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全面提升數(shù)據(jù)價值
賦能業(yè)務(wù)提質(zhì)增效
摘要:針對我國燃料電池乘用車相對商用車“難產(chǎn)”的現(xiàn)狀,國內(nèi)除了政策引導(dǎo)外,2018年還修改了相應(yīng)的補貼政策,旨在激勵國內(nèi)燃料電池功率密度的快速提升。
2018年財政部、工信部等四部委發(fā)布了《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》,其中雖然燃料電池汽車補貼力度不變,但從技術(shù)層面對燃料電池汽車提出了燃料電池系統(tǒng)額定功率與驅(qū)動電機額定功率比值的要求。本文主要從乘用車額定功率不足的角度,簡析燃料電池汽車補貼政策的變化及技術(shù)的突破方向。
燃料電池乘用車額定功率50kW,影響整車商業(yè)化發(fā)展
國內(nèi)燃料電池乘用車與國外量產(chǎn)車型相比,在整車集成、經(jīng)濟性和續(xù)駛里程等方面差距不大,在混合動力系統(tǒng)集成及控制水平上的差距也不大,但在燃料電池系統(tǒng)的功率上明顯低于國外水平,國內(nèi)典型轎車?yán)缟掀麡s威950的燃料電池系統(tǒng)額定功率在50 kW左右,而國外的量產(chǎn)車型基本在100 kW以上。提高燃料電池乘用車的額定功率,是影響整車商業(yè)化的關(guān)鍵因素之一。
政策引導(dǎo)燃料電池功率向90 kW水平提升
2016年國家發(fā)改委、工信部、國家能源局在聯(lián)合印發(fā)的《中國制造2025——能源裝備實施方案》中指出要在2025年實現(xiàn)燃料電池系統(tǒng)的高比功率;2017年由中國汽車工程研究院牽頭,聯(lián)合28家相關(guān)領(lǐng)域單位制定的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》中又對電池功率作了詳細闡述,目標(biāo)在2015年至2025年,燃料電池系統(tǒng)額定功率從35 kW提高至70 kW,體積功率比由2.0 kW/L提升至3.0 kW/L,2025至2030年,再分別提升至90 kW和3.5 kW/L。
表1 《技術(shù)路線圖》燃料電池系統(tǒng)額定功率及體積比功率規(guī)劃
(數(shù)據(jù)來源:五度易鏈研究中心)
汽車補貼力度不變,但提出分級補貼新要求
中央補貼方面,2018年財政部、工信部等四部委發(fā)布的《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》中提到燃料電池汽車補貼力度不變,即燃料電池乘用車依然按燃料電池系統(tǒng)的額定功率進行補貼,補貼標(biāo)準(zhǔn)為6000元/kW,上限為20萬元/輛;輕型燃料電池客車、貨車以及大中型客車、中重型貨車依然采用定額補貼方式,補貼上限分別為30萬元/輛和50萬元/輛。但燃料電池汽車拿到的補貼在燃料電池系統(tǒng)額定功率與驅(qū)動電機額定功率比值不低于30%的基礎(chǔ)上,比值介于0.3(含)~0.4之間的車型按0.8倍補貼,比值介于0.4(含)~0.5之間的車型按0.9倍補貼,比值在0.5(含)以上的車型按1倍補貼。
表2 2013年~2018年燃料電池補貼政策對比
(數(shù)據(jù)來源:五度易鏈研究中心整理)
地方補貼方面, 在廣東、上海、武漢、重慶、西安、河南、海南和青海8個省市已出臺的補貼政策中,廣東和上海支持燃料電池的高功率補貼,其中,廣東提出按照燃料電池裝機額定功率,最高按中央補貼標(biāo)準(zhǔn)1:1進行補貼;上海提出燃料電池系統(tǒng)功率不低于驅(qū)動電機的50%或60kW,按照1:1,其他按照國標(biāo)0.5倍補貼。
表3 燃料電池汽車地方補貼政策
(數(shù)據(jù)來源:五度易鏈研究中心整理)
乘用車安裝空間有限,高功率需高體積功率比支持
國內(nèi)商用車實現(xiàn)量產(chǎn)而乘用車“難產(chǎn)”的根本原因在于燃料電池體積比功率密度遠遠低于國外先進水平,目前國內(nèi)燃料電池汽車與純電動汽車相比,相同額定功率的商用車燃料電池系統(tǒng)體積小于蓄電池組,而乘用車則遠遠大于蓄電池組,在車身提供燃料電池安裝空間有限的條件下,限制了燃料電池系統(tǒng)的總功率。
縮小雙極板體積、提高膜電極功率是技術(shù)發(fā)展的方向
燃料電池系統(tǒng)的主要組成部分是燃料電池電堆,目前國內(nèi)燃料電池電堆主要采用的雙極板主材為石墨材料,體積較大;并且內(nèi)部膜電極的三個組成材料質(zhì)子交換膜、催化劑和氣體擴散層雖多為進口,但由于“CCM三合一”生產(chǎn)工藝的原因,產(chǎn)品效率還有很大提升空間。因此,燃料電池汽車電堆系統(tǒng)的體積功率比主要由雙極板體積和膜電極功率密度決定。
雙極板方面,國內(nèi)應(yīng)用較多的石墨雙極板已實現(xiàn)量產(chǎn),而體積更小的金屬雙極板主要有新源動力股份有限公司、大連化學(xué)物理所等在積極研發(fā)。
膜電極方面,國內(nèi)功率密度已從0.35W/cm2@0.7V的水平提升到了目前的0.8~1.0W/cm2@0.7V的水平,主要有蘇州擎動科技有限公司、武漢理工新能源、華源氫能等企業(yè)生產(chǎn)研發(fā)。
結(jié)語
在我國燃料電池乘用車“難產(chǎn)”的現(xiàn)狀下,政府制定專門的產(chǎn)業(yè)政策、采用補貼的手段,引導(dǎo)燃料電池向高功率方向發(fā)展。現(xiàn)狀的背后主要是由于國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)體積功率比不高的原因引起的,因此,要想實現(xiàn)燃料電池乘用車的商業(yè)化應(yīng)用,技術(shù)方面必須向縮小雙極板體積和優(yōu)化膜電極生產(chǎn)工藝的方向發(fā)展。
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