【燃料电池产业论坛】蔡俊:燃料电池汽车在中大型商用车领域极具优势

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上海捷氢科技有限公司系统开发部总监 蔡俊

我今天演讲的题目是燃料电池商业化的应用和产品的开发,主要想分享一下另有有一有3个 在上汽集团做燃料电池系统和燃料电池整车开发的经验,以及大伙儿儿对燃料电池商业化应用的前景分析。

第一要素大伙儿儿想从氢能高度做整个燃料电池全场景分析,看过一下未来在整车领域,燃料电池到底在那些整车市场更加有将会实现突破。第3个简要介绍一下上汽集团,包括大伙儿儿捷氢科技在燃料电池领域生根多年的某些经验和收获,最后还有某些对于行业的建议。

刚才早上余教授也讲到了,大伙儿儿将会把燃料电池往更广的范围去思考,从氢能高度来想,燃料电池并有无什么的问题一下子就想明白,虽然氢能作为有有一有3个 清洁的二次能源,到20400年整个国际氢能委员会预测,氢能相关的能源需求占整个世界能源需求的18%,并有无18%是那些概念?

它代表全球400亿吨二氧化碳的减排,也代表有有一有3个 22.116万亿美元的巨大市场,同去跟氢能相关的产业链将会催生出4000万个以上的职位。虽然我在美国经历过燃料电池好几轮的起起伏伏,美国最近重新审视它的清洁能源的战略。

美国虽然从去年提出它的DOE,能源属提出有有一有3个 H2@Scale计划,并有无计划还时要看过氢能是有有一有3个 尚可连接应用端,一次能源端,下可连接应用端的清洁能源载体,并有无清洁能源载体虽然除了整车以外,在好多好多 领域都有应用。

我国从2016、2017年始于了燃料电池市场重新升温另有有一有3个 ,在今年从1-7月并有无产销虽然都有超过4000辆,产量是1176辆,销量是1106辆,并有无数据比2018年同期有有有一有3个 现场显著的增长,目前为止累计整车运行数量是超过4000多辆。

虽然根据国家规划,到明年燃料电池运营量累计超过40000,到2025年达到116万,到20400年达到百万,若果另有有一有3个 催生有有一有3个 什么的问题,在各个车型从小的乘用车到大的重卡,如此 那些车型是燃料电池比较离米 的应用场景?大伙儿儿也是做了有有一有3个 比较定量化的经济性分析。

首先却说交通运输领域毫无什么的问题是燃料电池在的主要能量输出端的领域,从出货量以兆瓦为单位来计算,燃料电池整个在整车交通运输领域占有有一有3个 大头。

右下角这附图虽然是国际清洁能源委员会预测到20400年,从0-40000公里驾驶范围内各种出行交通工具,氢能在各个板块中的渗透率,颜色陷得代表氢能的渗透率陷得。大伙儿儿虽然还时要看过船舶、飞机并有无领域虽然燃料电池将会到20400年应用量太满再不得劲大,若果整个汽车领域,当车到达一定大小另有有一有3个 ,尤其是中型车和大型车燃料电池占有率非常高,到大型车燃料电池占有率超过400%。

大伙儿儿根据整个燃料电池从销售始于了,到它整个产品周期做某些分析,大伙儿儿用有有一有3个 叫TCO,全生命周期成本分析燃料电池系统,虽然从它的直接金钱成另有有一有3个 说,燃料电池车有购买成本,购买另有有一有3个 有有有一有3个 使用成本,却说定期加氢的成本还有维护成本。燃料电池有某些件,一定时间内是时要更换的,剩下燃料电池残值换成政府补贴的费用,这是燃料电池整个TCO的综合,若果除了TCO以外,虽然推动燃料电池往前推进还有某些某些因素。

比如说政策因素,带有除了补贴以外,比如说特定牌照权限,特定区域路权倾斜,还有特定场景的需求。大伙儿儿也知道中国在长城以北,将会很少见到纯电动汽车,那是将会电池在低温环境将会从性能和寿命来说衰减都比较厉害,若果燃料电池其虽然零下环境很有优势,好多好多 特定的某些使用场景,还有有有一有3个 却说时要长时间连续运作的场景,那些场景虽然就算电动车要能从续航里程达到它的要求,若果将会有有有一有3个 很长充电时间,好多好多 它的使用底部形态也是无法满足那些时要长时间连续运营的那些车辆的场景需求。

最后有有一有3个 却说氢资源,氢作为工业副产品还时要在有丰富副产氢的地方,做有有一有3个 非常低成本的能源供给,同去从整个车辆来说,大伙儿儿也是对比了燃料电池车,纯电动车和传统内燃机车动力形式的差异。

传统内燃机车整个动力总成是由发动机、变速箱和油箱组成,电动车现在在中低行驶里程领域还是存在主导优势,将会电动车并有无相对来说从整车多样化性来说,先天具有比较简单的优势,将会动力电池车主要驱动源却说动力电池系统,将会时要有有一有3个 电驱系统换成有有一有3个 电控系统就还时要。

若果燃料电池车从整个系统架构来说,天生却说相对比较多样化的,将会燃料电池车时要有有有一有3个 燃料电池系统,也时要燃料电池储氢系统,同去从起停的高度,从能量回收的高度,它又时要一块比较小的动力电池,同去也时要电动车相关的电动车所时要的电驱系统和电控系统,好多好多 它并有无产品多样化性由于在购车成本方面相比电动车还是要高某些。

从政策补贴高度来说,燃料电池车今后一段时间还是有补贴,若果电动车将会在明年退坡完正始于了了。

经过那些定量化的计算,基于一定假设另有有一有3个 ,大伙儿儿以万元为单位来计算,比较绿色的是燃料电池,蓝色的是纯电动,灰色是传统的内燃机车,大伙儿儿得出有有一有3个 结论,从乘用车到轻客,到轻卡,它的总TCO成本以2022年的补贴政策为假设,虽然是不占优势,还是会比某些两类车TCO会高。

在中卡和重卡领域,谈的整个TCO使用成本在2022年将会要能做到第一。在42吨重卡领域,它会比另外并有无高,并有无高主要由于是42吨将会时要有有一有3个 燃料电池系统,将会有有一有3个 大功率燃料电池系统一百千瓦级别的并有无功率将会欠缺以驱动整个42吨如此 重的有有一有3个 车型,好多好多 它将会时要两有有一有3个 燃料电池系统,好多好多 它的整个TCO也是比较高。

并有无是附带的购车成本,燃料电池在小型车领域相比某些,最近几年也是不占优势,若果中卡和重卡领域,燃料电池车虽然也是有相当大的优势,这是基于一定补贴政策为基础。

这是大伙儿儿认为二氧化碳价格在几只的区间,要能使燃料电池整个TCO比较有优势,虽然大伙儿儿分析下来的结果却说说二氧化碳价格希望要能降到每公斤35元,在并有无基础之上,重型卡车已要能存在盈利区域,却说说右边重卡与生卡,相比某些车型它的整个TCO占有优势。

35元是个那些概念?大伙儿儿现在将会加氢站数量比较有限,多数地方加氢成本离米 是400-70元一公斤,也却说说大伙儿儿的二氧化碳使用成本,时要再降一半以上。大伙儿儿在特定燃料电池领域,即便在补贴退坡情况表下,燃料电池车型整个生命周期成本也是具有一定优势的。

大伙儿儿认为将会在2025年燃料电池补贴就如此 了,即便在补贴如此 的情况表下,基于一定二氧化碳价格,大伙儿儿为大型客车重卡燃料电池并有无从整个产品生命周期成另有有一有3个 说也是有很大的优势。

让我 再简要介绍一下大伙儿儿捷氢科技的情况表,将会有某些观众对捷氢科技比较熟悉。捷氢科技去年从上汽集团整个集团剥离出来有有一有3个 专注于燃料电池系统和储氢系统,以及提供燃料电池整车工程服务的公司,若果大伙儿儿承载着上汽在过去18年期间,在燃料电池领域的经验,虽然上汽最早做燃料电池是跟通用汽车同去相互合作的一款叫凤凰一号的有有一有3个 燃料电池样车。

那个车虽然是为了证明燃料电池这条技术路线还是还时要驱动车的,在4008年的北京奥运会和2010年世博会期间,上汽也是借助这有有一有3个 大会的机遇,在2010年推出了174辆燃料电池汽车,2011年参加了有有一有3个 必比登挑战赛,并有无挑战赛上汽集团获得的总分第一名。

2014年大伙儿儿推出荣威7400燃料电池轿车,这是基于荣威7400整车平台开发,当时技术参数从现在高度看还是比较低,将会续航里程只达到310公里,整个也是使用三型35兆帕出格储氢系统。2016年借助国家创新工程的项目,大伙儿儿完成了荣威9400燃料电池整车开发,这是国内首款完成公告、上牌、销售的燃料电池轿车。

并有无轿车经过另有有一有3个 的技术积累,它的参数将会达到续航里程4400公里,使用三型70兆帕储氢系统,搭载的是P240,却说新源开发的燃料电池电堆。在2017年大伙儿儿的轻客始于了在全国几只地区运行,其包带有有一有3个 地区却说辽宁新宾。新宾冬天的气温平均是在零下10度,并有无车队40几辆车在新宾运行,从运行情况表看也是相当不错。

好多好多 2018年都有了捷氢公司,大伙儿儿陆续发布了公司的Logo,燃料电池系统产品,又通过联合国UNDP项目,做了辆燃料电池大巴。并有无大巴在上海安亭镇,每天运行,单程是7公里的路线。

最后在今年4月份上海车展期间,大伙儿儿推出了大通G20燃料电池系统,并有无系统搭载大伙儿儿全新390燃料电池系统,它的分值功率还时要达到净输出92千瓦,从所有技术参数来说是完正要能跟丰田燃料电池整车系统做有有一有3个 对比。

大伙儿儿做了如此 多年燃料电池开发都有好多好多 感触,从技术层面有以下如此 几点我虽然还时要跟大伙儿儿分享。大伙儿儿总是坚持自主开发,从燃料电池核心零部件到电堆的核心零部件,大伙儿儿具有核心关键技术自主知识产权,到现在为止一共获得3400份左右的专利,同去积极参与全国氢能行业标准的制定。现在阻碍整个燃料电池发展的一项却说有好多好多 法规和标准虽然并都有很健全。

第三,大伙儿儿总是坚持商乘并举,即便未来几年燃料电池会在商用车落地,若果大伙儿儿老却说用造乘用车的理念和造乘用车的标准来做商用车。大伙儿儿总是认为五到十年另有有一有3个 ,燃料电池在乘用车还是会有将会的,好多好多 大伙儿儿是通过做乘用车来攻坚,将乘用车的经验落地到商用车应用,也是有非常完正的开发体系。

所谓的三高实验,高寒高原高热,大伙儿儿每年高寒是去黑河做标定。高热是在海南做标定,高原是在青海将会云南做标定。整车氢安全、电安全和碰撞,大伙儿儿也是通过非常多的测试,现在大通这辆车在新宾单车最高运营里程超过116万公里,荣威9400现在单车运营里程也是超过116万公里,若果并有无数字每天还在增加。

大伙儿儿主打有有一有3个 产品,大伙儿儿用2和3并有无数字代表大伙儿儿产品的代数,2是400系列的,3是400系列,中间并有无数字代表它的有有一有3个 功率输出。大伙儿儿前一代产品在FCB400和荣威9400中间是240燃料电池系统,它的输出功率是40千瓦左右,它的低温启动能力是在零下25度,速率是51%,最近大伙儿儿又开发了2400燃料电池系统,并有无燃料电池系统为了应对国内某些整车客户时要快速拥有燃料电池整车需求,大伙儿儿也是开发了额定功率66千瓦如此 有有一有3个 燃料电池系统,它具备零下400度启动能力。

大伙儿儿拥有最新完正比肩丰田燃料电池系统峰值功率92千瓦,最高速率400%,具备零下400度,不借助任何外加热源,要能自启动如此 有有一有3个 能力。好多好多 从整个电堆总功率,从电堆功率密度,大伙儿儿用的是无空气增湿技术路线,能实现零下400度的启动。从那些参数来看,大伙儿儿将会具备和国际一流车企对标的实力。

这里再深入介绍一下P390产品及它的各个技术性能,从性能来说它具备低温适应性,也具备高原环境适应性。大伙儿儿采用的核心零部件是大流量高压比的,高速空压机,循环泵,还有大功率DCDC零部件设计。大伙儿儿采用阳极增湿,通过二氧化碳循环泵做有有一有3个 增湿,并如此 用空气增湿这条技术路线。

从机械计算高度,大伙儿儿也是参考了丰田机械高度,但大伙儿儿认为未来整个燃料电池系统一定是非常一体化的高级系统,好多好多 大伙儿儿还是坚持走一体化前舱布置燃料电池集成方案,并有无系统是对于各个车型都还时要有一定的更改性和适应性,并有无系统主却说放上大通G20乘用车上,G20将会前舱相对比较窄,若果它比较深,好多好多 大伙儿儿这款系统目前有如此 有有一有3个 造型。

将会是某些整车大伙儿儿也还时要通过改变核心零部件位置,甚至改变电堆放置的水平将会数值,变化应对不同整车平台。从安全性高度除了氢安全以外还有氢浓度泄露预防,对于振动和冲击保护还有却说高压安全以及软件的功能安全高度,那些都有这套系统带有体现。

从整个控制算法开发来说,这套系统用的是智还时要量的管理算法,从燃料电池大变载,何必 同情况表切换和诊断来说,大伙儿儿也知道燃料电池现在不得劲大的连续加降载,将会燃料电池总是造成局部的欠气。大伙儿儿通过先进控制算法,从好多好多 程度上还时要弥补连续加降载对燃料电池电堆造成的损害,还有却说对于零部件的有有一有3个 诊断。

同去,从电气的高度,从绝缘的高度,从整车电磁干扰预防的高度都有符合最新的技术标准。

并有无2400系统它的额定功率相对低某些,是66千瓦,它的特点却说关键零部件都有使用国产的,并有无虽然也很关键,将会燃料电池现在除了技术以外,另外有有一有3个 难点是降本。降本的有有一有3个 核心是用高质量国产件替换某某些进口零部件,这款产品零部件国产率非常高,同去它都有智还时要量管理系统。从机械电气集成高度,这款产品兼容性很大,对于物流车平台兼容性都还时要做到。

安全涉及的高度和刚才390系统虽然一样,对于整车安全也是做了有有一有3个 相当高的标准。目前为止刚才提到却说这有有一有3个 车型是大伙儿儿将会对外发布、销售若果在实车运行的三款产品,一款荣威9400FCV,并有无车是使用70兆帕三型氢瓶,它的续航里程达到4000公里。还有却说有有一有3个 燃料电池客车,并有无客车续航里程也是达到5400公里。

这有有一有3个 车单车运营里程和总运营里程都积累到相当的数量,若果每天还在增加。这五款车是今年将会明年将会陆续推出,若果完成公告和销售的车型。左边是大通G20的乘用车,它是有有有一有3个 用途车,在4月份上海汽车展上将会对外发布了。第二辆是物流车,第三辆车是重卡,第四辆是轻客,第五辆是重卡,那些大伙儿儿将会都将搭载大伙儿儿P390燃料电池系统,若果将会在整车开发的中后期,大伙儿儿将会有样车做各种测试,在明年将会在市场上和大伙儿儿见面。

大通G20这款车将会用的是P390燃料电池系统,从整个技术参数来说,大伙儿儿也是对比了现在现代的这款车,丰田的Mirai,本田的Clarity还有荣威9400轿车。

从整车的技术参数来说,与世界上领先的整车参数毫不逊色。大伙儿儿也很自豪的对明年这辆车真正量产,有有有一有3个 非常大的期待。

最后讲一下大伙儿儿通如此 来太满年的积累对行业的建议。专家对于在哪个车型上应用,目前的看法也都比较一致。大伙儿儿通过计算也得出结论,燃料电池技术要发挥它在客户体验、长距离栽重、运输上的优势,好多好多 在今后的一段时间内,一定是以商用车的中重卡,以及长途运输的客车作为布局的重点。

同去大伙儿儿也要借助真正的示范运营和量产运营,为乘用车的技术研发做有有一有3个 储备。将会中国汽车市场的销量和保有量,承运车与商用车离米 是4:1。大伙儿儿认为未来燃料电池在承运车一定都有将会。

第二,燃料电池的技术应用大伙儿儿非常坚持,一定要自主研发。有某些核心技术并都有还时要用钱买来,就算用钱买来也一定都有持久的,大伙儿儿所有的技术都掌握在研发的基础上。同去核心零部件的产业链,一定要打造健全、自主可控的核心零部件产业链。

第三,大伙儿儿虽然二氧化碳应该像柴油和天然植物气一样,把它当作能源看待,全国要有有有一有3个 统一部门管理。二氧化碳虽然有某些缺点,若果合理的管理,二氧化碳也是非常的安全。同去在加氢站的建设、运营、审批方面,大伙儿儿建议相关的部门应该推动加氢站,加快加氢站的审批,同去加快加氢站的建设。

整个行业现在从政策、法规和标准的规范体系来说,相对还不太心智成熟期的句子的句子期期的句子。比如四型氢瓶的开发和应用,将会现在国家对于储氢瓶还如此 完正的放开。有好多好多 的车的技术储备将会完成,若果四型氢瓶还如此 上。并有无对整车的蓄势里程等各个技术参数都有影响。

还有某些质子交换膜,催化剂等核心原材料的研发,这也时要相应的技术标准和法规。

以上却说我今天的汇报,谢谢大伙儿儿。

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