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燃料電池產業(yè)發(fā)展研究報告

2013-08-27 08:13 性質:轉載 作者:中國網 來源:中國網
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2013年6月末,聯合國工作組會議上,來自日本、美國和歐盟等33個國家和地區(qū)的業(yè)界代表正式達成協議,制定出燃料電池車安全標準最終統(tǒng)一...
  2013年6月末,聯合國工作組會議上,來自日本美國和歐盟等33個國家和地區(qū)的業(yè)界代表正式達成協議,制定出燃料電池車安全標準最終統(tǒng)一方案。按照該標準,車內用于燃料電池排水的排水管內氫氣濃度不得超過4%。同時必須配備安全裝置,以在管內氫氣濃度達到4%后,阻止氫注入,防止爆炸。此外,在耐久性方面,要求容器在承受2萬2千次提高或降低內部壓力后也不發(fā)生變形。這樣將能夠保證即使在糟糕的情況下,氫燃料電池車也不會像人們所擔心的那樣容易發(fā)生爆炸。
  2013年7月初,美國威斯康辛大學的研究人員制造出一種新的二硫化鉬結構,其可以顯著為水制氫反應提速,有望替代燃料電池車昂貴的鉑,大幅降低成本。一直以來,水制氫反應中的常用催化劑為罕見且昂貴的鉑。兩則新聞并不起眼,但因為有關氫燃料的商業(yè)化使用而逐漸成為業(yè)內焦點。在混合動力還未大行其道、電動車仍在尋求突破的階段,以氫氣為代表的燃料電池車再次走入業(yè)界視線,受到來自市場越來越多的目光聚焦。
  什么是燃料電池
  氫燃料電池汽車和普通電動汽車有基本一致的電力驅動構造;它們之間的主要區(qū)別在于,前者的電池是一個小型發(fā)電設備--依靠氫和某種氧化物的化學反應產生驅動電能,而無需從電網充電。相較于傳統(tǒng)電動車,燃料電池車可以改善傳統(tǒng)電池過重、電能容量不足及長時間充電的缺點,行駛里程更長,燃料電池的發(fā)電過程可視為水電解的逆反應,發(fā)電過程中只有水份的排放,因而是清潔的動力能源。
  氫燃料汽車有更長的歷史。早在19世紀初,就已經出現了利用汽油內燃機工作原理試制的氫內燃機,因為兩者工作原理基本相同。寶馬和馬自達公司都開發(fā)過多款氫內燃機汽車。其中, 寶馬在2007年推出的BMW H2R被視為經典氫能賽車。而當前的氫燃料電池汽車則是起源于上世紀六十年代,被認為更具技術和市場優(yōu)勢。一度被業(yè)界寄予厚望。
  近幾年隨著電動車的興起,加上氫燃料電池車在開發(fā)上遇到成產成本高、燃料儲存難、標準不統(tǒng)一等困難,燃料電池車逐漸受到冷遇,各汽車廠商紛紛轉而押寶電動EV。寶馬公司氫動力7系早前已經上市,但在09年,寶馬當時的研發(fā)總監(jiān)KlausDraeger表示將放棄在氫能源驅動汽車的研發(fā),將重心轉移到純電動車上;而在2011年美國奧巴馬政府宣布將停撥氫燃料電池汽車的研發(fā)經費。
  如今,情況有了變化。隨著氫氣提取、儲存技術的不斷提高和燃料電池安全標準的統(tǒng)一,再加上EV電動車市場銷售受挫以及相關技術瓶頸有待突破,以氫氣為代表的燃料電池汽車是否能再度發(fā)力,迎來發(fā)展春天?
  現代不落后
  2013年3月7日,韓國蔚山港,現代汽車將17輛途勝ix氫燃料電池車裝載到了貨輪上。其中15輛運往丹麥,2輛運往瑞典。據現代汽車介紹,這些車已于今年4月正式在歐洲政府及公共機關交付使用。而在此之前的2013年2月26日,隨著現代汽車ix35燃料電池車批產型號在韓國蔚山工廠下線,現代成為全球首個批量生產氫燃料電池車的車企。
  現代公司介紹,途勝ix氫燃料電池車搭載現代汽車單獨開發(fā)的燃料電池系統(tǒng)和儲氫系統(tǒng)。氫燃料罐的填充壓力高達70MPa,兩個氫燃料罐分開設置于車輛后方,重量為5.6kg,填充一次的續(xù)航距離為594公里,行駛里程是純電動車的近4倍?,F代汽車從1998年開始著手研發(fā)氫燃料電池車,2000年11月發(fā)布以勝達為型號的氫燃料電池車,2006年開發(fā)成功途勝氫燃料電池車?,F代汽車計劃到2015年共生產1000臺ix35燃料電池車。
  強大的豐田
  而作為新能源汽車市場佼佼者,在純電動以及混合動力領域占有優(yōu)勢的日系廠商同樣保持著對氫燃料電池車的積極研發(fā)和優(yōu)勢話語權。在今年3月初的第九屆東京國際氫燃料電池展上,以豐田、本田、日產等為代表的汽車廠商展示了豐田FCHV-adv、日產X-TRAIL FCV、本田FCX Clarity等日系FCV(燃料電池汽車)的研發(fā)成果。FCV取代EV(電動車)成為本屆新能源汽車展的新亮點,有分析人士則認為,這表明接下來燃料電池技術將成為新能源汽車的又一發(fā)展方向。
  早在兩年前的2011日本東京車展上,豐田在全球首次公開了轎車款燃料電池車(FCV)"FCV-R"。FCV-R配備70MPa的高壓氫燃料罐。兩個形狀各異的燃料罐分別配備在后座下方和后座背面下方。氫氣填充量約為5kg,在JC08模式下可以實現700km以上的行駛距離。雖然還是概念車,不過當時的豐田代表董事副社長內山田竹志介紹說"這是我們基本會按照這一概念開發(fā)的車輛,我們將于2015年前后上市轎車款FCV"。
  豐田當時并沒有公布燃料電池組的輸出功率。關于將減速能量再生充電的充電電池,該公司表示"還在探討是采用鋰離子充電電池還是采用Ni-MH充電電池。電池容量原則上與混合動力車(HEV)同等級別"。而去年9月24日的技術說明會上,豐田則公開了為預定2015年上市的燃料電池車(轎車款)正在開發(fā)的燃料電池組。
  豐田技術人員在場介紹稱"輸出功率密度達到了3kW/L,目前為全球最高"。與豐田的現有燃料電池組"FCHV-adv"相比,該產品的輸出功率密度提高到了兩倍以上,容積縮小到了約一半左右,去掉了燃料電池組曾經必不可少的加濕模塊,還實現了氫燃料罐的自產。
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