燃料电池行业发展基本情况.doc

燃料电池行业发展基本情况一、我国燃料电池主要研发机构燃料电池相关技术在全球的研究开发极为活跃，全世界许多国家的上千家企业和机构投入巨额资金进行燃料电池的研究和商业化工作，中国也不例外。下面就开始介绍国内从事燃料电池技术研发的相关机构。（一）官方及非盈利机构推动我国燃料电池技术发展的官方及非盈利机构主要有中华人民共和国科学技术部、国家自然科学基金以及中国氢能协会等。我国政府十分重视燃料电池相关技术的研究，每年都投入大量资金进行相关的研究开发工作。表1 燃料电池研发机构官方及非盈利机构机构名称主要研究和技术领域中华人民共和国科学技术部863计划：政府拨款支持电动汽车项目（包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车三种类型）。973计划：政府拨款支持燃料电池、氢存储等基础研究。国家自然科学基金支持燃料电池等相关技术的基础研究。中国氢能协会从事与氢能相关的学术活动，推动氢能研究、开发、推广及应用。组织国内与氢能有关的学术交流、展览会等，参加国际与氢能有关的学术交流、展览会等。资料来源：世经未来整理（二）研究所我国从事燃料电池技术研究开发的机构中，研究所是一支重要的力量。我国最早开展燃料电池技术研究的机构就是研究所。表2 燃料电池研发机构研究所机构名称主要研究和技术领域中国科学院大连化学物理研究所该所先后在碱性燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、直接醇类燃料电池和质子交换膜燃料电池等诸多领域开展了大量的研发工作。该所于1993年开展了PEMFC的研究，在电极工艺和电池结构方面做了许多研究，现已研制成工作面积为140cm2的单体电池，其输出功率达0.35W/cm2。于1994年开展了SOFC的研究工作，主要集中在电极和电解质材料的研究。2000年该所已完成30kW车用用燃料电池的全部试验工作。2002年研制成功200W级直接甲醇燃料电池组。近年来，该所研制了百千瓦级质子交换膜燃料电池发动机，并与清华大学等单位联合开发成功了燃料电池城市客车，另外，还研制了应用于笔记本电脑等家电领域的百瓦级直接醇类燃料电池。中国科学院长春应用化学研究所主要从事质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池的研究开发。该所于1990年开始研究PEMFC，工作主要集中在催化剂、电极的制备工艺和甲醇外重整器的研制，已制造出100WPEMFC样机。1994年开展直接甲醇质子交换膜燃料电池的研究工作。90年代初该所开始了MCFC的研究，在LiAlO2微粉的制备方法研究和利用金属间化合物作MCFC的阳极材料等方面取得了很大进展。该所与美国CaseWesternReserve大学和俄罗斯氢能与等离子体研究所等建立了长期协作关系。北京有色金属研究总院从事氢储存技术和燃料电池相关材料的研究，进行PEMFC/光伏电池(制氢)互补发电系统的研究。中国科学院广州能源研究所从事发酵沼气燃料电池系统的实用化研究，以及制氢和再生能源技术。中国科学院上海硅酸盐研究所固体氧化物燃料电池（SOFC）相关技术的研究，主要侧重于SOFC电极材料和电解质材料的研究，系统研究了流延法制备氧化锆膜材料、阴极和阳极材料、单体SOFC结构等，已初步掌握了湿化学法制备稳定的氧化锆纳米粉和致密陶瓷的技术。中国科学院上海有机化学研究所研究质子交换膜燃料电池的关键材料与部件，2002年该所与上海同济科技实业股份有限公司和上海神力科技有限公司共同组建上海中科同力公司。资料来源：世经未来整理（三）高等院校高等院校是我国从事燃料电池技术研究开发的机构中另外一支重要的力量。高等院校不但自身进行燃料电池技术相关的研究，而且同时也培养了众多燃料电池技术方面的人才。表3 燃料电池研发机构高等院校机构名称主要研究和技术领域清华大学从事燃料电池客车和燃料电池发动机，氢的重整、存储、运输等研究开发。90年代初开展了SOFC的研究，利用缓冲溶液法及低温合成环境调和性新工艺成功地合成了固体电解质、空气电极、燃料电极和中间联结电极材料的超细粉，并开展了平板型SOFC成型和烧结技术的研究。1993年开展了PEMFC的研究，研制的单体电池在0.7V时输出电流密度为100mA/cm2，改进石棉集流板的加工工艺，并提出列管式PEMFC的设计，与德国Karlsrube研究中心建立了一定的协作关系。同济大学燃料电池轿车和加氢设施制造的研究开发。成功研制出“超越”系列燃料电池轿车，并且联合壳牌于2006年底建成上海首座固定加氢站。北京理工大学1995年开始PEMFC的研究，单体电池的电流密度为150mA/cm2。近年来主要从事质子交换膜燃料电池电动汽车车辆技术的研发。上海交通大学主要从事质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池等研究。研制成功了50kW级天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统，与泛亚汽车技术中心合作完成了“凤凰燃料电池展示车”等。华中科技大学从事固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和质子交换膜燃料电池等及其相关材料，以及氢的存储等方面的研究。华南理工大学主要从事质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池和固体氧化物燃料电池等研究。1992年开始了SOFC的研究，组装的管状单体电池，用甲烷直接作燃料，最大输出功率为4mW/cm2，电流密度为17mA/cm2，连续运转140h，电池性能无明显衰减。1997年开展了PEMFC的研究，其天然气催化转化制一氧化碳和氢气的技术现已申请国家发明专利。天津大学主用从事质子交换膜燃料电池的研究，1994年开展了PEMFC的研究，主要研究催化剂和电极的制备工艺。中国科学技术大学主要从事固体氧化物燃料电池的研究，1992年开始中温SOFC的研究。一种是用纳米氧化锆作电解质的SOFC，工作温度约为450。另一种是用新型的质子导体作电解质的SOFC，已获得接近理论电动势的开路电压和200mA/cm2的电流密度。此外，还在研究基于多孔陶瓷支撑体的新一代SOFC。资料来源：世经未来整理（四）企业近年来，我国众多企业纷纷投入到燃料电池相关技术的研究开发中来。其中，特别是民营高科技企业积极参与到燃料电池相关技术的研发工作和商业化工作。表4 燃料电池研发机构企业机构名称主要研究和技术领域上海神力科技有限公司专门从事质子交换膜燃料电池产品的研发与产业化，开发了5个系列的燃料电池产品，建立了全套的中小功率（0.1KW-30KW）与大功率（30KW-150KW）的质子交换膜燃料电池及其动力系统。公司产品主要有60150kw城市大巴用燃料电池发动机或发电站，3060kw轿车用燃料电池发动机或发电站，110kw车用燃料电池发动机，燃料电池游览车、发电站，1150kw燃料电池堆，电池部件等。上海燃料电池汽车动力系统有限公司由上海汽车工业（集团）总公司、上海同济企业管理中心、上海科技投资公司、上海工业投资（集团）公司、信息产业部电子第二十一所及自然人共同出资成立，公司联合国内其它单位共同承担国家863电动汽车重大专项燃料电池轿车项目，开发出具有自主知识产权的燃料电池汽车动力平台。与此同时，公司还在混合动力、纯电动汽车以及氢能源设施、氢气加注站、充电站等研发方面开展项目工作。北京世纪富源燃料电池有限公司主要研制质子交换膜电池。北京飞驰绿能电源技术公司以开发生产质子交换膜燃料电池为主。大连新源动力股份有限公司主要从事质子交换膜燃料电池技术的研发，承担国家“863”重大专项燃料电池电动轿车发动机技术开发及测试技术平台建设。上汽汽车工业集团主要从事燃料电池汽车，储氢系统的研究。福建南平南孚电池有限公司研制用于便携设备的直接醇类燃料电池（与大连化学物理研究所合作）。上海中科同力化工材料有限公司公司致力于研究质子交换膜燃料电池的关键材料与部件，包括质子交换膜、膜电极及流场板等。上海永久股份有限公司研究以燃料电池为动力的电动自行车和小型摩托车。苏州小羚羊电动汽车公司研制以燃料电池为动力的电动自行车。资料来源：世经未来整理二、我国燃料电池电动汽车标准体系（一）我国燃料电池电动汽车标准体系的建立我国在“十五”初期进行了燃料电池电动汽车的标准体系研究。作为标准制定的指南，燃料电池电动汽车标准体系表是燃料电池电动汽车标准制定工作的规范。体系表中不仅可以体现产品的结构、技术内涵和发展方向，而且对于科技开发和标准制定计划的确立具有重要的指导作用。因此，燃料电池电动汽车标准体系表编制原则有以下方面。1.确定燃料电池电动汽车在汽车标准体系中的位置。燃料电池电动汽车本身是汽车的一类，并不能独立于传统汽车之外。因此，它必须满足传统汽车的相关标准要求，同时还要满足燃料电池电动汽车所需的特有标准要求。2.确定燃料电池电动汽车特有的构造、系统，以此确定标准体系中的项目。3.确定纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车的共性和特性。具有共性要求的可以考虑共用一个标准；具有独特性的，标准项目在体系表中单独列出。这样，即保证标准项目的齐全，又可减少标准数量、标准制定过程中人力和财力的浪费。4.参照国外现有燃料电池电动汽车标准项目，结合我国燃料电池电动汽车开发的实际需求进行编制，标准项目尽量齐全。体系表中的一些项目是考虑与我国燃料电池电动汽车产业化发展政策相配套的支撑标准和我国特有的标准，例如：燃料电池电动汽车定型试验规程。5.标准体系表是动态的，现在编制的体系考虑了近期急需和长远的标准需求，随着技术的不断发展，标准项目应进行适当的调整。6.燃料电池电动汽车标准体系表与我国燃料电池电动汽车产品的发展目标相适应。标准体系包含燃料电池电动汽车产品本身的术语、试验方法、技术条件，以及保证燃料电池电动汽车正常、方便、安全运行的基础设施的相关标准，如：燃料电池电动汽车整车、车载氢系统、氢燃料、加氢站、加氢机、燃料电池系统等。同时燃料电池电动汽车的标准体系中还涉及燃料电池电动汽车的管理标准、产品认证、企业认证、从业人员资格等诸多方面。（二）我国燃料电池电动汽车的相关标准1、概况全国汽车标准化技术委员会电动车辆分委会从整车性能、安全、接口部件的互换性等方面考虑。目前正在开展以下方面的工作。（1）燃料电池电动汽车通用基础类标准研究。如术语标准，主要内容涉及到整车、配套件、其他关键部件、基础设施接口。（2）燃料电池电动汽车安全类项目研究。如燃料电池电动汽车一般安全要求，主要内容：车载能源装置的安全要求、运行操作安全要求、漏电和人员防触电要求等。燃料电池电动汽车燃料系统安全要求为储存或处理燃料或其他有害物质的系统提供标准规范，主要针对燃料储存装置，燃料处理过程，燃料电池堆等提出要求。（3）互换性标准研究。如燃料电池电动汽车加氢口，主要内容为加氢口互换性、安全性、通信、型式、技术要求、试验方法、检验规则。鉴于国内暂时没有液氢，因此，只考虑了使用气态氢气为工作介质、工作压力为35MPa、工作环境温度为-40。C60。C的燃料电池电动汽车加氢口。（4）燃料电池电动汽车整车动力性、能耗等的研究。动力性主要包括加速性能、最高车速等。能量消耗试验方法，将根据国内现状考虑以下方面：电流法，通过测量燃料电池堆的输出电流来计算氢的消耗量，因为燃料电池是通过氢离子的流动而形成电流的，所以，可以用电流值来确定氢消耗量；压力法，通过测量试验前后高压储氢罐中气体压力和温度算出氢消耗量。把测得的压力和温度值通过计算储藏罐中气体分子数量的改变，确定氢的消耗量；重量分析法，通过测量试验前后高压燃料罐重量得到氢消耗量。试验用燃料罐应适于测量重量；流量法，用流量计测量供给燃料电池电动汽车的氢和被消耗掉的氢。（5）示范运行燃料电池电动汽车技术规范研究。我国目前燃料电池电动汽车已经进入示范运行阶段，这个期间可以对示范运行出台一些过渡性规范和必要的管理措施，以便能够使车辆上路行驶，从而对已经存在的规范进行验证和积累经验，达到示范运行的目的。依据现有的标准，对于氢车辆整车认证，排放、能耗、发动机功率暂时不进行试验，因为目前还没有现成的试验标准、试验程序、标准油（气）。另外，现存的标准或法规没有相关车载氢系统安全标准。为了达到氢车辆认证的要求，可以对传统汽车的标准进行适当的补充，以满足车辆示范运行的要求。2、已经完成的报批稿（1）燃料电池电动汽车安全要求该标准报批稿考虑了我国已有的GB/T18384.1-2001电动汽车安全要求第1部分：车载储能装置、GB/T18384.2-2001电动汽车安全要求第2部分：功能安全与故障防护GB/T18384.3-2001电动汽车安全要求第3部分：人员触电防护、GB/T19751-2005混合动力电动汽车安全要求等标准的要求，同时借鉴了日本法规（附件100）和SAE的相关标准草案条款。燃料电池电动汽车整车的安全要求与纯电动汽车、混合动力电动汽车相比，主要差异体现在氢系统上，所以，燃料电池电动汽车安全要求针对已有的标准或法规中有关氢系统的内容进行了补充。该标准规定了燃料电池电动汽车的燃料系统安全要求、燃料电池系统安全要求、动力电路系统安全要求、功能安全要求、故障防护要求（紧急情况下的反应）等，同时提出了燃料电池电动汽车使用和保养要求。（2）燃料电池电动汽车术语国外燃料电池电动汽车术语标准方面，比较成熟的有SAEJ2574燃料电池电动汽车术语。SAEJ2574标准于2002年3月13日发布，它主要包含7部分：一般术语燃料电池电动汽车通用部件和特性术语，燃料电池种类，燃料燃料电池的燃料和燃料储存，燃料电池部件，燃料电池系统，燃料电池电动汽车系统以及燃料电池车基础构件的术语及定义。我国的燃料电池电动汽车术语标准编制时，采用了国外燃料电池部件、燃料电池系统、燃料电池电动汽车系统这几个部分的一些术语。此外，该标准报批稿还参照了GB/T19596-2004电动汽车术语、GB/T20042.1-2005质子交换膜燃料电池术语、SAEJ2574:2002燃料电池电动汽车术语的相关内容。燃料电池电动汽车术语标准主要涉及了通用术语、质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统、车载供氢系统、燃料电池电动汽车整车系统、燃料电池电动汽车整车性能及试验方法等方面的术语及定义。（3）燃料电池发动机性能试验方法燃料电池电动汽车的一个重大特征是燃料电池发动机提供动力源，燃料电池发动机性能试验方法作为第一批推出的标准，以满足现实急需。该标准规定了车用质子交换膜燃料电池发动机起动特性、稳态特性、动态响应特性、气密性检测、绝缘电阻检测等试验方法。在性能试验方法中，该标准提供了冷机方法和热机方法。此外，分别就起动特性试验、额定功率试验、峰值功率试验、动态响应特性试验、稳态特性试验、紧急停机功能测试、燃料电池发动机气密性测试、绝缘电阻测试、燃料电池堆和辅助系统包括氢气供应系统（不包括高压氢气瓶）、空气供应系统、控制系统、水热管理系统（不包括散热器总成）等，以及冷却液及加湿用水的质量提供了测试方法。该标准还提供了试验数据的计算方法，如燃料电池发动机功率、燃料电池发动机效率、燃料电池堆的功率、燃料电池堆效率等参数。（4）加氢车技术条件为了弥补加氢站等基础设施建设的不足，我国已经研制出了移动加氢车。如何保证它的安全运行，还制定了加氢车技术条件。该标准是一个专用汽车标准，规定了用于装运和加注高压氢气的车辆的术语、定义、要求、标志和随车文件。该标准的主要内容是针对加氢车的要求，如整车基本要求、电气及导静电装置、防泄漏及消防装置、储氢装置、增压装置、加注装置、氢气管道及附件。此外，标准还规定了车外标志；加氢车装运氢气、加氢车长短期停放的要求。鉴于加氢车使用的特殊性，该标准还规定了随车文件的要求，如加氢车应配备使用说明书。使用说明书应包括车辆的安全操作要求、应急措施与防险对策、加氢车维修保养及停放的特殊规定等内容。（三）未来将出台的燃料电池电动汽车标准至此，我国已经推出或即将推出的燃料电池电动汽车标准，除了上述4项标准外，近期还会推出车载储氢系统标准、加氢口、加氢枪、FCEV动力性、FCEV氢气消耗量测量方法标准。这些标准的完成，加上对于FCEV同样适用的传统汽车标准，可以初步满足国内的需求。目前，燃料电池电动汽车在国内外仍然处于产业化初期准备阶段，与之相关的高新技术与产品还依赖于配套供应商的支持，尚未形成新的工业体系。燃料电池电动汽车在世界范围内，是一个新兴产业，从技术上讲，我国的产品开发能力、试验手段同国外相比，有一定的差距，但同传统汽车与国外的差距相比，这种差距不大。尽快制定出我国自己的燃料电池电动汽车标准，能够促进我国的燃料电池电动汽车工业的技术进步。目前，燃料电池电动汽车全球数量很少，我国也不多，还是处在示范运行阶段。积累数据、验证方法，对于未来标准制定工作至关重要。三、我国燃料电池汽车产业化现状尽管在“十五”计划启动的863电动车项目中，燃料电池就成为中国未来新能源车“三纵”整车方案里重要的一环，但从产业化的角度考量，中国的燃料电池车还处在产业化刚刚起步的阶段。与国外相关技术的研发不同，作为一种更接近“实验室”的技术，燃料电池汽车的研发，在中国仍然以科研所和大学为主，如制造中国第一辆燃料电池车的清华大学，以及在此领域颇具实力的中科院大连物理化学研究所、同济大学燃料电池发动机研究所等。不过也有越来越多的汽车企业正在与国内一些科研机构和大学成立合作机构，将企业的资金、市场需求与这些研究机构的科研能力结合，为燃料电池的产业化起到推动作用。（一）开发思路与同领域权威单位的技术路线不同，中国燃料电池汽车研发采用了独具特色的能量混合型和功率混合型两种燃料电池混合动力系统，具有电电混合、平台结构、模块集成的技术特征，燃料经济性高于国外同类样车特别是纯燃料电池驱动模式样车，轿车和客车两种车型节氢效果均十分显着，现已经成为国际上主流构型。新一代的燃料电池汽车动力平台也已经基本建立。在燃料电池车进入国家科技部新能源汽车开发项目后，迄今为止共投入科研资金10亿多元，中国在此领域的研发工作就开始显现成果。1998年，清华大学研制出中国第一辆燃料电池汽车，其燃料电池由北京富源燃料电池公司提供；1999年北京富源燃料电池公司与清华大学合作开发出燃料电池乘用车；2001年，北京绿能公司与清华大学和北京工业学院合作，研制出以燃料电池为动力的出租车、客车和12个座位的公共汽车。2004年，国家甲醇燃料汽车示范工程在长治正式启动并通过了国家验收；2005年，上海神力科技有限公司研制的绿色燃料电池游览车投入试运，总行驶里程达1.2万公里，无故障运行时间达2000小时；2006年，由同济大学等单位共同研发“超越三号”燃料电池轿车在第八届“比比登清洁能源汽车挑战赛”中表现抢眼，四项比赛评分均为“A”，并在两个单项比赛中获得第一。基于自身已有一定技术基础，中国也提出了燃料电池汽车的产业化目标：20062010年期间，通过示范运行，找出薄弱环节，攻克技术难关，实现燃料电池电动汽车的小批量试制；20102020年，争取燃料电池电动汽车的批量生产；20202030年，我国电动汽车整体技术水平要基本与国际电动汽车水平相当，并且实现燃料电池电动汽车的大批量生产。一种更加贴近市场，更强调从科研到产业化过渡的思路，正成为中国政府对燃料电池汽车推动的主导思想。（二）示范推广中国针对新能源汽车的推广思路，正在变得更加理性而实际，在具体的推动过程中，也开始有不同的思路显现。如燃料电池这样的技术，其实在全球范围内，都公认还需要30年（最近这个年限缩短到了15年）才可能商业化，而希望借新能源汽车赶超的中国汽车业，则开始了谨慎的试点运营尝试，并希望以此推动新技术取得突破，尽快实现产业化。因此除了实验室的研发，在燃料电池汽车的实际应用方面，中国也于2003年与2007年分别启动了两期燃料电池公共汽车商业化示范项目。该项目是中国政府、全球环境基金(GEF)和联合国开发计划署(UN-DP)共同支持的项目，由科技部、北京市、上海市共同组织实施，目的是为了降低燃料电池公共汽车的成本，借助在北京和上海两市进行的燃料电池公共汽车和供氢设施的示范，加快其技术转化。按照项目规划，北京市、上海市各采购6辆燃料电池公共汽车，进行示范运行。其中，在上海开展的中国燃料电池商业化二期示范项目通过国际化招标方式，采购3-6辆适合上海城市公交状况的燃料电池公共汽车，进行为期二年的示范运行，累计行驶里程不少于15万公里，采集示范运行时的燃料电池汽车及氢气加注站的相关数据，不断积累经验，促进技术提升。2008年北京奥运会，基于上海大众领驭平台的燃料电池轿车作为我国首款燃料电池轿车进入国家汽车产品公告，20辆领驭燃料电轿车为奥运会提供交通服务，运行总里程超7.6万公里。经受住了长时间运行、酷热多雨天气频繁启停工况等考验，为我国燃料电池汽车的展积累了一定的经验。在此基础上，上海将借2010年世博会契机，率先开展千辆级规模的节与新能源汽车示范，其中200辆左右是燃料电池汽车，旨在进一步改进节能与新能源汽车产品技术和低成本，探索政策鼓励的方法和模式，积累商业运营经验，扩大公众认知程度。2010年5月的上海世博会，已经确定了100辆燃料电池场内电动车，70辆燃料电池电动轿车（含此前北京奥运会运行的20辆），总共170辆，这个数字是2008年北京奥运会的8.5倍。（三）政策扶持尽管包括燃料电池在内的各类新能源汽车，如今正在包括中国在内的全球范围内，愈加收到重视。但客观而言，在技术成熟度、商业化运营经验、成本、配套等各个方面比较，燃料电池汽车仍是离市场最“远”的产品。但燃料电池车在零排放、高能量转换率、高续航里程等方面，却具有目前混合动力车和纯电动车不能比拟的优势，这也让各个国家都不能放弃燃料电池，反而加大投入，力求在质子交换膜催化剂替换、氢燃料储存等管家技术领域取得突破。这种投入也决定了燃料电池汽车要“上路”，短期内仍然离不开相关政策的扶持，全球市场如此，中国也如此。事实上中国政府也非常重视燃料电池汽车等清洁汽车技术的发展。国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要提出：“增强汽车工业自主创新能力，加快发展拥有自主知识产权的汽车发动机、汽车电子、关键总成及零部件。鼓励开发使用节能环保和新型燃料汽车”。2006年2月，国务院发布的国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）将“低能耗与新能源汽车”和“氢能及燃料电池技术”分别列入优先主题和前沿技术。在国家节能中长期专项规划及相应的十大重点节能工程中，强调要“发展混合动力汽车、燃气汽车、醇类燃料汽车、燃料电池汽车、太阳能汽车等清洁汽车”。国家发展和改革委员会与科学技术部共同向社会公布的中国节能技术政策大纲中同样也强调要“研究电动汽车等新型动力”。“九五”和“十五”期间，国家都把燃料电池汽车及相关技术研究列入科技计划，国家863计划和973计划都设立了许多与此相关的科研课题。“十五”国家重大科技专项之一的“电动汽车专项”将燃料电池汽车列为重要内容，国家投入近9亿元。“十一五”国家继续支持“节能与新能源汽车”，包括燃料电池汽车的研究。四、我国燃料电池汽车生产最新进展（一）上汽集团1.上海牌燃料电池轿车上海牌燃料电池轿车是同济大学、上海燃料电池汽车动力系统有限公司在承担“十一五”国家863计划“节能与新能源汽车”重大项目中研发的首批新一代燃料电池轿车。该型车以上汽集团自主品牌荣威轿车为载体，集成了“十一五”期间燃料电池轿车动力系统平台自主研发的最新成果新一代燃料电池轿车动力系统和燃料电池发动机、动力蓄电池、变流器、驱动电机以及嵌入式控制系统等关键零部件，使得系统动力更强劲、高效，集成化程度更高。与“十五”期间研发的第三代燃料电池轿车动力系统相比，燃料电池轿车最高车速从123公里/小时提高到150公里/小时，0-100公里加速时间从19秒减少到15秒，续驶里程从230公里增加到300公里，总体性能大幅提高。表5 上海牌燃料电池轿车主要技术参数参数整车整备质量（kg）1966最高车速（km/h）1500-100km/h加速时间（s）15最大爬坡度20%燃料消耗率（kg/100km）1.2氢燃料储量（kg）4.2续驶里程（km）300燃料电池发动机（kW）55动力蓄电池（Ah）8，锂离子驱动电机（kW）90，永磁同步数据来源：世经未来整理无论是国内，还是国际汽车新能源动力产业，这样的技术水平已经堪称先进。“上海”牌燃料电池轿车问世之前，以上汽等为主的研发团队曾推出过超越一号、超越二号、超越三号燃料电池轿车。“上海”牌燃料电池轿车目前还处于研发样车阶段，达到产量要求和进入市场还需要较长的一段时间，“上海”牌燃料电池车很可能会成为国内首款批量生产的燃料电池车。上汽集团已将燃料电池汽车的研发作为长期发展战略，集中优势资源进行整车及关键零部件的研发工作，目前已取得突破性进展。上汽还将利用2010年上海“世博会”契机，结合国家863“节能与新能源汽车”重大专项，集中精力研究燃料电池及关键零部件的核心技术，进一步开展燃料电池轿车可靠性、安全性、舒适性的研发，加强关键零部件的成本控制，加快燃料电池车的产业化步伐。2.燃料电池公交客车燃料电池公交客车是同济大学、上海燃料电池汽车动力系统有限公司和上汽股份合作研发的具有自主知识产权的燃料电池公交客车。该车以上汽股份现有大客车整车平台为基础，利用同济大学和上燃动力在承担“十五”国家863计划电动汽车重大专项中研发的第三代燃料电池轿车动力系统技术成果，通过集成2套独立运行的燃料电池电电混合动力系统和在电机输出轴进行输出转矩耦合，实现动力系统冗余和动力性、经济性达到最优。表6 上汽集团燃料电池公交客车主要技术参数参数整车整备质量（kg）13570最大乘员数（厂定）65+1最高车速（km/h）780-50km/h加速时间（s）22最大爬坡度（%）16氢气消耗（50km/h匀速，kg/100km）5.95续驶里程（km）200数据来源：世经未来整理（二）长安汽车1.长安志翔燃料电车汽车长安燃料电池轿车是长安汽车历经两年时间打造的一款零排放绿色轿车。该车是以成熟的自主品牌志翔中级轿车为平台，结合国家863“燃料电池轿车动力系统技术平台集成和控制关键技术研究与开发”最新技术成果，搭载集成具有国际先进技术水平的燃料电池动力系统推出的具备完整运行能力的燃料电池轿车。志翔轿车平台上集成了先进燃料电池系统、锂离子电池系统、电机驱动系统和电动空调、电动制动、电动转向等辅助系统。其动力系统采用电-电混合的动力系统方案，同时采用回馈制动，负载均衡，故障处理控制策略，最大限度的回收利用并节省了能量，同时保证了车辆的性能及良好运行，该车实现了百公里耗氢1.2千克，最高车速为150公里，最大续航里程可达350公里。在新能源发展路线上，长安汽车将坚持多技术路线的发展战略。初期以混合动力、燃气汽车、纯电动汽车为重点，逐步发展燃料电池汽车、氢内燃机汽车。未来3年内，长安新能源汽车研发及产业化预计将投资10亿元，形成不同档次、不同用途、搭载不同的系统的中混平台化、弱混规模化、强混产业化研发能力，产品覆盖商用车、A级、B级、C级产品。到2012年，长安汽车将实现旗下所有车型都搭载弱度混合动力系统。（三）东风汽车1.楚天一号东风燃料电池电动汽车“楚天一号”由东风汽车公司和武汉理工大学合作联合研发，是继上海研制的“超越号”之后，我国研发成功的第二台燃料电池轿车型样车。2002年初，东风汽车公司决定投资1000万元，与武汉理工大学联手研制“楚天一号”。“楚天一号”由“爱丽舍”轿车改装，最高时速为103公里。其燃料电池发动机采用了独特的单堆设计，体积接近传统发动机，适合安装在轿车前舱，使整车的外形保持不变，具有功率高、响应速度快、输出功率强等特点。这辆电动汽车保持了原车的平顺性能、制动性能、动力转向、空调、制动助力及ABS等各种辅助性能，安全系统齐全，起动响应时间快，爬坡性能好。车辆控制系统采用光纤作为车上通信网络信息传输媒介，大大提高了系统的抗干扰能力。尽管该车有些地方不尽如人意，如续航里程短，但“楚天一号”具有完全独立的自主知识产权，其整车达到国内先进水平，与国际水平同步。表7 东风汽车“楚天一号”主要技术参数参数燃料电池发动机（kW）25最高车速（km/h）1030-80km/h加速时间（s）22最大爬坡度（%）20数据来源：世经未来整理五、我国燃料电池汽车商业化的制约因素2000年的第一轮燃料电池汽车试运行高潮过后，世界各国对燃料电池汽车的投入，已从建造示范汽车重新回到加强应用基础研究。因为科学家冷静地认识到，燃料电池汽车要走向商业化，必定是一场需要厚积薄发的“长跑”。国内运行的燃料电池汽车主要以示范车为主，一般用在特殊场合展示、旅游观光代步，还没有实现真正的商业化。国际市场上虽然有部分燃料电池车在商业化运营，但仍以出租车为主。国际社会普遍认为燃料电池汽车要达到产业化至少要到2015之后，第二次试运行高潮将出现在2010年左右。下面对制约燃料电车汽车商业化的主要因素加以分析。（一）高昂的成本燃料电池车的高昂成本使其短期内很难走向市场。2008年北京奥运会上展示的3辆燃料电池客车，每辆客车的成本300多万元，而目前公交系统进口的欧标准传统发动机低地板大客车售价仅在100多万元。从市场经济学角度讲，高成本很难完成市场化推广，而无法实现市场化就不可能大规模批量生产，进而成本就无法降下来，最终导致成本与销售的恶性循环。燃料电池成本居高不下是导致燃料电车汽车成本高的主要原因之一。燃料电池的成本约在人民币每千瓦1万元左右，价格竞争优势尚显不足。燃料电池的成本高昂主要受制于其使用的原材料。由于燃料电池目前还处于示范推广阶段，国内目前使用其所需的质子交换膜和铂金催化剂等关键原材料基本上依赖进口，导致其生产成本难以下降。要做到降低成本，一是要采用国产材料替代进口材料；二是要上规模，批量生产，增加应用普及程度，只有这样才能转变高成本的不利局面。资料来源：Status&ProspectsforZEVTechnology图1 燃料电池成本构成（二）加氢站等基础设施行驶范围广泛、不固定的轿车必须在其行驶途中及时找到加氢站才能正常行驶。然而基础设施建设，既涉及城市规划、交通、电力等问题，又要解决投资和经营者的获利问题，同时还要有效解决加氢的核心技术和统一标准等问题。对于有一定行驶区间的公交车而言，这个问题可能容易解决，但是对于私家车而言要解决这些问题就任重而道远了。如果说技术和成本是科研机构和企业通过努力可以自行解决的问题，那么相应的配套设施建设则不是举一人之力可以完成的，需要国家政策、产业链条、基础设施建设等多方面的准备，并及时制定完善的行业标准和规范。我国的制氢加氢站技术研究开始于2005年，从气态高压技术路线着手，主要解决为汽车加注氢气的问题。经过几年的努力，不但建设了中国第一座制氢加氢站，而且还自主研发出站用高压氢气储罐，可承受40MPa和75MPa的储气压力，单体容积最大达5m；还研发了40MPa和75MPa氢气隔膜压缩机、45MPa氢气加注机，氢气充装速率可达5kg/min，可连续充装300340kg氢气的能力系统。然而，制氢加氢站作为氢能汽车应用的基础设施，能否建设、由谁建设、怎么建设等问题都在制约着氢能与燃料汽车的发展。虽然加氢站的标准已经完成报审，扫清了合建、混建的障碍，但汽车行业和氢能基础设施企业双方都在采取观望的态度，都希望对方先解决好产业化量的问题自己再去配套，这使我国燃料电池汽车发展在起跑线上就输给了国外企业。