2024年3月15日，中國電動汽車百人會論壇(2024)在京開幕。圍繞“鞏固和擴(kuò)大新能源汽車發(fā)展優(yōu)勢”這一核心議題，中國電動汽車百人會論壇(2024)將舉辦1場高層論壇、1場國際論壇、2場閉門會議、10場主題論壇，全面強(qiáng)化高端前瞻、全球視野、跨界融合的論壇特色。

　　在3月17日下午舉行的商用車可持續(xù)發(fā)展論壇上，清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院院長李建秋發(fā)表了“燃料電池商用車的關(guān)鍵技術(shù)突破”的主題演講。

　　清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院院長李建秋

　　以下為演講實錄：

　　尊敬的金主任、劉處長，尊敬的各位老總、各位專家、各位同仁大家下午好!我今天匯報的題目是“燃料電池商用車的關(guān)鍵技術(shù)突破”，我將從下面三個方面來匯報。因為目前商用車的電動化滲透率和乘用車相比還是比較低的，商用車?yán)锩?，輕型和中型的比例又比較高，重型尤其長途重型還是我們現(xiàn)在攻關(guān)的目標(biāo)，主要是針對重型做研發(fā)。

　　我們都知道，純電動在商用車?yán)锩?，比如說像公交輕型的滲透率已經(jīng)比較高了，里程越長、噸位越重的，目前電動化的程度就越低。所以我們也是以這個作為契機(jī)，看看能不能用燃料電池的動力系統(tǒng)來覆蓋這一范圍。

　　目前我們也統(tǒng)計燃料電池汽車在客車、貨車領(lǐng)域，它的重量和續(xù)駛里程的關(guān)系基本在300-500公里的范圍是比較多的，超過500公里還是相對不能少。除了福田現(xiàn)在用70兆帕的之外，整個車的成本也還是比較高的，不論35兆帕還是70兆帕，儲氫成本仍然是燃料電池商用車一個主要的瓶頸。

　　過去這些年，我們在燃料電池商用車方面還是取得了一些重要的進(jìn)展。比如2018年投放的車現(xiàn)在還在運行，已經(jīng)差不多二十八九萬公里了，證明針對公交這樣的一天12-17個小時運行的燃料電池的情況還是比較好的。可以看到，2018年時候發(fā)動機(jī)只有30千瓦。我們實際的發(fā)動機(jī)在真實的道路上已經(jīng)有一批超過一萬小時耐久性的壽命，其中最長已經(jīng)到了18000小時，這個是在淄博2020年投放的，現(xiàn)在大概有15萬公里了。當(dāng)時2018年牽頭承擔(dān)了科技部的重點研發(fā)計劃，當(dāng)時就是針對動力系統(tǒng)的整車和集成技術(shù)，其中一個重要的考核指標(biāo)就是希望耐久性突破一萬小時，從我們目前來看經(jīng)過那個專項，現(xiàn)在實際的車已經(jīng)能做到一萬多小時。當(dāng)然我們現(xiàn)在的技術(shù)應(yīng)該說比2020年又進(jìn)步了很多，但是現(xiàn)在的技術(shù)投放到市場累積的壽命要再過幾年才能體現(xiàn)出來，所以我們的判斷到2027年前后燃料電池發(fā)動機(jī)的壽命慢慢可以做到和整車同壽命，大概25000-30000以上的耐久性。

　　這是當(dāng)時專家組對我們的專項評估，在哪個點、大概什么壽命，我們當(dāng)時做的是預(yù)測，因為項目執(zhí)行期我們只跑了15000小時，預(yù)測一萬多小時這個數(shù)據(jù)沒有說明性。但是我今天拿出來是說，當(dāng)時重點計劃驗收時候我們耐久性還沒有真正達(dá)到，現(xiàn)在通過那些車實際道路上可以很自信地說，這個是我們真的達(dá)到的耐久性指標(biāo)。

　　另外我們2022年冬奧會完了之后，北京市大概有212輛公交，冬奧之后政府非常擔(dān)心，燃料電池公交車冬奧完了干什么用。后來論證了兩條線，一個從是德勝門到延慶的919，9字頭的公交，另外就是房山的公交，現(xiàn)在140臺和72臺，大概累計已經(jīng)超過1000多萬，平均每臺車超過10萬公里，而且可靠、耐久各方面都是比較好的。所以我們也建議北京市9字頭郊區(qū)的車大概六千輛，能夠?qū)嶋H滿足郊區(qū)車可靠運行的要求。因為從2022年7月份延慶投運，房山大概9、10月份才投運，到現(xiàn)在不到兩年時間，跑十萬公里，這個強(qiáng)度大家算一下，每天大概兩三百公里。而且它的氫耗量來講一個是5.3幾，大概11米的車，4.53這個短一點，基本上也是和柴油車的每百公里相當(dāng)，4.5-5的耗氫量已經(jīng)是比較低的水平。這些都代表燃料電池商用車在一些領(lǐng)域慢慢開始實用化。

　　當(dāng)然下一步，比如現(xiàn)在有專門的快遞的專用的底盤，一些專用車，包括冷藏的。同時在北京市我們牽頭和福田一起做液氫重卡，這是我們2018年第一階段做的液氫動力重卡布置，當(dāng)時做了兩輛車，一個是8×435噸級的載貨車，一個是6×4的牽引車，這些用了一些創(chuàng)新的技術(shù)，比如輪轂電機(jī)的電動橋、液氫的儲供系統(tǒng)加上大功率燃料電池發(fā)動機(jī)，也是通過測試證明它有可行性的。液氫大家知道還上不了路，沒有個法規(guī)。在航天101搞火箭發(fā)動機(jī)液氫測試的，他那兒有液氫，我們在他那兒加了液氫之后做測試，這個也算國內(nèi)第一個。從101所加滿液氫把這個車拖到通縣的試驗場進(jìn)行各種測試，驗證它可以滿足要求，并且續(xù)駛里程做到一千公里，可以解決我們國家的長途物流(要求)。我們也獲得了2022年海南博鰲世界新能源技術(shù)大會前沿技術(shù)的稱號。

　　目前各家企業(yè)氣氫和液氫的配置就是重卡，短一點的用氣氫，瓶子大一些。將來等液氫的法規(guī)出來之后，液氫慢慢就成熟了。我認(rèn)為這個就像我們原來CNG商用車發(fā)展到LNG商用車是差不多一樣的。和氣氫相比液氫的儲供系統(tǒng)就是不銹鋼做材料，溫度比LNG更低一點，但是它的整個材料的成本和LNG的瓶是差不多的，它的瓶口閥的系統(tǒng)加工的精度比LNG高一點，因為氫的分子量小，所以精度要更好一點。所以整個成本大將批量狀態(tài)下我們測算過，只比LNG的瓶大概貴25%左右。我們在座很多商用車的老總，你們很清楚LNG商用車1300升的瓶大概2-3萬塊錢一套系統(tǒng)。我們兩個40公斤的液氫罐子成本加起來5-10萬塊錢，取決于量的多少。這個儲氫的成本，兩個40公斤加起來80公斤的液氫基本上能跑一千公里。如果用高壓的氣氫大概四五十萬左右的儲氫成本，所以這個成本是推動我們做液氫非常重要的因素。

　　同時我們也非常高興地看到今天一汽裴總也來了，一汽也在開始關(guān)注液氫重卡，也發(fā)布了自己的液氫重卡的參數(shù)，這個代表我們行業(yè)里面越來越多的商用車企業(yè)關(guān)注這條技術(shù)路線。還有比如說“新長征1號”，剛開始一家企業(yè)嘗試，后來更多企業(yè)進(jìn)來，慢慢這個路就走通了。還有國家能源集團(tuán)他們自己不做車，但是做了液氫加注系統(tǒng)，也不在國內(nèi)試，在美國給尼古拉公司測試，他在那邊做了大概400次的商業(yè)化示范加注，證明這條路線，從液氫的加注是可行的。

　　在國外戴姆勒奔馳，今天也有奔馳的代表來了，也是在關(guān)注這塊的技術(shù)路線，也做了幾輛樣車，也在做相關(guān)的測試。所以我們可以看到，這條路線跟我們現(xiàn)在短途的換電相比是可以相互配合的，比如說500公里以內(nèi)的可以通過換電實現(xiàn)，電動化;500公里以上的用液氫實現(xiàn)，這樣重型商用車的電動化、低碳化的路線就比較清晰了。

　　當(dāng)然還有一些，比如現(xiàn)代汽車、尼古拉，我們了解豐田也開始關(guān)注這個路線，也在做相關(guān)的工作。

　　第一屆商用車論壇我就顯示過這個圖(PPT)，商用車從燃料電池系統(tǒng)來講要能夠?qū)崿F(xiàn)的話大概有幾個挑戰(zhàn)。應(yīng)該說壽命現(xiàn)在已經(jīng)接近了，實際的車已經(jīng)到18000了;大功率現(xiàn)在300千瓦基本也沒問題了;低溫啟動，億華通零下40度也沒問題;大修還有待檢驗，但是最近各家可靠性都提高了;成本也不是問題，等到上量之后成本是可以實現(xiàn)的。這樣的話，商用車未來產(chǎn)業(yè)化的幾個瓶頸都可以突破了。

　　下面我就具體說，比如說在高效發(fā)動機(jī)方面大概在0.78V@1A/平方厘米這個水平，后面再經(jīng)過幾年發(fā)展，到2030年應(yīng)該是可以做到0.8V@1A/平方厘米。這樣子的話，你的發(fā)電功率在150千瓦常用的點可以將近55%左右的工作效率。另外一個是電堆的高溫化，最近我們看到億華通發(fā)布了100度的高溫電堆，和柴油的散熱系統(tǒng)基本兼容和接近，這也是一個非常重要的進(jìn)步。它的穩(wěn)定性可以看到也是很不錯的。同時我們已經(jīng)有發(fā)動機(jī)企業(yè)針對液氫儲供系統(tǒng)的低壓供氣，對發(fā)動機(jī)的氫系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，這些已經(jīng)實現(xiàn)了。同時在整車領(lǐng)域圍繞四大總程，低成本液氫、長壽命的燃料電池、高效的電驅(qū)橋加上功率型的鋰電池已經(jīng)有了成套的。同時在整車?yán)锩婧透Ｌ镆黄疳槍囕d液氫用智能化的技術(shù)解決它的蒸發(fā)率和泄漏的問題，蒸發(fā)率高了之后我可以把發(fā)動機(jī)啟動一下，把液氫發(fā)動之后充到電池里面去，即使電池充滿了，也把它變成電阻或者變成電機(jī)了功耗，不讓它有氫氣的排放，保證將來液氫重卡的安全性，所以智能化技術(shù)將來在液氫上也可以得到體現(xiàn)。

　　這是我們第二輪正在做的幾個關(guān)鍵零部件，一個是高效的電驅(qū)橋，一個是試驗液氫的發(fā)動機(jī)，還有液氫的車載瓶系統(tǒng)。目前我們的瓶系統(tǒng)第二輪剛剛在101做了蒸發(fā)率的測試，已經(jīng)做到每天蒸發(fā)率4%左右。槍擊、火燒、振動的測試，馬上就開始做。這些是我們根據(jù)車上的工況做了相應(yīng)的加速度的振動測試，包括車載的瓶，因為縱向，放在車架的側(cè)面適應(yīng)路況都做了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)測試，這些我們都在推進(jìn)。同時由特檢院包括航天101所，搭建了相關(guān)專門做標(biāo)準(zhǔn)的一些測試的平臺，這些我們都在做，包括標(biāo)準(zhǔn)。這是福田第二代車的動力系統(tǒng)，它整個就和LNG是兼容的。

　　下面我就簡單的再介紹一下，在行業(yè)里面我們希望有更多的整車企業(yè)進(jìn)來推動標(biāo)準(zhǔn)，液氫重卡、液氫瓶、液氫加注、液氫儲供整個產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)的制定，我們后面也會推動。

　　總之，我們希望從行業(yè)來講，原來由CNG發(fā)展到LNG，將來從高壓氣瓶發(fā)展到液氫的系統(tǒng)來實現(xiàn)整個的能源轉(zhuǎn)型，這個是非常重要的。

　　最后我想說，我們現(xiàn)在的目標(biāo)就是到明年年底左右希望能夠突破標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)示范。2027-2030年有幾十條路線，千臺級車輛的示范。到2030年燃料電池、儲氫系統(tǒng)、氫能源、液氫工廠已經(jīng)具備的話就具備大規(guī)模推廣的基礎(chǔ)。

　　我大概就匯報這些，謝謝大家!