2019年1月11-13日，“中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇(2019)”在京召開(kāi)，此次壇主題是“汽車革命與交通、能源、城市協(xié)同發(fā)展”，將圍繞汽車零排放和電動(dòng)化變革、能源轉(zhuǎn)化及傳統(tǒng)能源公司轉(zhuǎn)型、未來(lái)交通和出行變革圖景、下一代汽車關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展、汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化趨勢(shì)、核心供應(yīng)鏈培育、汽車生產(chǎn)組織方式變革、國(guó)際創(chuàng)新對(duì)接、產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整等熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行研討。

　　活動(dòng)期間，以“燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化的路徑與保障”為題的主題峰會(huì)同期舉行，會(huì)上，清華大學(xué)氫能燃料電池團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人李建秋發(fā)表演講。

　　以下為演講實(shí)錄：

　　尊敬的衣寶廉院士，尊敬的歐陽(yáng)老師，王海江老師，尊敬的各位專家、各位領(lǐng)導(dǎo)，大家上午好!剛才衣老師把國(guó)內(nèi)外的情況都做了簡(jiǎn)單介紹，郭副市長(zhǎng)也把張家口，還有歐陽(yáng)老師補(bǔ)充的，張家口的戰(zhàn)略意義都非常清楚了，下面就是怎么落實(shí)，擼起袖子加油干就行了。所以今天我就匯報(bào)一下我們?cè)跉淠苋剂想姵胤矫嫜芯康倪M(jìn)展情況，也對(duì)后面的趨勢(shì)做一個(gè)判斷。

　　我們都知道燃料電池系統(tǒng)我們俗稱為發(fā)動(dòng)機(jī)，包括了單體、電堆、系統(tǒng)，系統(tǒng)里面包括了氫氣系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、功率輸出控制系統(tǒng)等等。

　　我們的團(tuán)隊(duì)在歐陽(yáng)老師的指導(dǎo)下，前面已經(jīng)做了十多年了，從2015年開(kāi)始逐步在各種車型上推廣應(yīng)用。目前我們?nèi)〉昧藥讉€(gè)主要的進(jìn)展在這里給大家匯報(bào)一下：

　　第一，我們把流場(chǎng)的設(shè)計(jì)跟我們的流道里面氣體濃度的測(cè)量結(jié)合起來(lái)。因?yàn)槟阋岣唠姸训墓β拭芏?，就必須要能夠知道它的濃度分布是不是合理，所以在這些關(guān)鍵的技術(shù)上面，我們首創(chuàng)了國(guó)際上的沿著通道，就是流道方向的哪個(gè)點(diǎn)在什么樣的工況下、氣體濃度的組分是什么樣的，我們有一個(gè)比較大的突破，這樣你就能看到，沿著氣體濃度的方向，(PPT)右下角圖4，我們測(cè)了，我們把模型跟測(cè)試結(jié)果匹配標(biāo)對(duì)完反過(guò)來(lái)再做改進(jìn)的設(shè)計(jì)，就能夠預(yù)測(cè)我們的性能。我認(rèn)為這個(gè)是我們真正取得很大突破的地方，就像傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)一樣，你有缸內(nèi)的壓力傳感氣，你能看到燃燒的壓力是怎么樣升高的，反過(guò)來(lái)你就可以改你的燃燒室。如果沒(méi)有這個(gè)閉環(huán)設(shè)計(jì)的手段你是提高不了的，所以這塊是我認(rèn)為我們近期很大的進(jìn)展。

　　第二，我們提出了雙循環(huán)系統(tǒng)。我們現(xiàn)在知道一般陽(yáng)極再循環(huán)大家用的比較多，我們現(xiàn)在把陰極再循環(huán)也用上，雙循環(huán)，就是陽(yáng)極和陰極同時(shí)再循環(huán)，通過(guò)陰級(jí)再循環(huán)，防止電壓過(guò)電位，低速的快速啟動(dòng)、濕度的控制都有很好的效果，在這方面國(guó)際上我認(rèn)為我們也是首創(chuàng)，量產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)用雙循環(huán)系統(tǒng)。(PPT)這是在實(shí)驗(yàn)室里做的，這是10千瓦時(shí)電堆的雙循環(huán)臺(tái)架，那邊是30千瓦的雙循環(huán)。通過(guò)雙循環(huán)能夠在冷啟動(dòng)的時(shí)候縮短60%的時(shí)間。

　　第三，下大力氣進(jìn)行整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)集成，各個(gè)部分怎么設(shè)計(jì)、怎么模塊化，同時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制上面我們提出了含水量閉環(huán)自適應(yīng)的控制。我們都知道，如果你的車要能夠適應(yīng)春夏秋冬不同的濕度、不同的溫度，而且又有不同的功率變化，水是它生成的產(chǎn)物，含水量的控制是非常關(guān)鍵的，一般如果你不閉環(huán)，要么就是磨缸、要么就是水淹，實(shí)際上是失穩(wěn)的，我們?cè)谠趺礃訉?shí)現(xiàn)水的閉環(huán)方面做了很多工作，像豐田做到，整個(gè)電堆的含水量閉環(huán)，我們現(xiàn)在可以做到，除了整個(gè)堆，每片的含水量我們都可以看到，一個(gè)堆比如說(shuō)300片，你這里面每片的含水量是什么樣的我們都能知道、都能看得清楚，通過(guò)這個(gè)技術(shù)能夠提高對(duì)電堆工作狀態(tài)的診斷。

　　第四，動(dòng)力系統(tǒng)方面，我們實(shí)現(xiàn)了電電混合動(dòng)力，通過(guò)這個(gè)實(shí)現(xiàn)它的長(zhǎng)壽命。

　　第五，在整車的氫安全方面，我們已經(jīng)做了十多年，安全是始終要保證的，所以我們?cè)谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)上怎么樣保證系統(tǒng)的安全也做了很多的工作。

　　第六，針對(duì)耐久性，我們也做了很多方面的研究工作。有的已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用了，有的還沒(méi)有，因?yàn)槟途眯蕴貏e像我們的木桶效應(yīng)，40幾項(xiàng)措施里面，如果有一項(xiàng)你處理得不好，這個(gè)堆的耐久性可能就不行，所以必須所有的綜合措施都得加上來(lái)，包括在材料領(lǐng)域、在系統(tǒng)領(lǐng)域、在發(fā)動(dòng)機(jī)控制領(lǐng)域，在整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的領(lǐng)域應(yīng)該怎么樣，再把它通過(guò)我們動(dòng)力系統(tǒng)的循環(huán)，把它還原到我們測(cè)試臺(tái)架上的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，最后通過(guò)像右下角這個(gè)紅線是我們?nèi)剂想姵氐膭?dòng)態(tài)工況，這樣的動(dòng)態(tài)工況下到底能承受多長(zhǎng)的壽命，我們現(xiàn)在基本上做到了1萬(wàn)小時(shí)的耐久性。后面基于材料方面的改進(jìn)，比如膜電極的材料要能夠超過(guò)3萬(wàn)小時(shí)，在應(yīng)對(duì)將來(lái)到2025年膜電極材料要達(dá)到4萬(wàn)小時(shí)，不同的車用循環(huán)對(duì)照下來(lái)，能夠做到2萬(wàn)—2.5萬(wàn)小時(shí)，到2025年我們的判斷，基本上可以做到跟整車同壽命。

　　基于整套的，從電堆到發(fā)動(dòng)機(jī)、到動(dòng)力系統(tǒng)，再應(yīng)用到整車上，目前已經(jīng)開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化，并且有不同的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)的測(cè)試和驗(yàn)證。(PPT)這個(gè)是福田的車在張家口崇禮，低溫適應(yīng)性的情況，證明我們整個(gè)燃料電池車可以在零下25度的環(huán)境下運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)本身在實(shí)驗(yàn)室里已經(jīng)可以做到零下30度啟動(dòng)，但是我們?cè)趯?shí)際車輛應(yīng)用，還是會(huì)用動(dòng)力電池和燃料電池相互配合的關(guān)系幫助它快速啟動(dòng)。

　　同時(shí)剛才歐陽(yáng)老師的觀點(diǎn)我們是很認(rèn)同的，如果我們對(duì)燃料電池汽車解決了它的低溫環(huán)境適應(yīng)性的話，本身整個(gè)車輛在低溫的環(huán)境下運(yùn)行是非常好的，為什么呢?因?yàn)槲覀兊娜剂想姵?，比如一個(gè)60—80千瓦的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)，它的輸出廢熱，就像我們傳統(tǒng)的柴油機(jī)一樣是有余熱的，這個(gè)廢熱大概也是60—80千瓦，這60—80千瓦如果夏天的時(shí)候要通過(guò)散熱系統(tǒng)專門散掉，如果是冬天的話，就只需要，比如說(shuō)你可以拿它來(lái)給乘客艙采暖、給動(dòng)力電池保溫，所以整個(gè)車輛在冬天的時(shí)候，乘客艙的溫度是可以控制的比較好的，而且它不用消耗燃料電池或者動(dòng)力電池自己的電量來(lái)維持這個(gè)溫度。

　　所以，我們說(shuō)燃料電池汽車是可以做到冬天如果加了整車的綜合熱管理可以跟夏天一樣長(zhǎng)的續(xù)駛里程，純電動(dòng)是做不到這一點(diǎn)的，純電動(dòng)一定要消耗存儲(chǔ)電池里的熱量來(lái)殘熱，不管是PTC的加熱還是好的制熱空調(diào)，都是要消耗電量的，消耗動(dòng)力電池的電量就意味著你的車冬天的續(xù)駛里程會(huì)變短，但是燃料電池不會(huì)，燃料電池夏天的時(shí)候需要消耗電量來(lái)給空調(diào)供電，而在冬天的時(shí)候只需要用廢熱給乘客艙保溫和采暖。所以從理論上講，冬天的里程應(yīng)該比夏天還長(zhǎng)，這個(gè)我們正在跟宇通和福田，如果張家口夏天不用開(kāi)空調(diào)的話，冬天和夏天的里程是一樣長(zhǎng)的。這個(gè)也是我們堅(jiān)持在張家口的原因，張家口是我們?cè)诒狈降貐^(qū)新能源汽車真正跟傳統(tǒng)燃油車同樣續(xù)駛里程的一個(gè)很好的試驗(yàn)點(diǎn)。

　　高原環(huán)境我們也進(jìn)行了測(cè)試，車輛從北京開(kāi)到張家口，將來(lái)可能還會(huì)開(kāi)到比如說(shuō)唐古拉山等等更高原的，看看我們?nèi)剂想姵匕l(fā)動(dòng)機(jī)，現(xiàn)在我們國(guó)內(nèi)也是很少做的，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)里面也有空壓機(jī)，空壓機(jī)在高海拔的環(huán)境下是不是也有環(huán)境適應(yīng)性的問(wèn)題，但是張家口因?yàn)楹０胃叨冗€不算很高，1千多米，這個(gè)現(xiàn)在測(cè)試結(jié)果是沒(méi)問(wèn)題的，當(dāng)然現(xiàn)在就開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化了。

　　所以客車和物流車現(xiàn)在基本上我認(rèn)為已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化階段，就是說(shuō)性能完善，比如功率大一點(diǎn)、電池多一點(diǎn)、熱管理做的完善一點(diǎn)，我們學(xué)校就慢慢的要再往前走一步，就是利用物流車和商用車，把我們整個(gè)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈完善了之后，發(fā)動(dòng)機(jī)的成本就會(huì)下降，同時(shí)剛才衣院士講的我們也是非常認(rèn)可的，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率密度和降低成本，功率密度上去了、成本下來(lái)了之后，下一個(gè)我們就會(huì)殺個(gè)回馬槍，就是進(jìn)入轎車領(lǐng)域。在北方地區(qū)，燃料電池轎車我們認(rèn)為仍然有它強(qiáng)大的生命力，現(xiàn)在我們正在跟北汽，今天北汽領(lǐng)導(dǎo)也有在座，我們已經(jīng)做了兩輪，這個(gè)是最新的一輪，現(xiàn)在已經(jīng)可以跑了，這樣轎車我們肯定是要干的。同時(shí)，我們也在跟青島四方干有軌電車，用的就是我們客車的電電混合動(dòng)力系統(tǒng)?，F(xiàn)在第一輛車在四方佛山南海正在示范，車已經(jīng)可以跑了。所以我認(rèn)為，有軌電車將來(lái)也是重要的應(yīng)用場(chǎng)景，傳統(tǒng)的有軌電車需要帶個(gè)“辮子”，要有供電軌道，要么上面有供電電纜，要么有第三軌，我們剛開(kāi)始不知道，后來(lái)一問(wèn)，它的供電這套基礎(chǔ)設(shè)施，包括電網(wǎng)、電站、供電軌一公里要3千多萬(wàn)，我現(xiàn)在把燃料電池在線發(fā)電，就是一輛車增加幾百萬(wàn)，把燃料電池系統(tǒng)裝到車上去，不要這個(gè)供電軌了，這兩個(gè)軌道是不帶電的，這個(gè)建設(shè)成本大大降低。而且有軌電車，只需要在始發(fā)站建一個(gè)加氫站就行了，所以這個(gè)我們認(rèn)為下面還有發(fā)展的空間。我們現(xiàn)在給它的氫系統(tǒng)配的35或者70兆帕的，將來(lái)如果配上液氫系統(tǒng)，我這個(gè)有軌電車一天跑下來(lái)都沒(méi)有問(wèn)題。當(dāng)然我們青島四方去年也拿了個(gè)獎(jiǎng)，就是氫能燃料電池的。

　　再匯報(bào)一下我們正在干的工作，這個(gè)是北京市科委給我們的項(xiàng)目，我們現(xiàn)在也在國(guó)內(nèi)尋求合作伙伴，我們整車企業(yè)看誰(shuí)感興趣，主要是針對(duì)我們重卡的領(lǐng)域。因?yàn)槿剂想姵匕l(fā)動(dòng)機(jī)是可以做到功率偏大的，而且一會(huì)兒我會(huì)有一個(gè)經(jīng)濟(jì)性的分析，就是說(shuō)在重卡領(lǐng)域，純電動(dòng)相比來(lái)講，沒(méi)有燃料電池這么有優(yōu)勢(shì)，我們前面也做了市場(chǎng)的調(diào)研，我們有這個(gè)長(zhǎng)途的客運(yùn)比如省際物流1千公里的，一般是6×4的半掛拖車，現(xiàn)在是柴油機(jī)改成LNG，就是下面兩個(gè)氣罐的這種，還有一種針對(duì)城市里的城建車輛，比如渣土、水泥攪拌，8×4的這種，35噸級(jí)的，城市建設(shè)，像北京公轉(zhuǎn)鐵，鐵路把基礎(chǔ)建設(shè)運(yùn)到車上，渣土城建車輛就把它運(yùn)到工地，這種車輛現(xiàn)在純電動(dòng)電池占的比重比較高。我們基本上，第一個(gè)車型就是針對(duì)8×4的，這個(gè)項(xiàng)目我們現(xiàn)在正在做，我們會(huì)研發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力系統(tǒng)，現(xiàn)在不知道哪個(gè)整車感興趣，加入我們一起來(lái)做，現(xiàn)在福田是我們的一個(gè)合作伙伴，下面也有其他的合作伙伴感興趣，如果感興趣回頭可以來(lái)找我。

　　我們基于原有的純電平臺(tái)、LNG的平臺(tái)來(lái)做這個(gè)工作，我們將采用液氫的系統(tǒng)，不再采用氣氫了，比如舉個(gè)例子，這是我們的一個(gè)初步的方案，我們?nèi)剂想姵氐墓β蚀蟾艜?huì)做到160—200千瓦，就是保證在長(zhǎng)途的公路八九十公里可以持續(xù)開(kāi)，加一次氫氣1千公里，并且我們會(huì)采用先進(jìn)的電動(dòng)輪技術(shù)，就是電機(jī)是直接在輪轂里面的，就是先進(jìn)的分布式電驅(qū)動(dòng)技術(shù)、大功率燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、先進(jìn)的液氫儲(chǔ)氫技術(shù)，包括它的綜合能量管理。昨天我們歐陽(yáng)老師的報(bào)告有一個(gè)預(yù)測(cè)，大概重卡2030年左右會(huì)成熟，我們要有一個(gè)提前量，我們現(xiàn)在就開(kāi)始要做初步的研究了。

　　第二部分，下一步燃料電池汽車的發(fā)展會(huì)怎么樣。

　　剛才衣院士也介紹了相關(guān)的情況：第一，要保證它的效率。比如我們現(xiàn)在額定電壓一般是0.6V左右，0.65V，將來(lái)慢慢通過(guò)材料水平技術(shù)進(jìn)步慢慢會(huì)提高的，我們知道反應(yīng)電壓越高效率就越高。第二，成本。我們認(rèn)為2025年左右大概是3千—5千元，2030年會(huì)降到1千元，1千元是什么概念呢?像12米公交，一般用50—60千瓦的發(fā)動(dòng)機(jī)，1千/千瓦大概5—6元，這個(gè)錢的成本已經(jīng)低于我們國(guó)6柴油機(jī)的成本了，所以將來(lái)燃料電池還會(huì)有顯著的成本下降。

　　(PPT)這是我們做的一個(gè)預(yù)測(cè)，不一定對(duì)，黑色的目標(biāo)是2014年的時(shí)候，我們那個(gè)時(shí)候判斷的，每個(gè)階段我們指標(biāo)大概能夠?qū)崿F(xiàn)什么樣的水平，去年我們做了一個(gè)中期的評(píng)估，看我們達(dá)到了什么樣的水平，大家可以看到，2018年的時(shí)候我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)2.0千瓦/升，而且2.0千瓦/升，不是指峰值功率密度，指額定功率密度，比如像一般轎車上面，3.0千瓦/升、3.1千瓦/升，那個(gè)指峰值功率密度，30秒，額定的功率密度現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的大概1點(diǎn)幾到2左右，就是像大連新源大概1.9，大概是這個(gè)水平。鉑載量0.4，成本大概1萬(wàn)元，耐久性基本上做到了1萬(wàn)小時(shí)。可以看到，藍(lán)色的目標(biāo)是基于2018年取得的成果和國(guó)內(nèi)外的形勢(shì)，重新做的目標(biāo)，功率密度、低溫性能，這些我們都做了向上修正，對(duì)于轎車的續(xù)駛里程我們也做了向上修正，包括耐久性也做了向上修正，我們關(guān)鍵技術(shù)這幾年做的，而且我相信，現(xiàn)在我們因?yàn)榇笃髽I(yè)大量的加入，將來(lái)燃料電池汽車的技術(shù)進(jìn)步還會(huì)呈加速的趨勢(shì)，到2025年我們大概可以做到3—4千瓦/升，零下40度，系統(tǒng)的成本會(huì)降到2千—3千元，到2030年會(huì)降到1千元。所以，尤其是我們北方地區(qū)，還是要堅(jiān)持走燃料電池的路線，從大車開(kāi)始，甚至高車。如果到2025年我們做到2千元/千瓦，轎車比如50千瓦也就10萬(wàn)元，我想一個(gè)整車加起來(lái)賣25萬(wàn)左右B級(jí)車是可以的，所以我認(rèn)為將來(lái)還是會(huì)有很好的潛力。

　　國(guó)際上也有不同的預(yù)測(cè)，(PPT)這是各個(gè)國(guó)家做的預(yù)測(cè)，燃料電池增長(zhǎng)的幅度都會(huì)越來(lái)越大的，而且從我們國(guó)內(nèi)的情況來(lái)看，我認(rèn)為燃料電池在商用車領(lǐng)域替代的速度會(huì)進(jìn)一步加快。因此，我們不斷的調(diào)整這個(gè)目標(biāo)，還是堅(jiān)持2020年左右我們國(guó)內(nèi)會(huì)達(dá)到年產(chǎn)1萬(wàn)輛的目標(biāo)。

　　液氫我們想給大家講這個(gè)故事，大家也看到了，今年可再生能源與氫能的專項(xiàng)里面就出現(xiàn)了液體儲(chǔ)供氫技術(shù)課題的指南，這也是應(yīng)對(duì)形勢(shì)的變化。大家可以看到，從燃料罐的體積跟燃料罐的重量，液氫35、70兆帕都是有優(yōu)勢(shì)的，也是離傳統(tǒng)燃油車的燃油能量密度最近的。液氫當(dāng)然液化是需要能量的，我們也跟高壓的氣氫做了一個(gè)比較，在中等規(guī)模的液化，1公斤氫氣液化大概是10—15千瓦時(shí)的電量，到2030年，由于液化工藝的改善，可以做到7公斤，大家可以看到，你把氫氣加壓到70兆帕，加壓也是要6千瓦/公斤的，這樣等到2030年前后，液氫的單位能量能耗就跟氣氫接近，但是液氫的能量密度可以做到10%的重量比，尤其是罐子越大它的重量比越有優(yōu)勢(shì)。氣氫現(xiàn)在70兆帕大概是5%的重量比左右。而且可以看到，這是日本巖谷的液氫輸運(yùn)，在儲(chǔ)存方面都是液氫的儲(chǔ)罐，所以我認(rèn)為我們國(guó)內(nèi)，在儲(chǔ)運(yùn)方面、輸運(yùn)方面，液氫先做起來(lái)，我們團(tuán)隊(duì)更加激進(jìn)一點(diǎn)，國(guó)外我們也分析了，像美國(guó)的尼古拉1，他們重卡的概念現(xiàn)在實(shí)測(cè)還沒(méi)有出來(lái)，但是他也用的液氫的方案。

　　我們比較一下燃料電池重卡跟純電動(dòng)重卡的對(duì)比，假設(shè)3千元/千瓦，一個(gè)160千瓦的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)大概50萬(wàn)，氫系統(tǒng)大概18萬(wàn)，18萬(wàn)其實(shí)是有富余的，LNG的儲(chǔ)罐不會(huì)要18萬(wàn)，LNG跟液氫LH罐的整個(gè)系統(tǒng)，除了溫度更低之外，整個(gè)系統(tǒng)是非常類似的。因此，我也配電電混合動(dòng)力系統(tǒng)，我要有12萬(wàn)、60度電，它跑500公里這是沒(méi)有問(wèn)題的。右邊，我們按照比如重卡100公里大概200度電，這樣500公里的續(xù)駛里程大概1000度電，按照現(xiàn)在系統(tǒng)能量密度160瓦時(shí)/公斤，大概6噸多。其他的我認(rèn)為都不變的話，動(dòng)力系統(tǒng)的成本可以看到，燃料電池是90萬(wàn)，那邊是110萬(wàn)，這是我們30元/千瓦算出來(lái)的結(jié)果。剛才我講了，如果我們按照1000元/千瓦，這個(gè)成本會(huì)更低。所以，重卡燃料電池我認(rèn)為有先天的優(yōu)勢(shì)，從它的重量、從成本都會(huì)有優(yōu)勢(shì)，這個(gè)就是現(xiàn)在北京市科委支持我們正在搞的，科委給我們提了一個(gè)要求說(shuō)，第一，你必須跟福田這個(gè)整車單位合作，第二，你必須拉一個(gè)北京不是整車的企業(yè)合作，我們就想跟哪個(gè)企業(yè)合作，比如東風(fēng)、一汽感興趣我們一起來(lái)做，整車、底盤、集成到時(shí)候我們一起來(lái)做。