清华大学李建秋：氢燃料汽车及商用车研发进展情况报告

　　2019年11月15日，新能源汽车网[xnyauto]报道：11月13日-15日，第二届长城-国际可再生能源论坛在张家口市崇礼举办。本届论坛以"驱动智慧变革、赋能绿色未来"为主题，以推动技术创新、市场应用创新和商业模式创新为主要内容，搭建国内外政商人士、专家学者、行业领袖沟通交流平台，建立协作机制，通过技术交流、产业发展讨论等内容，推动国际可再生能源产业升级，为全球清洁能源经济转型做出贡献。

　　活动现场，清华大学教授李建秋发表演讲，如下

　　尊敬的各位专家，大家下午好！非常感谢主持人介绍我的情况，去年我们也来做过报告，今年把我们在氢燃料电池汽车尤其是在商用车研发进展情况报告给大家。目前从国内外的形成来讲我们先看国际上的情况，现在已经是轿车各家都在做，这个表给出来了，典型的就是像丰田车，丰田发动机，也会在冬奥项目上做示范。2018年平仓奥运会也有NEXO车做了小规模的示范。本田也在做包括高集成度的发动机整个动力系统做到3.1个千瓦每升。奔驰推出来了燃料电池轿车，可以看到它的参数。明年宝马准备推出燃料电池跑车，当然我们也可以看到轿车从全球来看仍然是纯电动占主流，包括宝马他们纯电动卖得比燃料电池还是要多，特斯拉更不用说了，最新情况丰田跟比亚迪也要在电池上进行合作。从成本来讲将来燃料电池在轿车上仍然会有应用，这是我个人的观点。主要有这么几个原因，第一个原因上午欧阳老师讲到一个很重要的原因，你从储能来讲1000瓦时一度电，如果用电池来储需要几千块钱，转换成用氢来储，一度电大概只需要不到100块钱。所以如果你需要能量多的那些车辆的话，显然燃料电池是有优势的。这是第一点。

　　第二点在中国北方地区，尤其是像我们张家口这样的地方，冬天时间比较长的，纯电动在冬天要用电池的电采暖，你不管用什么技术，最后能量从电池里头来的，这样它的续时里程显著变短，但是燃料电池汽车不会，这个角度来讲比较冷的北方地区燃料电池轿车仍然会有比较大规模的应用。我们将燃料电池通过商用车的规模化把成本降下来之后，在轿车会有一个回马枪，反过来比如说五座以上的，SUV、MPV，这些车辆将来我相信会有规模化的应用。

　　我们看商用车，全球范围来看燃料电池商用车方兴未艾，车越做越大，续时里程越做越长，发动机功率越做越大，车的样子做得越来越接近传统柴油车的配置。就是在续时里程、环境适应性、重量、成本等等方面，这是NikolaOne、NikolaTwo他们新提出来的燃料电池的重卡，这个车还没有研发完，2020年完成，我们大概会比他们快一点点，因为我们今年年底会推出现在正在装车。这是巴拉德的，这是通用，在军用的无人车辆的领域提了一个SURUS，叫做寂静的通用平台，这是很好的概念可以做商用，可以用来做救护，还可以用来做发电。它的科罗拉多，这个跑了五百万公里，他们提了很新的概念，这个车排出来的水是纯净水，沙漠里头士兵只需要喝这个水就行了，沙漠里面缺水的情况下能够有洁净水保持士兵的饮用。

　　客车方面目前国内外各种各样的发动机，总得来说目前我们国家已经掌握了100千瓦级大功率发动机的技术，相应国外也有相应的车各种各样的动力系统。还有一个很重要的趋势，这个是我们最近做了一点调研，画的一张图，就是国防领域燃料电池现在也热起来了，大家觉得燃料电池在国防领域应用可能也是一个很好的场景。比如说刚才我们说通用的这两款车，现在有人把燃料电池，用空气冷却的，空冷的燃料电池用在无人机上面，美国人把燃料电池用在它水下的潜行器上面，德国人和法国人把它用在潜艇上面。最近挪威开始搞燃料电池船。我们想一想，我们国内现在也开始，做纯电动的船舶，跟纯电动相比燃料电池船舶显然优势更大，储能的密度、储能的成本更加的便宜。所以将来我想可能燃料电池会用的到处都是，现在才刚刚开始。

　　前景来讲，将来铂的用量慢慢下降，通俗来讲一个千瓦小于0.1克，这样铂的成本慢慢也会降下来。现在大家都在呼吁，车本身问题会越来越被突破，瓶颈现在还有一些，但是不是主要的技术瓶颈，主要技术瓶颈已经没有了，氢能本身基础设施会对它的推广应用形成比较大的瓶颈。日本人做了很详细的规划，希望加快氢能基础设施的建设，它发布的时间大概是2012年左右，我们看到现在的进度是低于预期的，所以我们国家也是这样子，尽管最近这几年氢能基础设施已经开始热了，但是总得来说我们基础设施建设的进度仍然偏慢。比如说在美国有油气混合站，这些加氢的基础设施，这是国际的情况。

　　因为我们承担国家科技部的一个课题，这个课题专门给我们奥运，科技冬奥做准备的，就是从2017年开始申请，2018年开始立项，今年10月份完成中期检查，我们希望利用这个机会给大家汇报一下我们技术上面最新的进展。这个项目要做公路客车，可以长时间八九十公里时速开300到500公里没有问题的，这里面主要是有发动机、动力系统、有储氢，大容量的储氢满足500公里，还有相关测试，最后是整车的研发示范。整个课题由我们清华来牵头，这是第一个课题的情况、第二个课题、第三个是我们测试，第四个是我们70兆帕为主，加上液氢、储氢的方案探索，实际上就是为我们科技冬奥，从北京一口气开到张家口我们车行不行，做一个技术的积累。最后一个题是我们整车福田牵头有宇通、中通各家要做出续时里程达到500公里的车。

　　我汇报一下最新的进展，第一我们100千瓦的发动机完成研发并且完成了测试，现在开始准备装车，这两个星期正在我们清华做动力系统联调，今年年底装到福田车上开展测试，这个发动机电堆功率做到137千瓦，净功率超过了105千瓦，就是它的零部件，除了空压机，所有的零部件也是我们国内配套研发的，空压机现在也有国内在做配套研发，所以我们想过了今年到明年我们整个的都是国产化的。当然现在膜电极跟我们其他的企业还在合作，我们张永明老师来了，我们希望通过一年左右的时间膜电极也会换成国产的，整个商用车大功率发动机的技术链和产业链我们国内就完整了。同时在动力系统方面我们精进和理工华创也做了很多工作，有直驱的，也有双电机+M替换的，这些台架都已经完成测试。电池方面，我们盟固利电池包已经提供给各家。70兆帕三型瓶天海已经完成样品的研制，现在正在做认证，我们希望行业今年年底明年年初能够整个三型氢气瓶认证测试能够过关，这样子最早一批70兆帕三型氢车能够利用今年冬天在张家口就有一辆车可以做70兆帕的示范。到2020年，也就是下一个年度的冬天能够大规模的示范，为我们2021年的冬天，也就是2022年的冬奥会做技术上的铺垫，所以这个现在时间比较紧了。

　　我们整车也在同步的8个70兆帕的瓶布置方案我们都已经做了，时间关系我不展示了。这是我们项目做了500升液氢储氢系统，这是我们当时中期考核，马上要做实际的液氢跟我们发动机的联调测试，由航天101所承担，大家可以看一下，这一个瓶500升大概存32公斤的液氢，如果用70兆帕大概要用五到六个瓶子，体积重量来讲显然液氢有非常大的优势。这是整车布局的情况。同时我们针对张家口我们和福田合作已经开始了整车综合热管理，这是我们宇通和中通的一些车型，与此同时，我们在物流车上今年完成了第三代物流车的开发，第三代物流车最显著的特点是什么？就是我们整个动力系统是不占用货舱空间的，以前我们前面两代全都是气瓶占用货舱的空间，但是我们第三代以后整个发动机储氢、电池、电驱动全部在底盘上，重量跟传统柴油机的动力系统是相当的，续时里程可以从400公里到800公里，这是我们过去三代物流车，一个最新的情况，我们在重卡方面，我们也开始进行总装，这是我们1000千瓦的发动机，这是我们两个液氢的罐子，中间是动力电池。我们用了自行研发我们认为具有国际先进水平的三轮变装的电动桥，能够电机驱动的电动桥。从国际范围来看，大功率的发动机加上液氢储氢加上电动桥的重卡技术，目前只有我们一家做到了，而且今年年底我们推出实车。大家可以比较一下，比如说我们12公斤的氢气400公斤，这边液氢系统360公斤能够装32公斤的氢气，这是很重要的一块。发动机我们已经看了，所以目前我们整个的零部件，三轮变装的电动桥我们正在总装，把电机串上来装在这两边，传统驱动桥没有了，它特别像挂车的车桥，我们整个电动桥加起来的重量比传统的驱动桥重量还要轻，这是我们革命性的技术。同时我们预计如果在续时里程500公里情况下，我们燃料电池重卡重量和成本明显优于纯电动重卡，这也是国外的一个判断。

　　将来重点提高功率密度，并且延长它的耐久性，包括上午我们各位能源专家都介绍了，光伏发电已经可以平价上网，我们还想讲一个观点，光伏发电电解水制氢也是可以发展的，我们希望大量的戈壁、沙漠真正变成我们车用能源的生产基地。我们国家能源体系由现在柴油、汽油、煤油，通过天然气过度最后发展到氢和电，完全没有二氧化碳排放，实现我们能源的可持续发展。谢谢大家！