燃料電池在新能源汽車上的應用

2014年6月7日，第八屆中國新能源國際高峰論壇在京召開
，400餘名來自國家部委、國際組織、跨國公司、高校院所和企業的代表參會
，共話“生態文明與新能源革命”背景下的全球新能源發展。在8日舉行的儲能與新能源汽車專業論壇上，上海交大教授

、國家全氟離子膜科研帶頭人張永明發表演講
，北極星電力網整理現場內容如下：

張永明：各(ge)位(wei)女(nv)士(shi)各(ge)位(wei)先(xian)生(sheng)，我(wo)是(shi)上(shang)海(hai)交(jiao)大(da)的(de)老(lao)師(shi)，我(wo)們(men)做(zuo)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)其(qi)中(zhong)的(de)關(guan)鍵(jian)材(cai)料(liao)，前(qian)麵(mian)是(shi)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)
，有(you)一(yi)個(ge)偏(pian)向(xiang)，一(yi)說(shuo)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)就(jiu)是(shi)鋰(li)電(dian)池(chi)車(che)，這(zhe)隻(zhi)是(shi)一(yi)個(ge)方(fang)麵(mian)，實(shi)際(ji)上(shang)還(hai)有(you)另(ling)外(wai)一(yi)大(da)塊(kuai)，因(yin)為(wei)近(jin)十(shi)年(nian)這(zhe)個(ge)工(gong)作(zuo)國(guo)內(nei)做(zuo)得(de)少(shao)
，生(sheng)意(yi)也(ye)比(bi)較(jiao)小(xiao)
，但(dan)是(shi)在(zai)國(guo)外(wai)這(zhe)個(ge)生(sheng)意(yi)是(shi)很(hen)大(da)的(de)
，做(zuo)的(de)工(gong)作(zuo)非(fei)常(chang)深(shen)入(ru)非(fei)常(chang)全(quan)麵(mian)。下(xia)麵(mian)我(wo)簡(jian)單(dan)介(jie)紹(shao)一(yi)下(xia)，一(yi)些(xie)數(shu)據(ju)也(ye)都(dou)是(shi)網(wang)上(shang)還(hai)有(you)其(qi)他(ta)的(de)數(shu)據(ju)，不(bu)一(yi)定(ding)準(zhun)確(que)，大(da)家(jia)可(ke)以(yi)參(can)考(kao)。

霧wu霾mai的de問wen題ti，霧wu霾mai對dui我wo們men來lai說shuo最zui主zhu要yao是shi城cheng市shi裏li麵mian的de霧wu霾mai，城cheng市shi霧wu霾mai和he汽qi車che尾wei氣qi是shi直zhi接jie相xiang關guan的de
，汽qi車che尾wei氣qi怎zen麼me解jie決jue，我wo們men說shuo了le
，電dian動dong車che是shi一yi個ge方fang向xiang

，或huo者zhe說shuo是shi唯wei一yi的de一yi個ge方fang向xiang。能neng源yuan的de問wen題ti，這zhe麼me多duo的de問wen題ti
，石shi油you消xiao耗hao這zhe麼me多duo，幹gan嘛ma了le，大da家jia可ke以yi看kan到dao，60%被汽車燒掉了。風能
、taiyangnengyeyouwenti，zenmeliyongdewenti，xianzailiyonglvbijiaodi，shibushiyouqitafangshi，chunengyongshenmefangshichuneng。tongguochunengdelingwaiyizhongfangshi
，keyibianchengqingneng
，keyishusongdaotianranqiguandaolimianlaifenpeizailiyong。

下(xia)麵(mian)介(jie)紹(shao)一(yi)下(xia)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)，新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)大(da)家(jia)看(kan)有(you)各(ge)種(zhong)各(ge)樣(yang)的(de)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)
，我(wo)們(men)聽(ting)得(de)比(bi)較(jiao)多(duo)的(de)是(shi)純(chun)電(dian)動(dong)車(che)，實(shi)際(ji)上(shang)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)車(che)也(ye)是(shi)純(chun)電(dian)動(dong)車(che)，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)和(he)鋰(li)電(dian)池(chi)是(shi)不(bu)一(yi)樣(yang)的(de)，他(ta)是(shi)一(yi)個(ge)發(fa)動(dong)機(ji)概(gai)念(nian)
，和(he)我(wo)們(men)現(xian)在(zai)燃(ran)油(you)內(nei)燃(ran)機(ji)原(yuan)理(li)是(shi)一(yi)樣(yang)的(de)，鋰(li)電(dian)池(chi)是(shi)存(cun)在(zai)上(shang)麵(mian)的(de)
，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)就(jiu)是(shi)一(yi)個(ge)發(fa)動(dong)機(ji)

，所(suo)以(yi)這(zhe)兩(liang)個(ge)的(de)區(qu)別(bie)我(wo)們(men)要(yao)分(fen)清(qing)楚(chu)。

這zhe個ge是shi燃ran料liao電dian池chi汽qi車che的de情qing況kuang，這zhe是shi奔ben馳chi公gong司si的de汽qi車che，下xia麵mian是shi動dong力li係xi統tong，這zhe裏li麵mian最zui主zhu要yao的de就jiu是shi一yi個ge電dian堆dui
，這zhe個ge電dian堆dui裏li麵mian核he心xin的de材cai料liao就jiu是shi一yi個ge膜mo加jia上shang催cui化hua劑ji，堆dui在zai一yi起qi就jiu形xing成cheng這zhe個ge電dian堆dui，這zhe個ge外wai殼ke
，一yi輛liang車che的de電dian堆dui和he一yi台tai電dian腦nao的de主zhu機ji差cha不bu多duo大da，就jiu是shi一yi個ge發fa動dong機ji的de概gai念nian。

燃料電池我們現在最主要說的就是氫-kongqizheyangderanliaodianchi，nengliangzhuanhualvfeichanggao，gonglvfanweibijiaoda，keyihenxiaoyekeyihenda。xianzaidagonglvdeyongzaiqicheshangshifeichangfangbiande，zaiyigeshimeiyouwuran，yinweizuoyongwanlechanshengdeweiyichanwujiushishui。buyilaihuashinengyuan
，anquanxinggao。

下(xia)麵(mian)有(you)一(yi)些(xie)有(you)關(guan)的(de)圖(tu)片(pian)
，加(jia)氫(qing)站(zhan)和(he)現(xian)在(zai)加(jia)油(you)站(zhan)是(shi)非(fei)常(chang)類(lei)似(si)的(de)
，拿(na)出(chu)槍(qiang)一(yi)插(cha)
，三(san)分(fen)鍾(zhong)五(wu)分(fen)鍾(zhong)加(jia)完(wan)跑(pao)三(san)百(bai)到(dao)六(liu)百(bai)公(gong)裏(li)
，現(xian)在(zai)開(kai)上(shang)這(zhe)個(ge)車(che)和(he)你(ni)開(kai)汽(qi)車(che)沒(mei)有(you)什(shen)麼(me)區(qu)別(bie)，你(ni)會(hui)開(kai)這(zhe)個(ge)車(che)
，完(wan)全(quan)一(yi)樣(yang)，也(ye)是(shi)踩(cai)油(you)門(men)，用(yong)力(li)大(da)就(jiu)跑(pao)得(de)快(kuai)，動(dong)力(li)非(fei)常(chang)足(zu)。關(guan)於(yu)安(an)全(quan)性(xing)
，這(zhe)有(you)一(yi)個(ge)實(shi)驗(yan)，一(yi)個(ge)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)車(che)和(he)汽(qi)油(you)車(che)，如(ru)果(guo)發(fa)生(sheng)事(shi)情(qing)以(yi)後(hou)，第(di)一(yi)張(zhang)圖(tu)片(pian)是(shi)燃(ran)燒(shao)
，因(yin)為(wei)氫(qing)氣(qi)非(fei)常(chang)輕(qing)
，火(huo)焰(yan)柱(zhu)往(wang)上(shang)燒(shao)，汽(qi)油(you)車(che)就(jiu)爆(bao)炸(zha)了(le)。這(zhe)個(ge)是(shi)鋰(li)電(dian)池(chi)汽(qi)車(che)著(zhe)火(huo)。

燃ran料liao電dian池chi汽qi車che是shi替ti代dai內nei燃ran機ji車che的de必bi然ran選xuan擇ze，很hen多duo人ren這zhe樣yang認ren為wei，但dan是shi很hen多duo人ren沒mei有you認ren識shi到dao這zhe個ge問wen題ti，這zhe個ge問wen題ti大da家jia還hai有you很hen多duo的de爭zheng議yi，我wo們men現xian在zai看kan國guo外wai的de汽qi車che生sheng產chan廠chang家jia

，奔ben馳chi
、福特
、豐田
、寶馬
、tongyong
，xianzaisuoyoudedagongsidouzaizuozhegeshiqing，tourudeqianyaoyuanbiqitacheduodeduo。dajiazhidaorichanqianjinianquanqiufabuyigechundiandongche
，xianzaizhegecheqingkuanganrichanshuo
，tamenxianzaiyaobazhuyaodejinglicongnagechezhuandaoranliaodianchiqicheshang
，zheshiyigefangxiang。nisangmeiyoutesilazuodehao，suirantazaizheshangmiantoulejingli，danshimeiyouzuodetaihao。shijishangranliaodianchiqichehelidianchiqiche，lianggeshiyizhonghubude
，wozaibutongdelingyuzaiyong

，congdonglilaijiang，ranliaodianchichedonglihaishifeichangqiangjinde，niyaoduodajiuyouduoda，tabushouxianzhi。xianzaizhexieqichechangjiamubiaodoudingzai2015年到2017年，實際上應該到2019年，也就是在2020年以前
，這些廠家都要形成自己的大規模生產線
，不是說做概念車跑一跑，目標都定在5萬美金以下一輛車。有這麼幾個大的集團
，一個是日產、戴dai姆mu勒le和he福fu特te，接jie著zhe是shi豐feng田tian和he寶bao馬ma，還hai有you本ben田tian和he通tong用yong，現xian在zai是shi這zhe些xie公gong司si自zi己ji在zai做zuo
，因yin為wei是shi新xin的de一yi種zhong模mo式shi，靠kao一yi家jia是shi做zuo不bu來lai的de
，所suo以yi大da家jia結jie合he起qi來lai共gong同tong做zuo，這zhe個ge市shi場chang開kai了le以yi後hou
，接jie下xia來lai是shi各ge自zi提ti高gao的de問wen題ti。這zhe是shi戴dai姆mu勒le的de路lu線xian圖tu
，現xian在zai他ta在zai做zuo第di四si代dai，2015到2017的第四代。

這是燃料電池汽車的一些數據，燃料電池的動力80KW再加上20KW的鋰電池，這是B-Class的一個數據，100公裏的油耗，用氫氣1公斤

，1公斤氫氣提供100KW的動力，就是我們1.8排量的帕薩特
，這樣的動力跑100公裏，1公斤氫氣，按美國DOE的數據，1公斤氫氣是2到4美金。1.8排pai量liang這zhe樣yang一yi個ge能neng耗hao是shi非fei常chang低di的de
，現xian在zai是shi完wan全quan能neng夠gou承cheng受shou

，為wei什shen麼me現xian在zai推tui動dong部bu分fen出chu來lai，還hai沒mei有you推tui起qi來lai
，需xu要yao大da量liang的de基ji礎chu設she施shi，加jia氫qing站zhan的de建jian設she。生sheng產chan氫qing氣qi是shi沒mei有you問wen題ti的de，關guan鍵jian主zhu要yao是shi基ji礎chu設she施shi沒mei有you做zuo到dao。這zhe是shi豐feng田tian的de一yi個ge商shang業ye化hua路lu線xian，豐feng田tian也ye是shi要yao做zuo，他ta的de混hun合he動dong力li做zuo得de很hen好hao了le，如ru果guo純chun電dian的de他ta原yuan來lai也ye考kao慮lv了le，這zhe是shi他ta們men高gao層ceng來lai說shuo的de一yi些xie話hua
，對dui長chang距ju離li的de
，從cong一yi個ge城cheng市shi到dao另ling外wai一yi個ge城cheng市shi，燃ran料liao電dian池chi是shi可ke以yi的de，如ru果guo用yong我wo們men其qi他ta的de，距ju離li就jiu受shou一yi定ding限xian製zhi。這zhe是shi韓han國guo的de路lu線xian圖tu
，這zhe是shi現xian代dai，現xian代dai這zhe個ge車che公gong布bu的de數shu據ju和he奔ben馳chi那na個ge車che是shi差cha不bu多duo的de
，他ta充chong一yi次ci氫qing氣qi要yao跑pao594公裏。這是本田日產他們的一些規劃，基本上都是在2017年左右，現在是2015年
，明年就要建成生產線，當然生產線可能比較小，產量低一點
，其他的都是照著一開始要做十萬輛的規模做。這是福特的，福特是2017年要準備量產。他現在動力係統是和戴姆勒共用的
，2017年以後是什麼情況，那是各家可能要有各自的特色了。這是上汽集團
，我們非常希望我們中國也能做，上汽集團開始做這個事情了。

燃料電池要進行普及，必須解決加氫站網絡的問題，我們國家現在這方麵做得還是差距比較大。

燃料電池還有很多用途，潛艇
，把潛艇用其他動力開到埋伏地點，燃料電池開始運行。還有無人機的動力，用燃料電池是非常適合的。

我們國家燃料電池研究在2005年以前是非常熱的，2005nianyihouyouyumeiguonengyuanbuxuanbuyaofangmanranliaodianchifazhandebufa，jiakuailidianchidefazhan
，suoyizheshinianbufafangmanle，zaochenghenduoburuyidedifang。guowaixianzaishijinruchengshuhuadezheyangyigegongyehuajieduan

，guoneichuyuyanjiujieduan。

鋰li電dian池chi車che不bu多duo說shuo了le，這zhe是shi鋰li電dian池chi各ge種zhong車che的de重zhong量liang和he續xu航hang裏li程cheng的de關guan係xi。氫qing能neng還hai是shi有you巨ju大da產chan業ye的de，將jiang來lai進jin入ru氫qing能neng時shi代dai以yi後hou，中zhong石shi油you中zhong石shi化hua現xian在zai賺zhuan的de錢qian要yao轉zhuan移yi到dao氫qing氣qi上shang了le。

國外都在加快建設加氫站的規劃，這是對我們國家的建議
，我們希望真正的從全方位抓起
，就像日本一樣，2000年我們去日本的時候，日本就開始全麵做了。

下(xia)麵(mian)簡(jian)單(dan)介(jie)紹(shao)一(yi)下(xia)我(wo)們(men)的(de)一(yi)些(xie)工(gong)作(zuo)，我(wo)們(men)最(zui)主(zhu)要(yao)做(zuo)一(yi)個(ge)膜(mo)，用(yong)戴(dai)姆(mu)勒(le)公(gong)司(si)的(de)話(hua)說(shuo)，這(zhe)是(shi)高(gao)風(feng)險(xian)的(de)組(zu)件(jian)，對(dui)這(zhe)個(ge)組(zu)件(jian)的(de)要(yao)求(qiu)非(fei)常(chang)高(gao)，我(wo)們(men)現(xian)在(zai)的(de)情(qing)況(kuang)還(hai)是(shi)比(bi)較(jiao)滿(man)意(yi)的(de)，國(guo)外(wai)的(de)產(chan)業(ye)巨(ju)頭(tou)對(dui)我(wo)們(men)也(ye)非(fei)常(chang)青(qing)睞(lai)，奔(ben)馳(chi)公(gong)司(si)、福特公司跟我們簽署了戰略合作。這是我們一個膜的樣品。這個核心組件我們這邊也傾注了很多精力，我們工作是從2007年nian開kai始shi的de，經jing曆li了le一yi個ge階jie段duan的de工gong作zuo，現xian在zai和he戴dai姆mu勒le形xing成cheng了le非fei常chang好hao的de合he作zuo。我wo們men希xi望wang中zhong國guo在zai這zhe樣yang一yi個ge關guan鍵jian的de組zu件jian方fang麵mian能neng夠gou發fa揮hui應ying有you的de作zuo用yong。這zhe是shi我wo們men做zuo的de一yi些xie過guo程cheng，這zhe是shi我wo們men做zuo這zhe個ge膜mo，這zhe個ge膜mo要yao有you一yi種zhong核he心xin的de材cai料liao
，這zhe是shi我wo們men核he心xin材cai料liao，由you這zhe個ge材cai料liao進jin行xing組zu合he加jia工gong才cai能neng做zuo出chu來lai。這zhe是shi我wo們men的de膜mo在zai汽qi車che裏li麵mian的de表biao現xian
，可ke以yi看kan到dao非fei常chang好hao，他ta們men認ren為wei希xi望wang達da到dao的de目mu標biao，我wo們men在zai這zhe裏li都dou能neng達da到dao。汽qi車che在zai爬pa坡po的de時shi候hou
，加jia速su的de時shi候hou，電dian池chi需xu要yao性xing能neng

，我wo們men這zhe個ge膜mo表biao現xian得de非fei常chang好hao。另ling外wai因yin為wei汽qi車che在zai熱re的de時shi候hou，加jia速su很hen熱re，這zhe時shi候hou膜mo就jiu幹gan，這zhe時shi候hou造zao成cheng電dian阻zu就jiu會hui升sheng高gao，也ye就jiu是shi說shuo膜mo對dui濕shi度du的de靈ling敏min度du要yao求qiu比bi較jiao高gao。這zhe是shi我wo們men的de第di一yi代dai試shi驗yan線xian
，這zhe是shi現xian在zai我wo們men在zai建jian的de一yi個ge新xin的de滿man足zu生sheng產chan線xian所suo需xu要yao的de膜mo的de一yi個ge車間，也是一個試驗線。