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燃料电池产业发展研究报告

2013-08-27 08:13 性质:转载 作者:中国网 来源:中国网
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2013年6月末,联合国工作组会议上,来自日本、美国和欧盟等33个国家和地区的业界代表正式达成协议,制定出燃料电池车安全标准最终统一...
  2013年6月末,联合国工作组会议上,来自日本美国和欧盟等33个国家和地区的业界代表正式达成协议,制定出燃料电池车安全标准最终统一方案。按照该标准,车内用于燃料电池排水的排水管内氢气浓度不得超过4%。同时必须配备安全装置,以在管内氢气浓度达到4%后,阻止氢注入,防止爆炸。此外,在耐久性方面,要求容器在承受2万2千次提高或降低内部压力后也不发生变形。这样将能够保证即使在糟糕的情况下,氢燃料电池车也不会像人们所担心的那样容易发生爆炸。
  2013年7月初,美国威斯康辛大学的研究人员制造出一种新的二硫化钼结构,其可以显著为水制氢反应提速,有望替代燃料电池车昂贵的铂,大幅降低成本。一直以来,水制氢反应中的常用催化剂为罕见且昂贵的铂。两则新闻并不起眼,但因为有关氢燃料的商业化使用而逐渐成为业内焦点。在混合动力还未大行其道、电动车仍在寻求突破的阶段,以氢气为代表的燃料电池车再次走入业界视线,受到来自市场越来越多的目光聚焦。
  什么是燃料电池
  氢燃料电池汽车和普通电动汽车有基本一致的电力驱动构造;它们之间的主要区别在于,前者的电池是一个小型发电设备--依靠氢和某种氧化物的化学反应产生驱动电能,而无需从电网充电。相较于传统电动车,燃料电池车可以改善传统电池过重、电能容量不足及长时间充电的缺点,行驶里程更长,燃料电池的发电过程可视为水电解的逆反应,发电过程中只有水份的排放,因而是清洁的动力能源。
  氢燃料汽车有更长的历史。早在19世纪初,就已经出现了利用汽油内燃机工作原理试制的氢内燃机,因为两者工作原理基本相同。宝马和马自达公司都开发过多款氢内燃机汽车。其中, 宝马在2007年推出的BMW H2R被视为经典氢能赛车。而当前的氢燃料电池汽车则是起源于上世纪六十年代,被认为更具技术和市场优势。一度被业界寄予厚望。
  近几年随着电动车的兴起,加上氢燃料电池车在开发上遇到成产成本高、燃料储存难、标准不统一等困难,燃料电池车逐渐受到冷遇,各汽车厂商纷纷转而押宝电动EV。宝马公司氢动力7系早前已经上市,但在09年,宝马当时的研发总监KlausDraeger表示将放弃在氢能源驱动汽车的研发,将重心转移到纯电动车上;而在2011年美国奥巴马政府宣布将停拨氢燃料电池汽车的研发经费。
  如今,情况有了变化。随着氢气提取、储存技术的不断提高和燃料电池安全标准的统一,再加上EV电动车市场销售受挫以及相关技术瓶颈有待突破,以氢气为代表的燃料电池汽车是否能再度发力,迎来发展春天?
  现代不落后
  2013年3月7日,韩国蔚山港,现代汽车将17辆途胜ix氢燃料电池车装载到了货轮上。其中15辆运往丹麦,2辆运往瑞典。据现代汽车介绍,这些车已于今年4月正式在欧洲政府及公共机关交付使用。而在此之前的2013年2月26日,随着现代汽车ix35燃料电池车批产型号在韩国蔚山工厂下线,现代成为全球首个批量生产氢燃料电池车的车企。
  现代公司介绍,途胜ix氢燃料电池车搭载现代汽车单独开发的燃料电池系统和储氢系统。氢燃料罐的填充压力高达70MPa,两个氢燃料罐分开设置于车辆后方,重量为5.6kg,填充一次的续航距离为594公里,行驶里程是纯电动车的近4倍。现代汽车从1998年开始着手研发氢燃料电池车,2000年11月发布以胜达为型号的氢燃料电池车,2006年开发成功途胜氢燃料电池车。现代汽车计划到2015年共生产1000台ix35燃料电池车。
  强大的丰田
  而作为新能源汽车市场佼佼者,在纯电动以及混合动力领域占有优势的日系厂商同样保持着对氢燃料电池车的积极研发和优势话语权。在今年3月初的第九届东京国际氢燃料电池展上,以丰田、本田、日产等为代表的汽车厂商展示了丰田FCHV-adv、日产X-TRAIL FCV、本田FCX Clarity等日系FCV(燃料电池汽车)的研发成果。FCV取代EV(电动车)成为本届新能源汽车展的新亮点,有分析人士则认为,这表明接下来燃料电池技术将成为新能源汽车的又一发展方向。
  早在两年前的2011日本东京车展上,丰田在全球首次公开了轿车款燃料电池车(FCV)"FCV-R"。FCV-R配备70MPa的高压氢燃料罐。两个形状各异的燃料罐分别配备在后座下方和后座背面下方。氢气填充量约为5kg,在JC08模式下可以实现700km以上的行驶距离。虽然还是概念车,不过当时的丰田代表董事副社长内山田竹志介绍说"这是我们基本会按照这一概念开发的车辆,我们将于2015年前后上市轿车款FCV"。
  丰田当时并没有公布燃料电池组的输出功率。关于将减速能量再生充电的充电电池,该公司表示"还在探讨是采用锂离子充电电池还是采用Ni-MH充电电池。电池容量原则上与混合动力车(HEV)同等级别"。而去年9月24日的技术说明会上,丰田则公开了为预定2015年上市的燃料电池车(轿车款)正在开发的燃料电池组。
  丰田技术人员在场介绍称"输出功率密度达到了3kW/L,目前为全球最高"。与丰田的现有燃料电池组"FCHV-adv"相比,该产品的输出功率密度提高到了两倍以上,容积缩小到了约一半左右,去掉了燃料电池组曾经必不可少的加湿模块,还实现了氢燃料罐的自产。
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