【汽車與環(huán)境】上汽前瞻研究部燃料電池系統(tǒng)部總監(jiān)陳雪松：上汽燃料電池汽車研發(fā)和運(yùn)行情況介紹2017年汽車與環(huán)境創(chuàng)新論壇-蓋世直播！

上汽集團(tuán)前瞻研究部燃料電池系統(tǒng)部總監(jiān) 陳雪松

   各位專家、領(lǐng)導(dǎo)還有業(yè)界同仁，大家下午好！兩天的論壇接近尾聲，我把上汽燃料電池的一些狀況和思路說一下。昨天下午也聽到同濟(jì)大學(xué)余卓平教授介紹了一下燃料電池這個(gè)行業(yè)國(guó)內(nèi)外的趨勢(shì)和挑戰(zhàn)。他講到機(jī)遇在哪里，挑戰(zhàn)問題在哪里。今天上午上海交大章教授也做了很多年，像這些內(nèi)容，我就不去涉及了。主要還是講一講上汽集團(tuán)這么多年在燃料電池方面到今天到底是什么樣一個(gè)狀態(tài)和思路。

   關(guān)于發(fā)展趨勢(shì)，我想昨天余老師講的我是*認(rèn)同的，我想做一點(diǎn)點(diǎn)補(bǔ)充。為什么是機(jī)遇？從技術(shù)上判斷中國(guó)還是落后于歐洲和美國(guó)，尤其是日本的整車技術(shù)、材料技術(shù)還有零部件技術(shù)。zui近一兩年，為什么現(xiàn)在燃料電池技術(shù)市場(chǎng)突然又熱了起來，到底是為什么？為什么把它說成是一種機(jī)遇，還是政策的驅(qū)動(dòng)，我們國(guó)家從能源，從污染，這兩方面，實(shí)際上對(duì)于清潔能源的技術(shù)需求是比任何一個(gè)國(guó)家都迫切的。我的理解是兩起兩落，為什么呢？在1973年的時(shí)候已經(jīng)有一股熱潮了，對(duì)石油的出口進(jìn)行*提價(jià)，在傳統(tǒng)的汽車行業(yè)搞過一輪替代石油做燃料的驅(qū)動(dòng)，但是石油那個(gè)時(shí)候這個(gè)問題解決了，所以石油價(jià)格又得到了控制，可以說是*波。昨天余老師講的是第二波，做成納米級(jí)，民用就有可能了。根據(jù)章老師的介紹，目前催化劑的用量和水平要達(dá)到DOE的要求，可能還要有一個(gè)突破。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，現(xiàn)在的催化劑可能還是滿足不了量的需求。在研究方面已經(jīng)有了一些思路，也有了一些小規(guī)模上的突破。要把這些技術(shù)應(yīng)用到車上，中間還得要個(gè)三五年的時(shí)間。我們認(rèn)為從技術(shù)方面是可能的，目前的現(xiàn)狀可能還有一段很長(zhǎng)的開發(fā)距離要走。這里面講到它的優(yōu)點(diǎn)，我們做這行，當(dāng)然說自己做得好了。現(xiàn)在這種差距越來越小，比如說我們跟傳統(tǒng)車，我們是*的，沒有二氧化碳也沒有氮化物和氧化物，我們的便利性和傳統(tǒng)車一樣。這些*性在逐漸地縮小，隨著電池的進(jìn)步，上汽集團(tuán)本身自己也在開發(fā)，在車展上已經(jīng)公布可以達(dá)到500公里的技術(shù)。這種差距的變小驅(qū)動(dòng)著燃料電池未來的發(fā)展走向和技術(shù)市場(chǎng)的定位。現(xiàn)在是慢慢地在重新考慮這些問題，可能替代柴油機(jī)或者大型的卡車、公交車更有優(yōu)勢(shì)。

   在這個(gè)行業(yè)很多時(shí)候，*是要加引號(hào)的。比如說我們的化石能源，它地球上的來源都是來自于太陽，只不過幾十億年前把它存在于地下。要解決這些問題，未來不管氫也好電也好，要直接用太陽能產(chǎn)生，是比較有幫助的。

關(guān)于總的趨勢(shì)，我們認(rèn)為，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)還是處于一個(gè)提升階段，為什么這么說呢？作為一個(gè)傳統(tǒng)車，要想達(dá)商業(yè)化，要看這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)遣皇谴嬖冢€有性價(jià)比，zui后銷售是不是有市場(chǎng)還有售后的服務(wù)。燃料電池這個(gè)行業(yè)我們一開始搞，zui大的困難就是缺乏好的零部件，上汽一開始還是從整車行業(yè)，在上海世博會(huì)的時(shí)候做過整車的展示，集團(tuán)定位了未來三大區(qū)域戰(zhàn)略，混動(dòng)已經(jīng)基本上量產(chǎn)了，燃料電池到今天為止可以說上個(gè)月在廣州，小批量制造可以正式銷售了，基本上現(xiàn)在生產(chǎn)出一半。我們看來國(guó)內(nèi)的情況，我們認(rèn)為還是屬于性能提升階段，國(guó)外也是通過前面的介紹，大家知道氫能源車的限制因素就是對(duì)氫的供給還不是很方便，各個(gè)國(guó)家雖然有一些規(guī)劃，從數(shù)量來講，要達(dá)到上百萬量還需要很長(zhǎng)的路要走。

   國(guó)外2010年前后就完成了技術(shù)研發(fā)，2015年前后陸續(xù)發(fā)布了量產(chǎn)計(jì)劃。一開始采用大功率的燃料電池，為了配合這些車企，各國(guó)政府也是有配套的。我們國(guó)家因?yàn)槭歉沩?xiàng)目，奧運(yùn)會(huì)的時(shí)候，世博會(huì)的時(shí)候，都是以項(xiàng)目的形式做。我們把它作為一種產(chǎn)品在車企開發(fā)還是比較晚的。我記得當(dāng)時(shí)去訪問，易老師來訪問大華所。他覺得在理論了解深度方面中國(guó)是很高的，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在因?yàn)檎叩尿?qū)動(dòng)有實(shí)際的環(huán)境需求，市場(chǎng)需求還是蠻迫切的，才出現(xiàn)了一個(gè)商機(jī)。國(guó)內(nèi)有些企業(yè)利用國(guó)外的電堆廠商提供一些核心的零部件。在討論這個(gè)的時(shí)候，國(guó)家也進(jìn)行了很多討論，如果從車本身來說，30KW是不夠的，作為一般的轎車，大家可以隨意走多遠(yuǎn)，這需要一個(gè)*修改的過程，也是一個(gè)起步。一旦行業(yè)起來，基礎(chǔ)設(shè)施建立起來了，我們的技術(shù)沒有提升的話，外面的技術(shù)進(jìn)來，我們就失去了這個(gè)市場(chǎng)。上汽實(shí)際上從2010年開始，中國(guó)世博會(huì)驗(yàn)證可行性以后，就一直做支持。剩下一些零部件，轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)集成都自己和由整車來做。一開始為了利用這種政策和補(bǔ)貼，采用這種混動(dòng)。在后面的開發(fā)中，瞄準(zhǔn)了*的先進(jìn)水平，這也是十三五的計(jì)劃。

   下面兩輛車一開始是在政策這個(gè)平臺(tái)開發(fā)技術(shù)，如果是乘用車開著到處跑，車的氫氣問題很難解決。這一頁講了從國(guó)家到地方，提出了一些行動(dòng)計(jì)劃，還有具體的上海市提出的到2020年要實(shí)現(xiàn)批產(chǎn)。由于政策的推動(dòng)，民營(yíng)行業(yè)其實(shí)是被驅(qū)動(dòng)的，在客車、物流車、通行車這一類進(jìn)行示范。回顧這些討論，中國(guó)發(fā)展得比較慢，總的來說投入還是太少，像通用豐田每年投一個(gè)億，每年都投錢，我們的產(chǎn)品還是比較落后的。基礎(chǔ)設(shè)施也有一些好的跡象。如果這個(gè)行業(yè)發(fā)展起來，也會(huì)轉(zhuǎn)化到提供轉(zhuǎn)型的服務(wù)。上汽一直在持續(xù)地投入，到今年為止，已經(jīng)有10億左右的投入了。

   目前的狀態(tài)籠統(tǒng)簡(jiǎn)單來說，在十二五期間開發(fā)了200型中等功率燃料電池技術(shù)的自主開發(fā)，2017年商用車大通V80車型實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化、在乘用車榮威950車型進(jìn)行規(guī)模化驗(yàn)證。十三五期間，加快推動(dòng)燃料電池汽車商業(yè)化。材料是很重要的，沒有材料也做不出好的零部件。這是750，2014年7月獲得工信部第262批次公告認(rèn)證。這里面可能很簡(jiǎn)單地來說，就是前艙有燃料電池核心的電堆，把儲(chǔ)氫這部分放在后部。當(dāng)時(shí)開發(fā)的時(shí)候達(dá)到了用戶的要求。這個(gè)車從上汽來說，后來因?yàn)殇N量問題有這個(gè)升級(jí)就做了，我們對(duì)這個(gè)車進(jìn)行了一個(gè)整體的分析，950這輛車布局和750差不多，功率密度可能要低一些；儲(chǔ)氫這部分，這也是在國(guó)內(nèi)*家使用70Mpa這個(gè)系統(tǒng)。我們當(dāng)時(shí)也是跟天津所這邊做了很多很多技術(shù)的交流，參照的標(biāo)準(zhǔn)，zui后還是通過了技術(shù)的要求驗(yàn)收；還有一個(gè)，即使是70Mpa也是屬于基礎(chǔ)那一代；在重量方面、成本方面我們的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)比較弱，以前可能在天然氣行業(yè)出過安全事故，現(xiàn)在因?yàn)樾袠I(yè)的發(fā)展，這些東西得到允許了。這輛車有多次的實(shí)驗(yàn)，不同的地方，很多人試，跟傳統(tǒng)950基本上沒有什么大的區(qū)別。

   這款車動(dòng)力系統(tǒng)并不是很好的，但是一開始商業(yè)化試銷，基本上驗(yàn)證以后，更加充分了。要應(yīng)用一代，開發(fā)一代，儲(chǔ)存一代。這個(gè)車也可以跑430公里，當(dāng)時(shí)考慮成本，還是用35Mpa這樣一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)。如果什么都不變，把這個(gè)變成70Mpa，它的公里數(shù)還是有很大的提升的。

   這個(gè)就是我們的經(jīng)歷，一開始我們zui早做750的時(shí)候有一個(gè)全國(guó)的*行。從北到南，從低到高，走過了那么多城市。北方有唐山、大連、青島，再往南走，有成都、拉薩、昆明，有高原的，也有道路爬坡比較厲害的。當(dāng)時(shí)是2014年，那時(shí)候很早了，主要還是為了發(fā)現(xiàn)問題，一路坐下來，跑了一萬公里，這輛車還是蠻不錯(cuò)的。后來造950的時(shí)候，因?yàn)橐M量接近于場(chǎng)景，所以做了很多環(huán)境的試驗(yàn)。有4輛車完成單車32000公里耐久試驗(yàn)，還有3輛950FCV完成環(huán)境試驗(yàn)，這是在零下20度的環(huán)境中。國(guó)外已經(jīng)達(dá)到了零下30度，我們已經(jīng)做到了零下20度。高原也有一個(gè)難題，大氣稀薄，對(duì)于整個(gè)空氣系統(tǒng)的管理，性能有什么影響，也做了很多試驗(yàn)。這些試驗(yàn)zui后都通過了，都是按照不同的要求去做的。新能源車專項(xiàng)也有一些，比如說絕緣、振動(dòng)、EMC和涉水，絕緣要求還是很高的，這個(gè)是整車耐久試驗(yàn)，進(jìn)行高速、爬坡還有顛簸的路段來做測(cè)試。這是海南的高溫、高原還有在黑河整車試驗(yàn)的一些圖片。我們高原去了兩次，一次是在云南，一次是在格爾木高原，跟著車隊(duì)跑，還是蠻費(fèi)錢的。

   簡(jiǎn)單介紹一下我們的技術(shù)。剛才章老師也講，國(guó)外國(guó)內(nèi)的一些技術(shù)的差距，我們也看了一下，拿電堆核心的東西來說，DOE畫了一條線，2020目標(biāo)就是2.5KW每升。當(dāng)時(shí)其實(shí)zui開始2000年以前，有很多燃料電池專業(yè)的公司，通用搞得是zui早的，巴拉德也是從事專業(yè)燃料電池研究的。里面一個(gè)核心的部件是雙級(jí)板，當(dāng)時(shí)都是拿碳板去做的，比較厚，體積比較大。另外一個(gè)是低壓的系統(tǒng)，到zui后，就不沿著這個(gè)去了。我們?cè)谄嚱纾饘侔暹€是比較靠譜的，碳這個(gè)東西好像在化工界用得很多。這個(gè)技術(shù)的進(jìn)步持續(xù)了十年才開始革命性地改變。上汽實(shí)際上從2010年開始，起步得比較晚，做了兩個(gè)類型，200B這個(gè)品牌純粹就是金屬板，經(jīng)過五年，我們的進(jìn)步速度比較快，雖然起步比較晚；后面要做大功率的必須走高壓金屬板加高功率密度的技術(shù)路線，實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)是小規(guī)模的，電堆再到系統(tǒng)，系統(tǒng)再到車是不一樣的。在車這個(gè)階段，也只有Toyota、豐田達(dá)到了2.5以上，通用也已經(jīng)達(dá)到了，不知道現(xiàn)在通用用的是自己的還是跟其他企業(yè)合作的。巴拉德新推出的功率密度也可以達(dá)到很高水平，300型大功率燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)目標(biāo)就是2020年實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。

   后面就是簡(jiǎn)單講一下我們對(duì)這個(gè)行業(yè)的認(rèn)知。現(xiàn)在這種狀態(tài)，因?yàn)檫@個(gè)行業(yè)zui近也有很多消息出來，不同的地方有公布產(chǎn)能，達(dá)到了幾千甚至上萬。這會(huì)造成一種產(chǎn)業(yè)商業(yè)化了的印象。產(chǎn)能的公布只是一個(gè)環(huán)節(jié)，不能說這個(gè)行業(yè)就產(chǎn)業(yè)化了。解決了這個(gè)問題的同時(shí)，其實(shí)加氫確實(shí)是很大的困惑，我們的車做出來，其實(shí)性能也蠻好，加上國(guó)家的補(bǔ)貼把量提高。商用車還是好解決，但是乘用車沒辦法解決。建議還是在加氫站的合理布局，充分發(fā)揮輻射的能力。加氫站一個(gè)是貴，再一個(gè)是嚴(yán)格的法規(guī)限制了它的擴(kuò)展。zui近有一個(gè)好消息，看到佛山那邊，中石油有機(jī)會(huì)在加油站方面提供加氫的服務(wù)，這確實(shí)是一個(gè)很大的突破，一個(gè)是土地的問題，一個(gè)是法規(guī)的問題，如果這兩個(gè)實(shí)現(xiàn)，就很容易實(shí)現(xiàn)加氫和加油了。另外一個(gè)法規(guī)，其實(shí)有兩個(gè)問題，就是氫瓶年檢和氫系統(tǒng)安裝監(jiān)檢工作。再一個(gè)，日本本身就是一個(gè)所有能源都要進(jìn)口的國(guó)家，我進(jìn)口氫氣也好，進(jìn)口石油也好，都一樣，何不進(jìn)口一個(gè)干凈一點(diǎn)的。他們要三步走，*步，進(jìn)口，從哪里進(jìn)口，從澳大利亞進(jìn)。氫本身如果是液瓶，它的能量密度很高，是汽油的四倍。現(xiàn)在講的是氣態(tài)，容器都造好了，進(jìn)到國(guó)內(nèi)以后，只有到車這一部分，因?yàn)檐嚨膬?chǔ)能還是屬于氣態(tài)的，中國(guó)是不允許的。因?yàn)橹袊?guó)好像只有航天允許液態(tài)氫運(yùn)輸，民用是不行的，這都是未來要解決的。