同濟大學(xué)章桐：堅持燃料電池汽車正向研發(fā)，在示范運行中推動技術(shù)成熟

本刊記者 李浩東 文/圖

2019年9月26—28日，由國際氫能燃料電池協(xié)會(籌)和中國汽車工程學(xué)會共同舉辦的第3屆國際氫能與燃料電池汽車大會(International Hydrogen Fuel Cell Vehicle Congress，簡稱FCVC)在有“聯(lián)合國氫能小鎮(zhèn)”之稱的江蘇如皋召開。

本屆大會圍繞氫能及燃料電池技術(shù)市場化應(yīng)用、燃料電池堆和關(guān)鍵零部件、制儲氫技術(shù)、加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、政策標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)、市場投資等熱點話題展開交流。近100位來自世界氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的專家與技術(shù)精英，圍繞發(fā)展態(tài)勢及技術(shù)信息等內(nèi)容分享行業(yè)觀點。

在9月27日上午舉行的氫能與燃料電池技術(shù)市場化應(yīng)用主題論壇上，來自同濟大學(xué)的章桐教授以“中國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化之路”為主題進行了演講。他從燃料電池汽車發(fā)展的必要性和前提、中國燃料電池汽車發(fā)展的機遇及目前所進行的示范運行，以及相關(guān)技術(shù)的升級狀況等3個方面進行了具體闡述。

同濟大學(xué)章桐教授

發(fā)展燃料電池的必要性是明確且無可置疑的

章桐教授表示，純電動汽車和燃料電池汽車的整車電器架構(gòu)是一致的，燃料電池汽車既保留了純電動汽車的優(yōu)點，又克服了其在續(xù)駛里程和充電方面的缺陷。此前中國電動汽車百人會理事長陳清泰也明確表示：純電動汽車和燃料電池汽車2個發(fā)展路線不是沖突的，而是互補的，中國既要發(fā)展純電動汽車也要發(fā)展燃料電池汽車。

章桐認(rèn)為，中國要想堅持電驅(qū)動這條技術(shù)路線，除了純電動也要做燃料電池，避免再走回頭路——即所謂的混合動力。因為在內(nèi)燃機領(lǐng)域，中國和國際上的技術(shù)實力還是有一定差距的。這是中國汽車工業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的唯一機遇。

此外，全球能源架構(gòu)現(xiàn)在面臨無碳化和可再生的挑戰(zhàn)。在整個能源架構(gòu)的調(diào)整當(dāng)中，氫能具體占有什么樣的地位？氫能及今后作為能源載體重要的可行方案之一，國際上也在慢慢形成共識。

在這樣基礎(chǔ)的兩個條件之下，一個是中國汽車工業(yè)要實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)型，第二個整個能源架構(gòu)的調(diào)整，把汽車工業(yè)的技術(shù)變革和能源產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型相結(jié)合起來作為突破口。燃料電池汽車要想獲得長足發(fā)展，沒有能源架構(gòu)的轉(zhuǎn)型是完成不了的，這不是單純一個汽車行業(yè)的事情。

同時，在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型里面，如果把氫能源作為能源架構(gòu)重要的一分子，在汽車領(lǐng)域或整個交通領(lǐng)域推廣燃料電池汽車技術(shù)，其實可以作為能源架構(gòu)轉(zhuǎn)型的突破口，兩者互補。

我國具有發(fā)展燃料電池的基礎(chǔ)

章桐介紹，我國在過去的十幾年當(dāng)中已經(jīng)形成了汽車電動化的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，形成了比較成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，特別是在電機和電池領(lǐng)域技術(shù)上也走在國際前列，具備了發(fā)展純電驅(qū)動架構(gòu)的基礎(chǔ)。

1995年在國家科技部牽頭下，我國燃料電池汽車從科研到產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)域進行了相應(yīng)的布局，從2004年開始進行了一系列的示范運行。在2008年北京奧運會和2010年上海世博會期間，進行了燃料電池汽車的集中示范。

在燃料電池領(lǐng)域，目前國內(nèi)已經(jīng)建立具有自主知識產(chǎn)權(quán)的動力系統(tǒng)平臺。在發(fā)動機、動力電池、變換器等配套體系產(chǎn)業(yè)鏈里面都能找到一些企業(yè)。

我國一些企業(yè)也具備了初步小批量的開發(fā)能力：在自主研發(fā)方面，典型的例子有上汽集團，從世博會的VIP用車到奧運會的官方用車，2015年推出的上汽榮威950，2017年推出的上汽通用V80商用車；2018年一汽紅旗推出了以轎車為基礎(chǔ)的燃料電池動力系統(tǒng)平臺。這些都是基于國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)所打造的。

除了乘用車之外，目前市場上常見的一些車型還包括上汽商用車、福田歐輝公交車、廣東飛馳客車以及東風(fēng)物流車等。整體上看，中國市場還處于起步階段，技術(shù)上還不是100%成熟，特別是一些關(guān)鍵部件供應(yīng)還比較缺乏。從運營角度看，大部分運營車輛以商用車為主。在產(chǎn)業(yè)鏈方面，從整車到系統(tǒng)，到核心零部件，再到關(guān)鍵材料，國內(nèi)都具備了生產(chǎn)供應(yīng)能力，但是在技術(shù)的成熟度上還有一定差距。

大會現(xiàn)場

堅持正向開發(fā)，在示范中不斷提高技術(shù)成熟度

章桐教授表示，目前我國燃料電池汽車處在小規(guī)模應(yīng)用示范的前端，在長三角一帶實現(xiàn)燃料電池示范運行的規(guī)劃?？偟膩碚f是三位一體的布局，即國家有戰(zhàn)略；行業(yè)有投入，不光是汽車行業(yè)包括能源行業(yè)，包括一些社會資本的投入；第三是基礎(chǔ)和應(yīng)用并舉做示范工作，在示范的同時加強基礎(chǔ)的研究，以示范來引導(dǎo)基礎(chǔ)研究，以基礎(chǔ)研究支持示范和技術(shù)的成熟。

章桐表示，在示范過程中要強調(diào)正向開發(fā)，要對整個燃料電池汽車做梳理，不是利用手里面現(xiàn)有的材料堆砌出來一個東西投到市場上去，而要從市場整車的需求，到動力系統(tǒng)、到關(guān)鍵零部件，都要進行各項驗證。

章桐表示，燃料電池汽車動力系統(tǒng)包括燃料電池發(fā)動機、電池、電機、電控，電池可以用鋰電池，還可以用超級電容。對燃料電池汽車動力系統(tǒng)解決方案來說，沒有最好只有最合適的。燃料電池動力系統(tǒng)的搭配取決于各種車型所應(yīng)用的場合。

從動力系統(tǒng)看，燃料電池發(fā)動機從某種架構(gòu)上來說類似于內(nèi)燃機系統(tǒng)。除了氣缸之外，進氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等，燃料電池發(fā)動機也同樣需要一套完整的空氣供應(yīng)系統(tǒng)、氫氣供應(yīng)系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)和電控系統(tǒng)。對于空氣子系統(tǒng)、氫氣子系統(tǒng)、水熱管理子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)來說都有它自己所涵蓋的具體的指標(biāo)定義。如何從動力系統(tǒng)指標(biāo)分解到發(fā)動機系統(tǒng)指標(biāo)，是目前需要集中精力做的一件事情。

章桐認(rèn)為，我國在新能源汽車和燃料電池汽車的推廣上都是政府導(dǎo)向的驅(qū)動模式，這種模式是不對的。他指出，要想真正獲得一種以市場驅(qū)動為導(dǎo)向的發(fā)展，需要制定顧客接受的成本。

章桐表示，純電動汽車雖然在我國做得不錯，但是仍然處于成長期，燃料電池汽車目前處在導(dǎo)入期。希望盡快把燃料電池汽車從導(dǎo)入期推出進入到成長期，利用目前所處的環(huán)境，通過示范運行來推動技術(shù)的成熟和進步。