燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)匹配及能量控制技術(shù)
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-03 13:02
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電驅(qū)動(dòng)化、智能化、互聯(lián)化、共享化是汽車未來(lái)發(fā)展的四大趨勢(shì)。目前，電驅(qū)動(dòng)化進(jìn)程中以純電動(dòng)汽車為主流，但純電動(dòng)車存在充電時(shí)間長(zhǎng)、單次充電續(xù)航里程較短、充電配套設(shè)備缺乏等短板。
而燃料電池作為另一種發(fā)展方向具有能量密度大、無(wú)需外接充電、燃料加注快、運(yùn)輸便捷、清潔無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。充分利用現(xiàn)有燃料電池以及動(dòng)力蓄電池技術(shù)特點(diǎn)，具有較快進(jìn)入市場(chǎng)的可能和很好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
目前國(guó)內(nèi)的燃料電池汽車發(fā)展仍處在初級(jí)階段，技術(shù)人才缺乏，相比動(dòng)力電池、純電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車開(kāi)發(fā)，燃料電池汽車的開(kāi)發(fā)缺少系統(tǒng)的教育培訓(xùn)引導(dǎo)。
因此本課程從燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)分類、拓?fù)錁?gòu)型入手，系統(tǒng)講解燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)所需的知識(shí)，并就動(dòng)力系統(tǒng)建模方法、能量管理控制策略設(shè)計(jì)、系統(tǒng)方案驗(yàn)證測(cè)試等重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行講解和剖析。
由上海國(guó)際汽車城聯(lián)合全行業(yè)資源于2016年創(chuàng)建，是以汽車前瞻技術(shù)培訓(xùn)為主導(dǎo)的專業(yè)汽車人才開(kāi)發(fā)平臺(tái)，主要提供政策法規(guī)解讀、汽車技術(shù)培訓(xùn)、企業(yè)課程定制、認(rèn)證類與合作專題、崗前實(shí)務(wù)培訓(xùn)等幾大業(yè)務(wù)服務(wù)，總部位于上海市嘉定區(qū)汽車·創(chuàng)新港。
“中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)培訓(xùn)基地”立足汽車產(chǎn)業(yè)前沿領(lǐng)域發(fā)展需求，積極開(kāi)發(fā)、運(yùn)營(yíng)涵蓋新能源、智能網(wǎng)聯(lián)等新興領(lǐng)域以及汽車電子、技術(shù)研發(fā)、造型設(shè)計(jì)、汽車金融、人力資源、企業(yè)管理等方面培訓(xùn)項(xiàng)目，采用專家授課、案例研討、實(shí)景訓(xùn)練、體驗(yàn)參觀等豐富模式，每年開(kāi)設(shè)精選課程100余場(chǎng)。指導(dǎo)合作單位：中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)、中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)汽車技術(shù)研究中心、中國(guó)汽車人才研究會(huì)、SAE International、同濟(jì)大學(xué)、上海大學(xué)悉尼工商學(xué)院等。
上海市燃料電池汽車示范應(yīng)用創(chuàng)新聯(lián)盟（以下簡(jiǎn)稱“聯(lián)盟”）是由積極投身于燃料電池汽車示范應(yīng)用，是由致力于燃料電池汽車及其關(guān)鍵零部件相關(guān)的技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)與制造、示范與服務(wù)等企事業(yè)單位自愿組成的社會(huì)團(tuán)體。聯(lián)盟的依托單位為上海國(guó)際汽車城
燃料電池和動(dòng)力電池深度結(jié)合，以燃料電池作為輔助動(dòng)力的增程式混合動(dòng)力汽車，是符合中國(guó)本土市場(chǎng)發(fā)展需求的燃料電池汽車技術(shù)路線，那么燃料電池成本如何構(gòu)成？燃料電池車企如何造車？
1、燃料電池成本如何構(gòu)成？
燃料電池系統(tǒng)成本由燃料電池堆、空氣供給系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)、冷卻排水系統(tǒng)及電能控制系統(tǒng)等部分組成，其中電池堆成本占比高達(dá)61%，電池堆成本則由催化劑、質(zhì)子交換膜、雙極板和氣體擴(kuò)散層組成，其中催化劑成本占比高達(dá)53%，其他材料占比較為平均，約為10%左右（本文屬于原創(chuàng)，貓視汽車首發(fā)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明）。
當(dāng)前燃料電池主要使用貴金屬鉑來(lái)作為催化劑，再加上昂貴的質(zhì)子交換膜和石墨雙極板加工成本，使得燃料電池組的成本達(dá)到了1000-2000美元/KW，約為汽油機(jī)和燃油機(jī)（50美元/KW）的10-20倍，因此如何降低鉑的使用量、降低質(zhì)子交換膜及雙極板成本，進(jìn)而讓燃料電池組成本降到50美元/KW，就成了燃料電池汽車商用化的最大課題。
2、燃料電池汽車政策如何看？
燃料電池作為純電動(dòng)汽車技術(shù)路線的重大補(bǔ)充，它和動(dòng)力電池深度混合，可以解決純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程及快速補(bǔ)充能源的問(wèn)題，因此燃料電池汽車雖然存在燃料電池成本高、關(guān)鍵零部件技術(shù)不成熟、氫燃料制備及儲(chǔ)存技術(shù)有待提升及加氫站基礎(chǔ)措施不夠完善四大行業(yè)發(fā)展制約因素，但依舊是全球各國(guó)政府倡導(dǎo)的技術(shù)路線，可以得到持續(xù)性的政策補(bǔ)貼支持（本文屬于原創(chuàng)，貓視汽車首發(fā)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明）。
燃料電池汽車在國(guó)外發(fā)展要快于中國(guó)5-10年，當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)導(dǎo)入期，為此歐美日韓各國(guó)也啟動(dòng)了推廣及建設(shè)加氫站等計(jì)劃，如德國(guó)計(jì)劃到2023實(shí)現(xiàn)建成400個(gè)加氫站、美國(guó)加州到2017年達(dá)到68個(gè)、日本計(jì)劃到2025年建成1000個(gè)加氫站、韓國(guó)計(jì)劃到2025年建成200個(gè)加氫站;
在《中國(guó)制造2025》中明確支持燃料電池汽車的發(fā)展，推動(dòng)新能源汽車與國(guó)際先進(jìn)水平接軌的戰(zhàn)略，提出三個(gè)發(fā)展階段，首先是關(guān)鍵材料及及零部件實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化；其次是燃料電池及電池堆整車性能逐步提升;再者是到2020實(shí)現(xiàn)1000輛、2025年實(shí)現(xiàn)5萬(wàn)輛、2030年實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)輛燃料電池汽車應(yīng)用規(guī)模，同時(shí)到2025年基本完善制氫及加氫基礎(chǔ)設(shè)施;同時(shí)在削減純電動(dòng)汽車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)，加大對(duì)高功率及高續(xù)航里程燃料電池汽車的補(bǔ)貼力度，乘用車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為20萬(wàn)/輛、輕型客車及貨車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為30萬(wàn)/輛、大中型客車及貨車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為50萬(wàn)/輛。
3、燃料電池車企如何造車？
當(dāng)前全球各大汽車品牌更是緊鑼密鼓的研發(fā)燃料電池汽車，現(xiàn)代汽車在2013年推出全球首款量產(chǎn)的燃料電池汽車ix35 FCEV，豐田汽車在2014年推出量產(chǎn)氫燃料電池汽車“Miral”，預(yù)計(jì)在2017年銷量不低于3000臺(tái)，到2020底不低于3萬(wàn)臺(tái);本田汽車在2016年推出換代車型Clarity Fuel Cell，續(xù)航里程可達(dá)750公里;寶馬汽車則計(jì)劃在iNext車型的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)燃料電池版汽車，預(yù)計(jì)到2020年推出超長(zhǎng)續(xù)航里程的量產(chǎn)燃料電池汽車；奔馳汽車在計(jì)劃在2017年上市可外接充電的氫燃料電池汽車GLC fuel-cell; 奧迪量產(chǎn)版的氫燃料電池汽車h-tron quattro則有望在2020年推出，其技術(shù)核心在于輸出功率及續(xù)航里程的提升（本文屬于原創(chuàng)，貓視汽車首發(fā)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明）。
在國(guó)內(nèi)則呈現(xiàn)出燃料電池客車先行，燃料電池乘用車跟進(jìn)的趨勢(shì)，在燃料電池客車領(lǐng)域，宇通客車自2009年先后完成四代燃料電池城市客車的升級(jí)，當(dāng)前燃料電池系統(tǒng)壽命可達(dá)1萬(wàn)小時(shí);中通客車則在2017年1月下線了首款9 米氫燃料電池客車LCK6900FCEVG，燃料電池堆輸出功率超過(guò)32KW，使用壽命超過(guò)1萬(wàn)小時(shí);蘇州金龍、中植集團(tuán)和福田汽車亦各自推出即將量產(chǎn)的燃料電池客車車型，其技術(shù)核心都在于輸出功率、電池壽命及續(xù)航里程的升級(jí)。
在燃料電池乘用車領(lǐng)域，上汽榮威950插電式燃料電池汽車在2015年車展亮相，其配裝動(dòng)力蓄電池和氫燃料電池雙動(dòng)力源系統(tǒng)，續(xù)航里程可達(dá)400公里;奇瑞汽車在國(guó)家“十二五”科技創(chuàng)新成就展上，發(fā)布艾瑞澤3燃料電池增程式電動(dòng)車;上汽大通則在2016年北京車展上發(fā)布V80氫燃料電池板，最高車速可達(dá)120公里/小時(shí)，它是國(guó)內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的燃料電池車型,當(dāng)前技術(shù)核心多以燃料電池和動(dòng)力電池混合為主，逐步進(jìn)化到燃料電池為主、動(dòng)力電池為輔的技術(shù)路線，不過(guò)續(xù)航里程與國(guó)外車企差距明顯
