【正文】 2020 年 . [12] 陳興林 ,胡樹華 .汽車空氣懸架的應(yīng)用發(fā)展與我國汽車業(yè)的應(yīng)對策略 [J]. 汽車科技 ,2020,04： 69. [13] Rottengruber H M, Hydrogen SIEngineOperation Strategy And Power Density Paper,2020012927. [14] 盧蘭光，張楊軍等 .客車用燃料電池系統(tǒng)開發(fā)研究 [J].汽車工程 ,2020(04):314317. [15] 楊立平，李軍等 . 氫在車用發(fā)動機上的應(yīng)用 [J].汽車技術(shù) ,2020(12):14. 北華大學(xué)本科畢業(yè)論文 16 致謝 衷心感謝導(dǎo)師 梁超副 教授 對本人的精心指導(dǎo)。 要達(dá)到燃料電池車輛的實用化還需要完善一系列關(guān)鍵技術(shù)問題。 對于純氫燃料電池汽車來說，由于對 2020 年北京奧運會的關(guān)注，其演示車隊可望較早推出，與其相關(guān)的加注站制氫和儲氫技術(shù)也將有所進(jìn)展，但由于受到巨大基礎(chǔ)設(shè)施投資的影響，其大規(guī)模生產(chǎn)恐怕要相應(yīng)的延后。 氫 燃料電池在轉(zhuǎn)換能量為動力的過程中要比內(nèi)燃 機的效率高上 2～ 3 倍 。最近研究報道 顯示 ，采用膨脹石墨材料， 利用粉末燒結(jié)技術(shù)工藝 ，可以實現(xiàn)低成本化，制造 1 枚需幾百日元。 綜上所述，在我國研發(fā) 氫 燃料電池汽車時，應(yīng)充分考慮多煤、少氣、貧油的能源結(jié)構(gòu)以及資源分布不均的國情，不同的地域采取適合本地特色的能源戰(zhàn)略，最大限度地發(fā)揮自身的優(yōu)勢。 商業(yè)化應(yīng)用需要解決的主要問題 目前國際上 氫 燃料電池技術(shù)已發(fā)展到較高水平，要實現(xiàn)燃料電池汽車的商業(yè)化，主要問題就是解決氫源問題和降低成本，而氫源技術(shù)已成為 氫 燃料電池 汽車 商業(yè)化的技術(shù)瓶頸。 在 氫燃料電池客車研發(fā)方面， 2020 年初，清華大學(xué)作為牽頭單位 ,與東風(fēng)汽車公司、北京客車總廠等五家單位組成了總體組，承擔(dān)國家“十五” 863 計劃燃料電池城市客車研制項目。 在 參加第八屆“比比登清潔能源汽車挑戰(zhàn)賽”時表現(xiàn)搶眼 ， 此次挑戰(zhàn)賽 也 證明了 氫 燃料電池汽車動力平臺結(jié)構(gòu)的可行性。 隨著氫燃料電池車研發(fā)的推進(jìn)， 產(chǎn)業(yè)化的曙光也漸漸展現(xiàn)，國家標(biāo)準(zhǔn)制定工作 也正在進(jìn)行 。對此，余卓平教授指出：國家并沒有將汽車工業(yè)押寶在氫能源 上，也同時非常重視內(nèi)燃機技術(shù)在節(jié)能減耗方面的發(fā)展，只不過在發(fā)展趨勢上更看好氫燃料電池汽車 。 面對世界石油枯竭的危機，各國在尋找替代性能源的道路上都有不同的側(cè)重，但各跨國集團都將最終的方向集中在氫燃料電池汽車上，這是一個不爭的事實。 《建議》 中提出的質(zhì)疑被 “十一五” 863 計劃“節(jié)能與新能源汽車項目”總體專家組成員、氫能源汽車技術(shù)的重要研發(fā)基地之一同濟大學(xué)汽車學(xué)院的北華大學(xué)本科畢業(yè)論文 6 院長余卓平教授做了一一回應(yīng)。面對嚴(yán)峻的能源和環(huán)境挑戰(zhàn)，交通動力能源轉(zhuǎn)型已成 為全球共識。然而，化石能源是一種有限的、不可再生的資源。發(fā)電系統(tǒng)運行時，反應(yīng)氣體氫氣和氧氣分別通過調(diào)壓閥、加濕器 (加濕、升溫 )后進(jìn)入電堆，發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生直流電，經(jīng)穩(wěn)壓、變換后供給負(fù)載。以陽極為參考時，陰極電位為 ， 也即每一單電池的發(fā)電電壓理論上限為 。 20 世紀(jì) 60 年代，氫燃料電池就已經(jīng)成功地應(yīng)用于航天領(lǐng)域。其主要性能和特點見表 l。 通用 hydrogen3 氫動力燃料電池原型車來到英國倫敦，開始穿越歐洲 14 國 的行動 ，行程 6200 英里 (約合 10000 公里 )， 歷時月余 到達(dá)終點 里斯本， 創(chuàng)造新的 氫 燃料電池車長距離行駛耐久性世界紀(jì)錄。 氫 燃料電池電動汽車作為機械、電子、能源、計算機、汽車及信息技術(shù)等多種高新技術(shù)的集成，是典型的高新技術(shù)產(chǎn)品， 隨著機電技術(shù)、計算機控制技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)及材料技術(shù)的迅速發(fā)展，氫 燃料電池 汽車在研制、開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化及商業(yè)化方面將會取得突破性進(jìn)展。在不久的將來，氫燃料電池汽車將成為主流技術(shù)，成為 21世紀(jì)的綠色交通工具。 通用 又 推出 搭載汽油引擎和氫燃料電池引擎的 EFlex 車型，嘗試推出一款搭載超節(jié)能柴油引擎的 EFlex 車型，該車 型所配備的 EFlex 系統(tǒng)包含一具電動馬達(dá)，可為車輪提供驅(qū)動力 。 表 1 汽車用燃料電池特點 對比上表中的各種汽車用燃料電池的特點，可看出堿性電池組成材料比較廉價 ， 但是由于改質(zhì)氣體和空氣中 CO2 產(chǎn)生的會引起電解質(zhì)劣化，因此在短時間內(nèi)必須定期更換電解液 ；磷酸型可以在 200℃以上高溫條件下使用，減小了改質(zhì)氣體中的 CO 對電極催化劑中毒的影響，缺點是車輛反復(fù)起動、停止及輕負(fù)荷運行時工作不良；固體氧化物型能在 1000℃的高溫下運行，可以直接使用含硫汽油燃料，但在車輛起動和負(fù)荷變化過程中會引起“熱震性” ；固體高分子型 （ 質(zhì)子交換膜燃料電池 ） 在常溫狀態(tài)下運行，起動、停止容易 ，而且功率密度高、重量輕、體積小，電解質(zhì)能產(chǎn)生高分子膜，耐反應(yīng)氣體壓差，工作中的電解質(zhì)不易流出，為 免維護電池 ， 是最適合作為氫燃料電池汽車使用。進(jìn)入 70 年代以后，隨著人們不斷地掌握多種先進(jìn)的 制氫技術(shù)，氫燃料電池就被運用于發(fā)電和汽車。接有負(fù)載時輸出電壓取決于輸出電流密度，通常在 ～ 1V 之間。電堆工 作時，氫氣和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生的水由陰極過量的氧氣 (空氣 )流帶出。對化石能源的過度依賴和使用，使人類社會面臨化石能源枯竭的巨大挑戰(zhàn)。國內(nèi)外專家普遍認(rèn)為： 2020 年起， 以多種能源為基 礎(chǔ)的氫燃料將逐步上升為主導(dǎo)型燃料 。 質(zhì)疑 一：國家投入大量資金用與氫能源建設(shè)。 目前，軌道交通已經(jīng)很好地實現(xiàn)了電力化驅(qū)動，公路車輛的發(fā)展也在逐步展現(xiàn)曙光：同濟大學(xué)聯(lián)合上汽開發(fā)的三代“超越”系列燃料電池車得 到了許多國際賽事的認(rèn)可，而且還將此動力系統(tǒng)搭載在“榮威”轎車上誕生了“上海牌”氫燃料電池汽車，而第四代燃料電池轎車也將在奧運會上亮相。 到底是集中力量瞄準(zhǔn)一條主要路線走下去 ，還是兼顧多條路線共同發(fā)展？是將重點放在眼前容易實現(xiàn)的技術(shù)提升，還是加大力量著手于未來前沿技術(shù)的突破？盡管關(guān)于節(jié)能與新能源汽車發(fā)展的爭論一直在繼續(xù)，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)和研究機構(gòu)卻從來沒有停止節(jié)能與新能源汽車的研發(fā)工作。 2020 年 3 月開始?xì)?燃料電池汽車國家標(biāo)準(zhǔn)的前期研討工作 ， 氫 燃料電池汽車國家標(biāo)準(zhǔn)的編制工作 使我國 氫 燃料電池車從起步階段實現(xiàn) “ 標(biāo)準(zhǔn)先行 ” ，做到有規(guī)可循，有法可依，為 氫 燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化和今后商業(yè)化、大批量推廣應(yīng)用提供重要保障 。使用現(xiàn)有車型配置燃料電池動力平臺，同樣可以滿足駕駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性的技術(shù)指標(biāo)，這樣可以降低開發(fā)和推廣燃料電池汽車的成本，也有利于國家支 持的核心技術(shù)向企業(yè)擴展傳輸。我 國 由政府投入資金 已經(jīng)自主研發(fā)出了燃料電池大客車。車用 氫 燃料電池的燃料來源主要有兩種，一是直接用氫，二是車載制氫技術(shù)。 表 2 研究選擇的 10條燃料鏈 開 采 制 備 運 輸 加 注 站 汽車使用 煤 ? 煤制 甲醇 ? 甲醇運輸 ? 甲醇站 ? 甲醇重整車 天然氣 ? 天然氣制甲醇 ? 甲醇運輸 ? 甲醇站 ? 甲醇重整車 石 油 ? 汽油 ? 汽油運輸 ? 汽油加油站 ? 汽油重整車 煤 ? 煤大型制氫 ? 氫運輸 ? 加氫站 ? 純氫車 天然氣 ? 天然氣制氫 ? 氫運輸 ? 加氫站 ? 純氫車 煤 ? 電網(wǎng) ? 電運輸 ? 電解水 制氫站 ? 純氫車 天然氣 ? 天然氣凈化 ? 天然氣運輸 ? 天然氣現(xiàn)場制氫站 ? 純氫車 煤 ? 煤制 甲醇 ? 甲醇運輸 ? 甲醇現(xiàn)場制氫站 ? 純氫車 天然氣 ? 天然氣制甲醇 ? 甲醇運輸 ? 甲醇現(xiàn)場制氫站 ? 純氫車 石 油 ? 汽油 ? 汽油運輸 ? 汽油現(xiàn)場制氫站 ? 純氫車 氫 燃料電池的成本問題 氫燃料電池汽車實用化的 最重要的問題 是降低車輛成本。 PEFC（燃料電池汽車） 系統(tǒng)中的空氣壓縮機、冷卻水循環(huán)泵等全部使用電動機驅(qū)動，各元器件之間的連接、不銹鋼管的配置等，成本也較高，為促進(jìn) FCEV 的實用化，降低這些零部件的成本也是必不可少的。 氫 燃料電池汽車 與天然氣汽車相比也有很多優(yōu)點。車載制氫雖然在 3E 性能方面有優(yōu)勢，但技術(shù)難度最北華大學(xué)本科畢業(yè)論文 13 大，尚有待進(jìn)一步突破才會有較大發(fā)展，就 重整技術(shù)來講，甲醇重整技術(shù)難度較小，因此可