赵子亮：一汽对燃料电池的思考与解决方案
时间: 2019-10-15 13:34
来源: 汽车总站网
作者: Wren
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氢能如皋，倾城如歌。2019年9月26日-28日，第四届国际氢能与燃料电池汽车大会(FCVC 2019)如约在“氢能小镇”江苏如皋汽车文化馆盛大启幕。本次大会聚集了来自全球氢能与燃料电池技术的开发者、燃料电池汽车制造商、氢能燃料电池领域投资者和政府政策的制定者，共有1500名嘉宾参与，111家展商带来新技术、新产品。
一汽新能源开发院电池研究所所长赵子亮在27日分会场A——氢能与燃料电池技术市场化应用论坛发表讲话，内容实录如下：
各位同仁上午好，今天非常能有这个机会跟大家进行然电池交流，下面我报告的题目是一汽燃料电池的思考与解决方案。
分四个方面，我们对燃料电池遇到的一些，通过这两天的会各位专家和同仁们也都有共识，第二是我们一汽对燃料电池的一些规划包括思考，我们在燃料电池大潮中我们想怎么做。第三个方面我们的一些具体做法和总结。
大家都知道汽车工业发展遇到两大问题，一个是能源、环境，所以日益严重，这样促使了新能源汽车的开发，新能源汽车有种路线，混动、轻电动和燃料电池，但是各种优势都有它的优缺点，但是对燃料电池来说它本身有自己的特点，是这一个重要的发展方向，所以基于燃料电池在近几年也得到了迅速的发展，但是燃料电池的发展核心，是燃料电池发展机，目前来看性能虽然我们在B级上车上国外也推出成功的车型。但是燃料电池发动机的功率，如果满足全系列的还是有困难，再一个冷系统、寿命也能启动，从性能指标还是不能满足车用需求。
国内经过这几年的发展已经取得了长足的进步，与国外的差距逐渐缩小。下一步我们在可靠性、寿命方面继续提升，特别是使用，一个产品要满足商品化了需求要做大量的工作，这是从性能上。
成本也是一大问题，成本居高不下，我们也坚持介入DOE的分析，从每年1000辆到50万辆，整个燃料电池系统的成本还是非常高的，特别是电堆要占据整个系统的50%以上，电堆中整个MEA又大多数，怎么能够降低这个成本？这也是汽车作为一个商品非常关心的，要解决的一些问题。整个措施中大家都在努力，包括规模化生产、技术进步，已经关键材料性能提升这方面进行开发，提高整个性能，降低成本。
还有一项整个产业链，通过这两天会议大家也形成一个共识，我们要把整个汽车产业燃油电池企业做起来，你没有前期的加氢、制氢，没有后面的加氢站是做不起来的，所以整个体系还需要道打通，特别是通过顶层设计把能源领域和整个汽车要结合起来，好在这方面已经在开展相关的工作了。
还有一个最重要的是用户的关心的成本，我们也梳理在制氢相对于价格，包括运输、用氢总体来看现在成本还是比较高的，我们也算了一下，个百公里我们对轿车来说一公里，等化成50、60元，折合一公里0.6、0.5，现在的纯电动非常有竞争力，1瓦是1元，我们怎么做到与氢电动？成本上有竞争力，下一步降成本是非常重要的，美国DOE也进行了分析，如果每公斤达到2美元就需要竞争力，这就需要整个产业链努力。
整个产业证词问题，比如说大家关心提到标准问题，氢气管理的问题，再一个假氢站审批的一些事情，所以说要把整个中国的氢能包括燃料电池汽车做起来，这些体系、政策还得需要解决，好在整个从政府到企业都在共同努力做这件事。
作为企业我们关心怎么把产品做好，当然燃料电池我们认为还是有五大特征，因为本质上我一直认为它是一个纯电动是电电混合的形式，具有严重设施，特别是基于电动化的网络共享，再一个智能高效，效率非常高，还有一个里程无忧、续航无忧，这些都是它的有点，以及排放。这样是未来汽车良好的载体，这也是为什么汽车行业要做这件事。
作为我们一汽也在新能源领域刚才也提到，我们也在开发，到现在一直在做新能源，作为新能源路线这块大家有不同的见解，总体来看通过这几年的发展，这几条路线应该是并存的，应该是互补，就像刚才各位专家提到，适用不同的场景包括用户的需求，包括你本身的资源。
比如说混动、插电，还要有市场的，因为内燃机如果有石油，内燃机肯定是要存在的，只不过效率要提升，通过电动化，这也是每个企业根据自身的情况，所以从我们的角度认为三种路线是并存的，为此我们也制定了登峰计划，我们在清洁、严重、电控、电驱、电池这方面要重点开发或者重点开发，汽车清洁这快比较积极的一些氢能源，在这种战略下，我们也提出了353战略，3条技术路线我们也是坚定不移的，也是从新能源开始我们做混动、纯电动还有燃料电池，每个阶段重点是不一样的，我们燃料电池关注的5-10年的技术。
核心能力这块其中也提到了然要电池这些，所以353然略把一汽的新能源支持新能源的开放。基于细化了一下就是我们的三条赛道，EV、插电或者混动，再一个就是FCV这些丢是要并行发展的，基于这些路线，我们也在思考燃料电池和新能源电的关系，实际上大家可以看看从构成角度，特别是燃料电池三电与新能源的三电有集成关系，COP、MCOP，还有燃料电池发动机作为汽车厂来说我们可以应用新能源领域能耗，一些关键技术，包括平台，这样奖励了整个开发成本和周期。
基于这个我们也做了燃料电池发动机，我们想怎么做。也不可能像内燃机一样，0.3升一个发功及，现在构建两个平台，一个50KW和100KW，这样覆盖从A00到7级和2级车的平台，同时还可以应用在商用车，基于燃料电池技术包括功率等级，我们先期推出电电混合，然后向全功率方案过渡，这是大概的思路。
同时，我们在车型导入也是商用车优先，因为刚才也提到商用车更适合重卡包括长途。乘用车多一个应用，整个燃料电池成熟或者成本下来，市场还是乘用车占据份额更大，为批量化生产做好准备。
我们具体的做法在商用车已经在物流、重卡在做，现在我主要是把红旗开发情况给大家汇报一下。
我们从2017年包括这两年在B级车红旗A45上做的一些开发，也是今年年底要示范运行，结合长城、红旗小镇这些我们在内要做验证，采用的也是的电电混合的系统，我们现在整个布置最近的内燃机车的开发流程，特别是我们在机床把燃料电池发动机作为四缸级体积布置去做。同时氢瓶和动力电池要分开三个区域，也是取保整个系统的安全。
在性能上我们从方案确定、参数匹配、模型搭建以及发动机点的优化等方面进行相当于整个开发流程都是要走过的，特别是性能开发。我们在结构，我们像一个内燃机能够布置机舱，采取了集成化设计，简单话就说三层，以打堆为核心把高压部件和电驱系统结合在一起，这也是目前已经做出的一代样品，满足我们现在装需求，这是从整个上。
从整个CAE上我们也做了大量的工作，我们装在车上以后整个强度是否能满足要求，也结合我们已有的工况做了28种工况的分析，涵盖动载、静载基线工况，全面分析疲劳强度确保结构是可靠的，这是在CAE分析。
在NVH我们也结合开发车出来的问题进行优化改进，特别是在静气道车上我们采取的一些毒性和抗性的消声技术，因为本身纯电动，工作以后噪声非常大，怎么把这些噪声包括排气噪声消除，这也是NVH工作应该非常重要的，因为用户感知噪声NVH是对直接、最直观，所以排气道采取措施，包括混合式、消声器这些，我们采取了一些措施，总之来说通过这些材料应用和新技术应用，实现噪声降低了30分贝以下，这也是非常客观的，在NVH上。
我们热管理性能比内燃机和纯电动非常复杂的，它是非常难的，我们搭建CFD仿真，全工况分析热管理，根据纯电动包括我们传统的车一些工况做法我们进行了优化匹配，提出一些优化的包括结构上进行改进，匹配大功率散热器，这些工作能保证整车的性能。
再一个碰撞安全，我们要考虑振碰、侧碰、后碰的断裂和灼好的风险，我们在第一代过程中，第一代高压器械正对着车的前方，碰撞的时候发生失火风险，我们进行相当于特别DVDC定制开发，怎么避开碰撞主变形区，保证碰撞安全，这些工作做的还是做了很多。
在控制系统也是机遇燃料电池工矿的特点，我们也提出了通过多种孔方法实动态相应，特别是燃料电池的响应还是不能满足车的要求，我们通过跟合作波瓣一起把空压机的性能提升，这样满足车的要求。同时，我在空气录也是从用结耦控制，实现快速加载满足车的要求，这也是取得了比较不错的效果。
在测试开发方面我们也提出的室内的测试，从部件、系统到整车以及11项的各种测试，也做的大量的实验，台架方面就是各种功能开发包括实现快速响应，包括性能测试和效率测试这些都进行的开放。
在整车方面也进行了道路基本公共测试包括转股也结合中心的实验台我们进行的性能测试，基本上达到了我们原来的预期目标，所以说在整个燃料电池开发过程中，应该说我们追寻着整开发这个体系，特别是传统内燃机的开发体系，也形成了燃油电池动力系统开发流程和标准，这些方法。
同时，我们也在考虑我们两个平台，我们100kw这个平台也在进行开发，我们目标采用集成化、模块化包括关键组织定制，刚才我提到空压机、循环泵这些定制开放，我满足整车的功率，体积比功率和效率的要求，这也是我们年底整个测试就要开展，计划着在2021年或2022年初能够实现小批量的，满足我们现在三种车型，现在回棋H5和H7，还有H7/HS7，都进行了车型需求，同时我们坚固起商用车，刚才也提到我们在中卡、重卡，特别是港口用的重卡方面实现平台。
最后总结一下整个通过这几年开发，我们也总结了一下整个从路线上，我认为还是形成共识的，特别是燃料电池臧伟一个发展方向应该是大力发展，这在行业上形成共识，在技术路线上也是结合目前的现状，提出了先电电过渡到全混的这种方案，车型方面是商用车有心，乘用车进行示范积累，风险大量的数据，燃料电池发展到现在也取得的很大进步，但是我想刚才也提到整个产业链的问题，整个成本问题还有性能的问题，这些都是行业需要解决的，还有一些侧，怎么把这个产业更好地发展，一些法规政策可能需要修改和制定。
我想通过行业的共同努力，燃油电池应该来说5-10年，10年之前的纯电动就是现在的燃料电池，我想会在行业共同努力下取得成功的，谢谢。
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