國內(nèi)外燃料電池汽車技術(shù)水平現(xiàn)狀與 差距對比

總體來看，國外整車企業(yè)已在2015 年進入量產(chǎn)階段；而在中國，燃料電池汽車還處于性能改進和小規(guī)模示范階段。

 1 燃料電池轎車

  我國燃料電池轎車在動力性、續(xù)駛里程等基本性能指標(biāo)方面與國外的車型基本相當(dāng)，zui高車速基本都在150～170 km/h 上下，百公里加速時間也基本在10～15 s 左右。但由于國外開始采用70MPa 車載儲氫系統(tǒng)，一次加注的續(xù)駛里程大大提高。從動力系統(tǒng)的基本配置來看，zui大的差別在于燃料電池發(fā)動機的功率輸出能力與電機的轉(zhuǎn)矩輸出能力上。其中國外燃料電池發(fā)動機的功率輸出能力基本在80～100kW，比國內(nèi)的55kW 高出很多，而且具有很高的質(zhì)量比功率和體積比功率指標(biāo)。同等功率輸出能力的電機具有更高轉(zhuǎn)矩輸出能力，約比國內(nèi)高50～80Nm，比例達到25%～40%。

                    表1 國內(nèi)外研究進展

 2 燃料電池客車

 我國燃料電池城市客車在加速時間、zui高車速等動力性指標(biāo)方面與國外的車型基本相當(dāng)，zui高車速80km/h 居多，0～50 km/h 加速時間在20s 左右。續(xù)駛里程適中，一般在250～400 km 之間，氫耗指標(biāo)有一定優(yōu)勢，儲氫瓶的zui高壓力均為35 MPa。

       表 2 國內(nèi)外研究進展

 3 關(guān)鍵材料

 在燃料電池關(guān)鍵材料，如催化劑，質(zhì)子交換膜、膜電極（membraneeletrode assembly MEA)等方面，中國與國外水平相比仍存在較大差距，造成中國與發(fā)達國家技術(shù)上這些差距的原因主要分析如下：

1）關(guān)鍵材料未實現(xiàn)國產(chǎn)化。上述關(guān)鍵材料如電催化劑、質(zhì)子交換膜、炭紙大都采用進口材料，且多數(shù)為國外壟斷，價格*；盡管在“十一五規(guī)劃”中國產(chǎn)替代材料如催化劑、膜、炭紙等取得了可喜成就，然而，由于尚未形成批量生產(chǎn)能力，或者產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。

2）部件制備技術(shù)落后。由于缺少先進制備技術(shù)與設(shè)備，使得一些主要部件如雙極板、MEA 等制造質(zhì)量得不到保障，一致性較差。

3）系統(tǒng)耐久性與可靠性有待提高。國內(nèi)對電堆耐久性的研究不足，對系統(tǒng)優(yōu)化提升電堆性能與壽命缺乏深刻的認識，造成了輔助系統(tǒng)匹配與控制策略研究過程中思路簡單，甚至盲目。

4 燃料電池附件系統(tǒng)對標(biāo)

 在燃料電池附件系統(tǒng)方面，中國與*水平相比差距很大，基本沒有成熟產(chǎn)品。

                  表 3 國內(nèi)外研究進展

5 國內(nèi)燃料電池汽車存在問題

 目前制約中國燃料電池汽車發(fā)展的瓶頸包括貴金屬成本及中毒問題、燃料電池穩(wěn)定性問題、氫供給難題等技術(shù)性制約因素。燃料電池耐久性問題。以車用燃料電池的基本要求為例，轎車用

燃料電池系統(tǒng)的運行壽命必須達到3000～5000h。國內(nèi)相關(guān)企業(yè)氫燃料電池的穩(wěn)定壽命還在3000 小時左右，而*技術(shù)已經(jīng)可以達到5000 小時以上。

 關(guān)鍵材料和核心零部件薄弱。我國燃料電池關(guān)鍵材料和部件基礎(chǔ)比較薄弱，如燃料電池用電化劑、質(zhì)子交換膜、炭紙等關(guān)鍵材料的開發(fā)多停留于實驗室和樣品階段，空氣壓縮機和氫氣回泵等關(guān)鍵部件沒有產(chǎn)品供應(yīng)，嚴重影響到我國車用燃料電池電堆技術(shù)的開發(fā)進程。

 氫氣儲存問題。我國使用的壓力為35MPa 的碳纖維纏繞金屬內(nèi)膽氣瓶（Ⅲ）的儲氫密度為3.9%，通過提高壓力到70MPa 可達到5%；而采用碳纖維纏繞塑料內(nèi)膽氣瓶(Ⅳ)儲氫密度可以進一步提高到5.5%。我國在IV 瓶方面尚沒有技術(shù)，在70MPa 的Ⅲ瓶方面僅有研發(fā)成果，沒有產(chǎn)品。另外，目前正在探討和研發(fā)的另外一條路徑是有機液態(tài)儲氫值得重視，國內(nèi)有一定的研究基礎(chǔ)，但缺乏示范考核。

 我國燃料電池材料與關(guān)鍵部件技術(shù)基礎(chǔ)與*水平差距較大，耐久性、功率密度和低成本技術(shù)明顯落后。燃料電池發(fā)動機等關(guān)鍵零部件方面，基本沒有成熟產(chǎn)品，產(chǎn)業(yè)鏈配套體系很不完善；燃料電池發(fā)動機的耐久性方面，我國僅為幾千小時，國外上已實現(xiàn)超過1萬小時；轎車集成和控制的水平差距不大，但燃料電池發(fā)動機的功率密度明顯低；燃料電池客車的混合動力系統(tǒng)