,也即是 100 千瓦的唆使机也许不到 10 克的铂。环球曾经投产的唆使机当中,做得最好的是本田的 Quality 唆使机,12.5 克铂的载量,丰田和疾驰的唆使机是 20 克铂。现正在国内做古板内燃机排放后惩罚的企业,它们铂的用量,假如要做到欧 VI 的排放也要几十克铂。这两个曾经拉平了,如此的时势之下燃料电池贵金属的用量和本钱不再是题目。
基于如此的国际时势,联络张进华秘书长做的手艺途径工夫咱们占定下一步的重心是如何把产量擢升上去,要通过上量做好下降本钱。耐久性方面也要有打破,咱们估计客车到 2020 年也许会有 5000 ~ 10000 辆商用车,这是 2014 年做的占定,三年往后的 2018 年咱们仍旧支撑这个占定。2017 年咱们统计了宇宙燃料电池商用车贴近 1000 辆,即是几家合起来,包含大化所和亿华通的,改日几年仍旧会无间发扬。通过前面 1000 辆支配的量,物业链整合往后,各个枢纽的本钱低落很疾。
闭于耐久性也有一个原料范畴发扬的手艺途径图。最先是把膜自身的稳态寿命降低到 3 万小时,同时针对车用工况,包含停机、温度轮回、电堆不划一以及膜的呆板耐久性,现正在可能做到 5000 ~ 6000 小时。下一步到 2020 年的标的是做到 1 万小时,此中闭键的作事是正在呆板膜的分裂、电堆的不划一性和温度的不轮回方面发展。
咱们起劲的对象是到 2025 年抵达 2 ~ 2.5 万小时的现实工况寿命。现正在估计是可行的,由于对 2020 年 1 万小时的耐久性根本上曾经有治理的计划。下一步是到 2025 年的 2.5 万小时。2.5 万小时是什么观点?即是公交车每天 17 个小时可能跑 8 年,和整车同寿命,耐久性也不是题目,以是从现正在到 2025 年闭键的作事即是下降本钱、保障寿命。
咱们可能参考一下日本,日本比来发表了燃料手艺发扬途径 公里。让我感觉对比吃惊的是,日本正在金属板的轿车电堆功率密度曾经做到了 3 千瓦/升,以为来日可能做到 9 千瓦/升,也即是说燃料电池正在原料和作事经过范畴再有很大的潜力。且不说如何抵达 9 千瓦/升,咱们还没有看到精细的报道,起码日本的同行曾经把这个标的提出来了。
现正在咱们大负荷发电的工夫,日常燃料电池弧线是小负荷的工夫电压高,大负荷的工夫电压低,额定功率时是 0.5 ~ 0.6 伏之间,功用正在 0.6 伏时不到 50%。日本提出通过催化剂和原料的改良,来日正在额定的发电电压可能提到 0.85 伏,这是很有挑拨的一项作事。咱们大白现正在怠速电压是 0.9 ~ 1 伏支配,假如从 0.9 ~ 1 伏要拉到大电流的话,大电流会有压降和扩散的各式极化低落,可是到 2040 年低落的幅度很小,也许是 0.85 伏,要正在催化剂和原料手艺范畴做许众的作事本事做到。图中这里的万指的是日元,可能看到也是对比低的。我以为日本正在燃料电池方面仍旧引颈环球发扬的,2018 年到 2040 年燃料电池再有很大的增进空间。
下面讲一讲咱们国家燃料电池的体例才气开发。以前咱们只是讲研发对比众,由于以前大企业跟进得少,日常讲体例的话都是针对大企业来讲的,学校或者小的研发企业很难健康这个别例。比来一两年咱们一汽、上汽和长安这些整车企业,包含重汽和潍柴这些国内主流的行业曾经先导动了,这让咱们感觉尤其欣慰。正在如此的时势下,2017 年曾经有贴近 1000 辆的产量,咱们行业面对的是如何实行体例化的开发。咱们也思请联系的指导和专家正在这些方面发展体例化的开发作事,也许是六个方面:
最先是机理阐述和经过优化体例,闭键是正在根底范畴,越发是正在原料和传热传质范畴。日本的 MIRAI 咱们曾经看到了,现正在咱们还没有做到 3 千瓦/升,金属双极板也许是 2 千瓦/升,石墨双极板也许是 1 千瓦/升,来日正在原料作事经过当中仍旧有许众作事可能做的。
其它的是电堆计划和集成创制范畴、部件配套和测试评判、整车利用与售后保护、氢能提供和安适运维。李所长讲得特殊好,氢的安适运维体例是弗成或缺的一环,我以为氢能源方面举动可再生能源的储能体例,咱们的清楚是一样的。
结果一个别例是行业缺人缺得厉害。现熟行业当中彼此之间挖人,存量就这么众,要挖的话即是涨工资了,可是这点人是撑不起这个行业的,以是咱们正在两年前向北京市科委倡导,务必正在北京的大学当中有做催化剂原料的立项,通过科委的扶助给大学教授几百万的项目,让这些教授不妨把学生带出来。昨年、前年和本年科委都一连立了一批项目,即是特意扶助高校做机理阐述和电堆计划。课题不大,也不行够做到物业化,但闭键的标的是让这些高校为行业培植人。现正在燃料电池行业太缺人了,以是咱们把动力电池和燃料电池联络正在一块,起的名字叫做电化学动力人才培植体例。以前汽车系培植的人闭键是以唆使机、变速箱、传动、底盘如此的人工主,可是现正在咱们搞动力的须要填充电化学这一块的才气,全部包含催化剂载体、膜和膜电极。
武汉理工大学的潘牧教授是第三方的,咱们正在这方面也是有根底的。分区诊断和检测方面,经过优化特殊首要的第一步是模仿揣测,即是传热传导行不可。我以为最要害的是如何评判仿真和模仿揣测,肯定要不妨测到分歧地方物质的组分。过去咱们花了很大的元气心灵来做检测平台,现正在可能做到内燃机用高压传感器看到内中压力的弧线雷同,咱们可能看到电堆流到分歧的地方,加了传感器往后不妨看到阿谁地方的气体组分和温度。
电积蓄成方面也有许众创制方面的题目。如何降低金属双极板和石墨双极板的创制功用,再有相应唆使机的外围配套。现正在咱们国家外围的配套还很不健康,这既是挑拨也是时机。咱们做了空压机的调研,以空压机为例子,国表里有蜗杆式空压机,再有罗茨式空压机,这是丰田的 MIRAI 自身做的,但现正在更众用的是高速离心式空压机,即是 8 ~ 12 万转,然后用氛围轴承,电机和压气机直接一体化体例。这方面临咱们国家现正在仍旧一个挑拨,高速机和离心压气机也有人做,可是三个轴承连正在一块的仍旧没有人做,国际上是有人做的。
结果我思夸大的是,电化学动力学的人才培植体例既涉及到古板内燃机的滚动和传热学科,也涉及到动力电池的电化学和原料学科,还涉及到 DC/DC 变换器,即是电力电子电传动学科。现正在咱们是正在很卖力地商酌清华汽车系动力对象的人才培植如何正在古板的燃烧、传热、传质的根底上把电化学、电力电子的课程纳入进来。咱们曾经正在课程和人才培植方面做了本色性的变革,这些即是即日我向民众请示的。
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