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双碳目标下燃料电池汽车发展现状与趋势

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2024年5月15日发(作者:亢嘉石)

T

ECHNOLOGY

AND DESlGN

双碳目标下燃料电池汽车

发展现状与趋势

 王可岩 王作函

Development Status and Trend of Fuel Cell Vehicles in the Context of Carbon Peak and Carbon Neutrality

Goals

Abstract: With the continuous intensification of environmental and energy issues, the dual-carbon goal has gradually

become a problem that must be paid attention to in the development of various countries. Fuel cell vehicles are efficient and

clean new energy vehicles that can achieve zero pollution and zero carbon emissions during operation. So it has received

great attention in the context of dual carbon. This article reviews the development of commercial vehicles and passenger

vehicles in the United States, Europe, Japan, South Korea, and domestic fuel cell vehicles. The main parameters and

indicators of FCV were compared, and the basic situation and differences in the development of fuel cell vehicles at home

and abroad were analyzed.

Key words: fuel cell vehicle;Development status

概要:随着环境问题和能源问题的不断加剧,双碳目标逐渐成为各个国家发展所必须关注的问题。燃料电池汽车是一种高

效、清洁的新能源汽车,运行过程中可以实现零污染、零碳排放,因此在双碳背景下受到了极大的关注。本文综述了美国、

欧洲、日本、韩国及国内燃料电池汽车在商用车和乘用车方面的发展情况,在此基础上,对国内外燃料电池汽车主要领域,

包括:客车、重卡和乘用车的主要参数指标进行了对比,分析了国内外燃料电池汽车发展的基本情况和差异。

关键词: 燃料电池汽车;发展现状

1前言

随着人类社会的发展,环境问题和能源问题受到了越来越

多的关注,2015年第21届联合国气候变化大会(巴黎气候大

会)上通过的《巴黎协定》,提出了将全球平均气温上升幅度(较

前工业化时期)控制在2 ℃以内的目标

[1]

。随后,欧盟、日本、

韩国、中国等先后提出了碳达峰、碳中和目标。双碳目标迫使

汽车制造行业开始积极探索有效降低碳排放的方式。汽车研发

逐渐向着混合动力汽车、纯电动汽车、氢燃料电池汽车的方向

发展。其中,氢燃料电池汽车通过使用氢气发生电化学反应为

整车提供电能,在运行过程中不产生任何的污染,真正做到零

污染、零碳排放。因此,受到越来越多的关注。

本文主要对美国、欧洲、日本、韩国和中国大陆的燃料电

池汽车相关技术发展情况进行了介绍,在此基础上从燃料电池

汽车的各项关键技术指标进行分析,阐述了我国目前在燃料电

池汽车领域与国际先进水平的差距,并指出之后燃料电池汽车

的发展方向和趋势。

2国外燃料电池汽车发展现状

国外一直致力于燃料电池汽车的发展,北美、欧洲、日

本和韩国都着力于燃料电池汽车的发展,其中日本和韩国对于

燃料电池汽车的发展最为重视,日本丰田MIRAI和韩国现代

NEXO的量产对推动燃料电池汽车行业的发展起到了极大的推

动作用。

2.1 美国

美国是当前全球运行燃料电池汽车数量第2个破万的国家,

截至2021年6月,美国运行的燃料电池汽车数量达到10 803

[2]

。在美国能源部(DOE)、交通部(DOT)和环保局(EPA)等

政府部门的支持下,燃料电池技术取得了很大进步,通用汽车、

福特汽车、丰田、戴姆勒奔驰、日产、现代等整车企业都参加

了美国加州的燃料电池汽车的技术示范。

美国自2006年启动国家燃料电池公共汽车计划(National

Fuel cell City Bus Program,NFCBP)

[3]

,到2011年,美国燃料

电池公共汽车实际道路示范运行单车寿命最长超过11 000 h;

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技术与设计

到2015年,运行的公交车平均累计运行时间已经达到9 000 h

(仍然在运行),最长的车辆寿命超过18 000 h。2016年,美

国燃料电池公共汽车的使用寿命已达到2万~3万h,车辆性

能达到传统柴油客车水平,实现每天19 h的运行,故障间隔里

程大于4 000英里。

2007年,通用汽车开始推行燃料电池汽车发展计划,同

年,通用对119辆燃料电池车进行了路试,同时,其将100辆

雪佛兰Equinox燃料电池电动汽车投放到市场供消费者使用

[4]

据统计,到2009年,这些车辆达到100多万英里的行驶里程。

2010年,通用推出新一代燃料电池电动车,与雪佛兰Equinox

相比,燃料电池电堆体积减少到原来的1/2,重量减轻220磅,

使用的铂金量只有原来的1/3

[5]

。到2014年,通用燃料电池电

动车累计行驶里程突破480万km,个别车辆已行驶超过19.3

万km。据通用汽车估计,这些车辆相比于传统内燃机汽车已

累计节省汽油达到597 694 L。2013年,通用与本田达成协议,

共同开发燃料电池电动车。

2014年,燃料电池混合动力卡车公司尼古拉成立。2016

年5月,尼古拉发布Nikola One原型机。该车续航里程可以

达到1 200英里(约合1 930 km)。2019年,尼古拉发布全新

设计的Nikola Two和基于依维柯S-WAY牵引车平台的车型

Nikola Tre

[6]

2019年,北美最大巴士制造商New Flyer推出Xcelsior

CHARGE H2-ts燃料电池-电动重型运输巴士,该车型续航

里程可达300英里(483 km),可根据不同型号和运行条件在

6~20 min内完成加氢,无需夜间插电式电动充电

[7]

目前,虽然美国是世界上燃料电池汽车数量最多的国家,

但美国本土并没有出现特别多的燃料电池汽车企业,美国的传

统车企更多的专注于传统燃油车的发展,在燃料电池汽车领域

并没有长足的发展,更多是一种观望的态度,主要是与该国的

能源结构有关系。

2.2 欧洲

欧洲的燃料电池客车示范计划(HYFLEET-CUTE)从2003

年至2010年在10个城市示范运行了30辆第1代戴姆勒燃

料电池客车,累计运行130万英里。这些车辆采用“电池+12

kW氢燃料电池”的动力形式。在此基础上,欧洲燃料电池客

车示范项目(CHIEC:Clean Hydrogen in European Cities)在5

个城市开展了26辆第2代燃料电池公共汽车的示范运行,期

限从2011年至2017年,目标是让燃料电池电动汽车性能达到

目前燃油汽车的标准

[8]

。在2017年法兰克福车展上,奔驰发

布了一款插电式混合动力氢燃料汽车——GLC F-Cell

[9]

,意味

着该车型既可以使用氢燃料电池的氢能,也可以使用外接充电

的电能。该车型纯电续航里程为51 km,再加上氢燃料动力系

统提供的续航里程,该车的NEDC综合工况续航里程可以达到

478 km。2020年9月,戴姆勒卡车公司发布了燃料电池概念

卡车梅赛德斯·奔驰GenH2卡车,并计划于2023年进行客户

实验

[10]

2015年,由液化空气集团、戴姆勒、林德、OMV、壳牌

和道达尔6家氢能产业的龙头企业结成“H2 Mobility”企业联盟,

以社会产业资本的身份一同支持德国氢能产业发展,为氢燃料

电池汽车建设氢基础设施

[11]

2019年,欧洲燃料电池和氢能事业联合组织发布的《欧洲

[12]

氢能路线图》

指出,到2030年,氢燃料电池乘用车将达到

370万辆,氢燃料电池轻型商业运输车将达到50万辆,氢燃料

电池卡车和公共汽车将达到4.5万辆。2050年,欧洲氢能发电

总量能够达到2 250太瓦时,占欧盟能源需求总量的1/4。

2021年,宝马开始BMW i Hydrogen NEXT氢燃料电池

原型车的相关测试

[13]

,对氢燃料电池驱动系统、底盘技术和电

子电气系统进行真实环境下的全面测试。2022年,将基于现

款BMW X5小规模生产BMW i Hydrogen NEXT车型,配备

氢燃料电池驱动系统。

2.3 日本

丰田自1992年开始燃料电池汽车的研究,直到2014年,

丰田发布当时最具成本优势、性能最先进的Mirai燃料电池电

动汽车。根据丰田的官方数据, Mirai的巡航里程达到650 km,

从左至右依次为:Nikola One、Nikola Two和Nikola Tre

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完成单次充氢仅需约3 min,10 s内可以完成百公里加速,完

全能够应付日常的行车需求

[14-17]

。为推进燃料电池汽车的产业

化,2013年初,宝马公司决定与丰田汽车公司合作,由丰田公

司向宝马公司提供燃料电池技术。丰田公司2015年1月在拉

斯维加斯消费电子展上宣布公开与燃料电池汽车相关的5 680

件专利,包括燃料电池组1 970项、高压储氢290项,燃料电

池控制系统3 350项,加氢站70项。2020年12月,丰田汽

车公司经过对燃料电池堆和系统的重新设计开发,全球正式发

布第2代Mirai燃料电池汽车,新款Mirai电堆峰值功率128

kW,体积功率密度高达5.4 kW/L,由330片燃料电池发电单

元串联组成。3个70 MPa 的高压储罐容量141 L(前64 L+52

L+25 L),续航高达850 km

[18]

2018年4月,丰田发布了其首款氢燃料电池重卡,即第

1代氢燃料电池重卡Alpha

[19]

。2018年8月在美国北密歇根汽

车研究中心发布第2代氢燃料重卡Beta。第2代氢燃料电池

重卡最大的突破是续航里程的提高,由第1代的200英里(约

321 km)增加到300英里(约480 km)。2019年4月,丰田在

Alpha和Beta两个概念验证原型卡车基础上,在洛杉矶推出新

版零排放燃料电池重型电动卡车FCET。该燃料电池重卡为丰

田和美国卡车制造商Kenworth共同开发,发动机采用丰田燃

料电池技术,具有增强的功能和性能,续航里程预计为300英

里(约480 km)。

2018年,丰田发布了燃料电池巴士SORA

[20]

。该车搭载了

与丰田首款氢燃料汽车Mirai相同的TFCS燃料电池系统,其

动力总成包括2个114 kW的燃料电池组和双电机驱动,电机

最大功率为113 kW,峰值转矩为335 Nm。

本田早在1999年的东京车展展示了名为FCX的燃料电池

车,并于1999-2001年多次推出试验车进行测试,为量产作出

准备。2002年,FCX在美国加州和日本进行租售式发售。这辆

车也是世界上第一步官方认证的燃料电池汽车。2008年,本田

丰田燃料电池汽车巴士SORA

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对FCX进行了升级,并命名为FCX Clarity,本田新开发的FCX

Clarity燃料电池电动汽车,能够在-30 ℃顺利启动,续驶里程

达到620 km

[21]

。2014年,本田宣布其燃料电池电堆功率密度

也达到3 kW/L。2015年,本田在东京车展上官方首发了旗下

的燃料电池汽车Clarity,该车最高续航里程750 km。2016年

3月10日,本田正式宣布,名为“Clarity Fuel Cell”燃料电池

汽车(FCV)正式开始以租售的形式上式。日产汽车也投入巨资

开展燃料电池电堆和轿车的研发。

日本着力打造氢能社会,制定了《国家氢能基本战略》

[22]

确定了到2050年氢能社会建成目标以及具体行动计划。截至

2017年底,日本拥有的氢燃料电池汽车超过2 000辆。日本计

划到2025年拥有可上路的氢燃料电池汽车20万辆,到2030

年达到80万辆,并在国内建成投用900座加氢站。

2.4 韩国

目前,韩国是世界上燃料电池汽车运行数量最多的国家,

截至2020年底,韩国运行燃料电池数量为10 906辆。韩国

对于燃料电池汽车的研究也有很长的历史。1998年,韩国现代

成立麻北新能源技术研究院研发燃料电池技术,从此开启了现

代研发燃料电池的历程;2002年,韩国开始研发燃料电池电动

汽车;2005年采用巴拉德的电堆组装32辆SUV;2006年推

出了自己研发的第1代电堆,并且组装了30辆SUV和4辆大

客车,同时进行了示范运行;2009-2012年,开发了第2代电堆,

装配100辆SUV,开始在国内进行示范和测试,并对电堆性能

进行改进;2012-2015年,推出第3代燃料电池SUV和客车,

开始全球示范;2013年,韩国宣布提前2年开展千辆级别的

燃料电池SUV(现代ix35)生产,在全球率先进入燃料电池电

动汽车千辆级别的小规模生产阶段

[23,24]

。该SUV采用100 kW

燃料电池、24 kW锂离子电池和100 kW电机,70 MPa的氢

瓶可以储5.6 kg氢气,NEDC循环工况续驶里程588 km,最

高车速160 km/h;2015年,美国华德公司(Ward)将该燃料

现代燃料电池重卡XCIENT Fuel Cell

电池发动机评为北美年度十佳量产的发动机之一,这是燃料

电池首次入选;2018年1月推出了第2代量产氢燃料电池车

NEXO;2019年NEXO全球销量高达4 818辆,是销量第2

名Mirai的2倍。

2019年10月,现代首款氢燃料电池重卡HDC-6

Neptune Concept在美国亚特兰大举行的北美商用车展上全球

首发

[25]

。此款氢能重卡是8级重卡,车上有7个35 MPa储氢罐,

并配有196 kW的现代NEXO燃料电池电堆。燃料电池可产生

能量驱动476 hp(约355 kW)的电动马达,通过马达自动变速

器对车轮进行驱动。

2019年,韩国发布《氢能源经济发展路线图》

[26]

,计划到

2019年底在国内推广4 000多辆氢燃料电池汽车;到2025年,

建立年产10万辆氢燃料电池汽车的生产体系;到2040年,将

分阶段生产620万辆氢燃料电池汽车。韩国政府还计划在公

共交通领域普及氢燃料电池汽车,力争到2022年有2 000辆

氢燃料电池公交车,到2040年有4万辆氢燃料电池公交车投

入使用。此外,韩国警方还更换了820辆搭载氢燃料电池的大巴。

韩国计划到2040年将现有的14座加氢站数量增加到1 200座,

燃料电池年发电量增加到15 GW(2018年达到韩国总发电量

的7%~8%)。

3 国内燃料电池汽车发展现状

从国内来看,我国一直致力于燃料电池汽车事业的发展,

新能源汽车“十二五”专项规划明确划分了纯电动、插电式混

合动力以及燃料电池汽车等关键技术,以及相关的标准、能源、

示范3大基础平台所组成的新“三纵三横”为核心的基础路线

[27]

2012年,国务院《关于印发节能与新能源汽车产业发展规

划(2012-2020)》,明确指出了“开展燃料电池电堆、发动机及

其关键材料核心技术研究;继续开展燃料电池汽车运行示范,

提高燃料电池系统的可靠性和耐久性,带动氢的制备、储运和

加注技术发展。”

2016年,能源局和发改委联合颁布《能源技术革命创新

行动计划2016-2030年》和《能源技术革命重点创新路线图》,

积极推动燃料电池车的示范运行和推广应用。《中国制造2025》

[28]

提出,到2025年,制氢、加氢等配套基础设施基本完善,

燃料电池汽车实现区域小规模运行。因此,我国要抓住新能源

汽车战略性新兴产业培育和发展的政策机遇,发挥政策引导作

用,聚焦重大、重点突破燃料电池汽车关键技术和共性技术,

稳步推进燃料电池汽车技术进步。

3.1燃料电池乘用车发展现状

2015年,上汽推出了续航400 km、“无污染,零排放”的

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技术与设计

荣威750E燃料电池车。2017年,上汽在中国国际工业博览会

上展示了2款氢燃料电池车型,分别为荣威950和燃料电池轻

型客车大通FCV80。2020年,上汽集团正式发布全球首款燃

料电池MPV——上汽大通MAXUS EUNIQ 7

[29]

,并同时宣布

中国汽车行业首个“氢战略”:在2025年前,推出至少10款燃

料电池整车产品,上汽捷氢科技(为行业提供燃料电池产品及

工程服务的高科技企业)达到百亿级市值,建立起千人以上燃

料电池研发运营团队,形成万辆级燃料电池整车产销规模,市

场占有率在10% 以上。

2018年10月,红旗推出国内首款用于搭载乘用车的50

kW级别燃料电池发动机,是国内第1款采用金属双极板单堆,

系统功率达到50 kW,体积比功率达到400 w/L。2021年,

红旗H5-FCEV燃料电池轿车正式亮相

[30]

。该车搭载了一台最

大功率为140 kW的驱动电机,最高车速可达160 km/h,零

百加速度也在10 s之内。该车还配备2个储氢罐,每个储氢

罐可存储2 kg氢气,百公里耗氢量小于0.82 kg,续航里程可

达520 km。

2020年,东风首款全功率氢燃料电池车型东风氢舟

(AX7-FCV)发布亮相

[31]

2021年,广汽首款燃料电池乘用车AION LX Fuel Cell开

始示范运营

[32]

。该车是一款基于广汽集团 GEP 2.0 平台开发的

氢燃料电池汽车,在保留豪华智能超跑 SUV AION LX的基础上,

自主开发了燃料电池系统和车载储氢系统,最大输出功率超过

135 kW,百公里氢耗 0.77 kg,NEDC 工况续航里程超过 650

km,一次加氢仅需 3~5 min。

在乘用车领域,我国目前的成果较少,其中真正实现量产

的只有上汽G20,其他车企的车辆大多停留在样车阶段,多数

车企并不把燃料电池乘用车作为燃料电池汽车主要的发展趋

势,主要原因有以下两点:一是燃料电池系统的成本较高,导

致燃料电池汽车整体售价较高,消费者不买账;二是燃料电池

上汽大通MAXUS EUNIQ 7

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汽车需要加氢,而国内的加氢站很少,无法满足日常的行车使用。

3.2燃料电池商用车发展现状

2008年,福田推出国内首款公告型氢燃料电池客车,并

服务北京奥运会展开示范运营;2014年,福田发布第2代12

m氢燃料电池客车,解决了生产成本高、燃料电池寿命短等阻

碍氢燃料电池客车发展的瓶颈问题;2016年,福田推出第3

代8.5 m氢燃料电池客车,并凭借优越的性能以百辆订单,斩

获全球范围最大规模商业化氢燃料电池客车订单;2018年,福

田氢燃料电池客车已经发展到第4代,整车氢气加注10~15

min,续航里程可达450 km以上,可实现-30 ℃低温启动、

-46 ℃低温存放和停机自动保护

[33]

2019年11月16日,上汽红岩首款燃料电池自卸车亮相

[19]

,同时亮相的还有上汽跃进燃料电池卡车FC500 D12。2019

年12月12日,全国首辆18 t燃料电池卡车——上汽跃进

FKC500-D18正式下线,该车搭载的是捷氢科技P390系统,

加氢时间不到10 min,续航里程超过400 km。

2020年,一汽解放发布燃料电池半挂牵引车。这款解放

燃料电池半挂牵引车长7.4 m,宽2.55 m,高3.98 m,总质量

福田燃料电池客车

上汽红岩燃料电池重卡

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25 t,整备质量10.65 t,准拖挂车总质量38.22 t,半挂车鞍

座最大允许承载质量14.22 t,轴距3 800+1 350 mm,配套的

是重塑科技的燃料电池系统

[19]

2021年,飞驰汽车发布49 t氢燃料电池重卡,燃料电池

发动机搭载的是国鸿氢能鸿途G110系统产品,系统额定功率

110 kW。该车型采用国内目前统一标准35 MPa氢气瓶,充装

一次氢气只需5~10 min,最高续航里程可达400 km

[19]

一汽解放燃料电池环卫车

飞驰燃料电池重卡

中通燃料电池客车

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2017年,中通客车发布了其首款12 m氢燃料电池客车——

LCK6120FCEVG。该车续驶里程400 km,可持续发电15 000 h,

可以满足大中型城市公交以及团体用车需求

[34]

宇通发布多款氢燃料电池客车

[35]

,包括8.5 m、10 m和

12 m公交车,覆盖主要公交市场。车型开发时,宇通还开发了

63/65/80 kW 燃料电池系统,并规划开发 110/120 kW 燃料电

池系统,通过配置差异化,满足不同使用场景下的客户需求。

目前,在燃料电池商用车领域,中国车企可谓百花齐放,

不同的车企积极布局燃料电池轻卡、重卡以及客车,尤其是在

卡车领域,燃料电池可以很好的对传统柴油机进行替代,满足

大功率、长续航的工况需求,受到了广大车企的偏爱。

4国内外燃料电池汽车发展趋势对比

4.1国内外燃料电池汽车发展规模

从表1可以看出,目前燃料电池汽车保有量最多的3个国

家为韩国、美国和中国,在2025年的计划中,发展燃料电池

最多的地区为欧洲,但截至2020年底,欧洲并没有很大量的

发展。按照目前的发展计划,燃料电池汽车具备巨大的市场空

间,仍有很长的路要走。

从图1和图2可以看出,自2015年以来,我国燃料电池

汽车产量整体呈增长态势,其中2019年达到顶峰,整年产量

达到3 018辆。2020年,受疫情及政府采购和补贴力度减弱

宇通燃料电池客车

的影响,燃料电池汽车受市场冲击明显,产量仅为1 199辆。

2021年第1季度,我国燃料电池汽车产量为104辆。

与产量走势一致,我国燃料电池汽车的销量也在2019年

达到高峰,全年销量达到2 737辆。2020年,燃料电池汽车

销量大幅下滑,全年销量为1 177辆。2021年第1季度,我国

燃料电池汽车销量为150辆。

对比我国的发展计划,到2025年,实现燃料电池汽车保

有量5万~10万辆,还有巨大的市场空间。目前,国内燃料电

池汽车市场如火如荼,尤其是在商用车

领域,各大车企积极布局各个车型,包括

轻卡、重卡和客车,预计在2025-2030

年,中国燃料电池汽车市场将得到巨大

的发展。

4.2 国内外燃料电池客车对比

从表2可以看出,在客车方面,国

外相较于国内应用示范案例较少,从整

体技术来看,目前国内外在燃料电池客

表1 国内外燃料电池汽车发展规模

[36]

地区

欧洲

日本

美国

韩国

中国

至2018年

1 080

2 839

5 899

712

3 896

至2019年

3 483

7 988

4 906

6 178

至2020年

1 556

3 902

8 931

10 906

7 352

至2025年计划

90万~100万

20万

20万

15万

5万~10万

至2030年计划

120万

80万

180万

100万(2035年)

图1 中国燃料电池汽车产量(2015-2021年)

[37]

图2 中国燃料电池汽车销量(2015-2021年)

[37]

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车领域上的差异较小。

4.3 国内外燃料电池重卡对比

从表3可以看出,在卡车方面,国

外主要推出的是燃料电池商用中重型卡

车,而国内从轻卡、中型卡车、重型卡

车均有布局。国外的燃料电池重卡均搭

载180 kW以上的燃料电池系统,而国

内目前重卡搭载的燃料电池系统为120

kW左右,物流车的功率在30~40 kW。

国外基本推行70 MPa IV型瓶技术,而

国内则以35 Mpa III型瓶为主要储氢容

器。这主要受限于燃料电池电堆和对应

BOP,目前国内没有能够实现单堆达到

200 kW的电堆,同时,在如此大的电堆

功率下,BOP也无法满足其运行需求。

5结论

燃料电池汽车经过多年的发展,已

经由样车逐步转入到商业化应用阶段,

尤其在国外,MIRAI和NEXO的量产证

明了燃料电池汽车商业化应用的可能性,

推动了整个行业的发展,为整个行业的

表2 国内外燃料电池客车主要参数对比

车型

SORA

van hool

New Flyer

电机/kW

2×113

2×85

285

燃料电池系统/kW

2×114

120

150

动力电池/kWh

9

17.4

47

氢系统

10×60 L(70 MPa IV)

8×210 L(35 MPa III)

8×285 L(35MPa III)

中通客车

北汽福田

宇通客车(12 m)

200

170

200

80

109

60

75.68

95.54

8×140 L(35 MPa III)

8×140 L(35 MPa III)

8×140 L(35 MPa III)

表3 国内外燃料电池重卡主要参数对比

车型

Nikola One

现代XCIENT

TOYOTA

电机/kW

746

350

燃料电池系统/kW

300

180

228

动力电池/kWh

320

216

氢系统

70 MPa IV

7×185 L(35 MPa III)

70 MPa IV

三一重工

大运V9

江铃威龙

189

250

120

100

95

127

10×168 L(35 MPa III)

8×210 L(35 MPa III)

8×140 L(35 MPa III)

福田欧马可智蓝

中通物流车

120

120

37

30

50.37

61.82

3×165 L(35 MPa III)

3×165 L(35 MPa III)

发展带来了信心。全球各主要国家和地区也积极推动燃料电池

汽车的发展,在双碳目标下,燃料电池汽车行业更是受到了极

大的关注。但是,纵观国内外燃料电池汽车发展现状,各国的

发展路径并不相同。美国并不主动发展燃料电池汽车,车辆的

使用主要以引进为主,而日韩国家主要以燃料电池乘用车发展

为主。国内受到政策和国情的影响,主要以商用车发展为主。

同时,对比国内外燃料电池汽车技术,国内燃料电池汽车

相关技术对比现在燃料电池汽车行业的龙头企业,如丰田、现

代等,还存在较大的差距,受到寿命、成本和性能的制约,

主要原因在于燃料电池系统中的核心部件还依赖进口,对燃料

电池的基础研究不够充分,对燃料电池汽车的研究还处于起

步阶段。

但是,中国一直将燃料电池汽车的发展作为汽车领域的重

要分支,在政策扶持下,各个车企也积极布局和推动燃料电池

汽车的发展,呈现出百花齐放的局面。未来,中国也将大力推

进燃料电池汽车核心技术的研究和发展,努力攻克燃料电池汽

车在寿命、成本、性能问题,推动燃料电池商业化应用,商用

车先行的基础上推动燃料电池乘用车的发展,在汽车领域为双

碳目标贡献力量。

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90% E5% 8F% 8A% E7% 87% 83% E6% 96% 99% E7% 94%

B5% E6% B1% A0% E4% BA% A7% E4% B8% 9A% E7% 99%

BD% E7% 9A% AE% E4% B9% A6% E3% 80% 8B. pdf China Hydrogen

Alliance. White Paper on China’s Hydrogen Energy and Fuel Cell Industry.

[37] /2021-06/

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《商用汽车》

83

2024年5月15日发(作者:亢嘉石)

T

ECHNOLOGY

AND DESlGN

双碳目标下燃料电池汽车

发展现状与趋势

 王可岩 王作函

Development Status and Trend of Fuel Cell Vehicles in the Context of Carbon Peak and Carbon Neutrality

Goals

Abstract: With the continuous intensification of environmental and energy issues, the dual-carbon goal has gradually

become a problem that must be paid attention to in the development of various countries. Fuel cell vehicles are efficient and

clean new energy vehicles that can achieve zero pollution and zero carbon emissions during operation. So it has received

great attention in the context of dual carbon. This article reviews the development of commercial vehicles and passenger

vehicles in the United States, Europe, Japan, South Korea, and domestic fuel cell vehicles. The main parameters and

indicators of FCV were compared, and the basic situation and differences in the development of fuel cell vehicles at home

and abroad were analyzed.

Key words: fuel cell vehicle;Development status

概要:随着环境问题和能源问题的不断加剧,双碳目标逐渐成为各个国家发展所必须关注的问题。燃料电池汽车是一种高

效、清洁的新能源汽车,运行过程中可以实现零污染、零碳排放,因此在双碳背景下受到了极大的关注。本文综述了美国、

欧洲、日本、韩国及国内燃料电池汽车在商用车和乘用车方面的发展情况,在此基础上,对国内外燃料电池汽车主要领域,

包括:客车、重卡和乘用车的主要参数指标进行了对比,分析了国内外燃料电池汽车发展的基本情况和差异。

关键词: 燃料电池汽车;发展现状

1前言

随着人类社会的发展,环境问题和能源问题受到了越来越

多的关注,2015年第21届联合国气候变化大会(巴黎气候大

会)上通过的《巴黎协定》,提出了将全球平均气温上升幅度(较

前工业化时期)控制在2 ℃以内的目标

[1]

。随后,欧盟、日本、

韩国、中国等先后提出了碳达峰、碳中和目标。双碳目标迫使

汽车制造行业开始积极探索有效降低碳排放的方式。汽车研发

逐渐向着混合动力汽车、纯电动汽车、氢燃料电池汽车的方向

发展。其中,氢燃料电池汽车通过使用氢气发生电化学反应为

整车提供电能,在运行过程中不产生任何的污染,真正做到零

污染、零碳排放。因此,受到越来越多的关注。

本文主要对美国、欧洲、日本、韩国和中国大陆的燃料电

池汽车相关技术发展情况进行了介绍,在此基础上从燃料电池

汽车的各项关键技术指标进行分析,阐述了我国目前在燃料电

池汽车领域与国际先进水平的差距,并指出之后燃料电池汽车

的发展方向和趋势。

2国外燃料电池汽车发展现状

国外一直致力于燃料电池汽车的发展,北美、欧洲、日

本和韩国都着力于燃料电池汽车的发展,其中日本和韩国对于

燃料电池汽车的发展最为重视,日本丰田MIRAI和韩国现代

NEXO的量产对推动燃料电池汽车行业的发展起到了极大的推

动作用。

2.1 美国

美国是当前全球运行燃料电池汽车数量第2个破万的国家,

截至2021年6月,美国运行的燃料电池汽车数量达到10 803

[2]

。在美国能源部(DOE)、交通部(DOT)和环保局(EPA)等

政府部门的支持下,燃料电池技术取得了很大进步,通用汽车、

福特汽车、丰田、戴姆勒奔驰、日产、现代等整车企业都参加

了美国加州的燃料电池汽车的技术示范。

美国自2006年启动国家燃料电池公共汽车计划(National

Fuel cell City Bus Program,NFCBP)

[3]

,到2011年,美国燃料

电池公共汽车实际道路示范运行单车寿命最长超过11 000 h;

76

《商用汽车》

2021.08

TECHNOLOGY AND DESlGN

技术与设计

到2015年,运行的公交车平均累计运行时间已经达到9 000 h

(仍然在运行),最长的车辆寿命超过18 000 h。2016年,美

国燃料电池公共汽车的使用寿命已达到2万~3万h,车辆性

能达到传统柴油客车水平,实现每天19 h的运行,故障间隔里

程大于4 000英里。

2007年,通用汽车开始推行燃料电池汽车发展计划,同

年,通用对119辆燃料电池车进行了路试,同时,其将100辆

雪佛兰Equinox燃料电池电动汽车投放到市场供消费者使用

[4]

据统计,到2009年,这些车辆达到100多万英里的行驶里程。

2010年,通用推出新一代燃料电池电动车,与雪佛兰Equinox

相比,燃料电池电堆体积减少到原来的1/2,重量减轻220磅,

使用的铂金量只有原来的1/3

[5]

。到2014年,通用燃料电池电

动车累计行驶里程突破480万km,个别车辆已行驶超过19.3

万km。据通用汽车估计,这些车辆相比于传统内燃机汽车已

累计节省汽油达到597 694 L。2013年,通用与本田达成协议,

共同开发燃料电池电动车。

2014年,燃料电池混合动力卡车公司尼古拉成立。2016

年5月,尼古拉发布Nikola One原型机。该车续航里程可以

达到1 200英里(约合1 930 km)。2019年,尼古拉发布全新

设计的Nikola Two和基于依维柯S-WAY牵引车平台的车型

Nikola Tre

[6]

2019年,北美最大巴士制造商New Flyer推出Xcelsior

CHARGE H2-ts燃料电池-电动重型运输巴士,该车型续航

里程可达300英里(483 km),可根据不同型号和运行条件在

6~20 min内完成加氢,无需夜间插电式电动充电

[7]

目前,虽然美国是世界上燃料电池汽车数量最多的国家,

但美国本土并没有出现特别多的燃料电池汽车企业,美国的传

统车企更多的专注于传统燃油车的发展,在燃料电池汽车领域

并没有长足的发展,更多是一种观望的态度,主要是与该国的

能源结构有关系。

2.2 欧洲

欧洲的燃料电池客车示范计划(HYFLEET-CUTE)从2003

年至2010年在10个城市示范运行了30辆第1代戴姆勒燃

料电池客车,累计运行130万英里。这些车辆采用“电池+12

kW氢燃料电池”的动力形式。在此基础上,欧洲燃料电池客

车示范项目(CHIEC:Clean Hydrogen in European Cities)在5

个城市开展了26辆第2代燃料电池公共汽车的示范运行,期

限从2011年至2017年,目标是让燃料电池电动汽车性能达到

目前燃油汽车的标准

[8]

。在2017年法兰克福车展上,奔驰发

布了一款插电式混合动力氢燃料汽车——GLC F-Cell

[9]

,意味

着该车型既可以使用氢燃料电池的氢能,也可以使用外接充电

的电能。该车型纯电续航里程为51 km,再加上氢燃料动力系

统提供的续航里程,该车的NEDC综合工况续航里程可以达到

478 km。2020年9月,戴姆勒卡车公司发布了燃料电池概念

卡车梅赛德斯·奔驰GenH2卡车,并计划于2023年进行客户

实验

[10]

2015年,由液化空气集团、戴姆勒、林德、OMV、壳牌

和道达尔6家氢能产业的龙头企业结成“H2 Mobility”企业联盟,

以社会产业资本的身份一同支持德国氢能产业发展,为氢燃料

电池汽车建设氢基础设施

[11]

2019年,欧洲燃料电池和氢能事业联合组织发布的《欧洲

[12]

氢能路线图》

指出,到2030年,氢燃料电池乘用车将达到

370万辆,氢燃料电池轻型商业运输车将达到50万辆,氢燃料

电池卡车和公共汽车将达到4.5万辆。2050年,欧洲氢能发电

总量能够达到2 250太瓦时,占欧盟能源需求总量的1/4。

2021年,宝马开始BMW i Hydrogen NEXT氢燃料电池

原型车的相关测试

[13]

,对氢燃料电池驱动系统、底盘技术和电

子电气系统进行真实环境下的全面测试。2022年,将基于现

款BMW X5小规模生产BMW i Hydrogen NEXT车型,配备

氢燃料电池驱动系统。

2.3 日本

丰田自1992年开始燃料电池汽车的研究,直到2014年,

丰田发布当时最具成本优势、性能最先进的Mirai燃料电池电

动汽车。根据丰田的官方数据, Mirai的巡航里程达到650 km,

从左至右依次为:Nikola One、Nikola Two和Nikola Tre

2021.08

《商用汽车》

77

T

ECHNOLOGY

AND DESlGN

完成单次充氢仅需约3 min,10 s内可以完成百公里加速,完

全能够应付日常的行车需求

[14-17]

。为推进燃料电池汽车的产业

化,2013年初,宝马公司决定与丰田汽车公司合作,由丰田公

司向宝马公司提供燃料电池技术。丰田公司2015年1月在拉

斯维加斯消费电子展上宣布公开与燃料电池汽车相关的5 680

件专利,包括燃料电池组1 970项、高压储氢290项,燃料电

池控制系统3 350项,加氢站70项。2020年12月,丰田汽

车公司经过对燃料电池堆和系统的重新设计开发,全球正式发

布第2代Mirai燃料电池汽车,新款Mirai电堆峰值功率128

kW,体积功率密度高达5.4 kW/L,由330片燃料电池发电单

元串联组成。3个70 MPa 的高压储罐容量141 L(前64 L+52

L+25 L),续航高达850 km

[18]

2018年4月,丰田发布了其首款氢燃料电池重卡,即第

1代氢燃料电池重卡Alpha

[19]

。2018年8月在美国北密歇根汽

车研究中心发布第2代氢燃料重卡Beta。第2代氢燃料电池

重卡最大的突破是续航里程的提高,由第1代的200英里(约

321 km)增加到300英里(约480 km)。2019年4月,丰田在

Alpha和Beta两个概念验证原型卡车基础上,在洛杉矶推出新

版零排放燃料电池重型电动卡车FCET。该燃料电池重卡为丰

田和美国卡车制造商Kenworth共同开发,发动机采用丰田燃

料电池技术,具有增强的功能和性能,续航里程预计为300英

里(约480 km)。

2018年,丰田发布了燃料电池巴士SORA

[20]

。该车搭载了

与丰田首款氢燃料汽车Mirai相同的TFCS燃料电池系统,其

动力总成包括2个114 kW的燃料电池组和双电机驱动,电机

最大功率为113 kW,峰值转矩为335 Nm。

本田早在1999年的东京车展展示了名为FCX的燃料电池

车,并于1999-2001年多次推出试验车进行测试,为量产作出

准备。2002年,FCX在美国加州和日本进行租售式发售。这辆

车也是世界上第一步官方认证的燃料电池汽车。2008年,本田

丰田燃料电池汽车巴士SORA

78

《商用汽车》

2021.08

对FCX进行了升级,并命名为FCX Clarity,本田新开发的FCX

Clarity燃料电池电动汽车,能够在-30 ℃顺利启动,续驶里程

达到620 km

[21]

。2014年,本田宣布其燃料电池电堆功率密度

也达到3 kW/L。2015年,本田在东京车展上官方首发了旗下

的燃料电池汽车Clarity,该车最高续航里程750 km。2016年

3月10日,本田正式宣布,名为“Clarity Fuel Cell”燃料电池

汽车(FCV)正式开始以租售的形式上式。日产汽车也投入巨资

开展燃料电池电堆和轿车的研发。

日本着力打造氢能社会,制定了《国家氢能基本战略》

[22]

确定了到2050年氢能社会建成目标以及具体行动计划。截至

2017年底,日本拥有的氢燃料电池汽车超过2 000辆。日本计

划到2025年拥有可上路的氢燃料电池汽车20万辆,到2030

年达到80万辆,并在国内建成投用900座加氢站。

2.4 韩国

目前,韩国是世界上燃料电池汽车运行数量最多的国家,

截至2020年底,韩国运行燃料电池数量为10 906辆。韩国

对于燃料电池汽车的研究也有很长的历史。1998年,韩国现代

成立麻北新能源技术研究院研发燃料电池技术,从此开启了现

代研发燃料电池的历程;2002年,韩国开始研发燃料电池电动

汽车;2005年采用巴拉德的电堆组装32辆SUV;2006年推

出了自己研发的第1代电堆,并且组装了30辆SUV和4辆大

客车,同时进行了示范运行;2009-2012年,开发了第2代电堆,

装配100辆SUV,开始在国内进行示范和测试,并对电堆性能

进行改进;2012-2015年,推出第3代燃料电池SUV和客车,

开始全球示范;2013年,韩国宣布提前2年开展千辆级别的

燃料电池SUV(现代ix35)生产,在全球率先进入燃料电池电

动汽车千辆级别的小规模生产阶段

[23,24]

。该SUV采用100 kW

燃料电池、24 kW锂离子电池和100 kW电机,70 MPa的氢

瓶可以储5.6 kg氢气,NEDC循环工况续驶里程588 km,最

高车速160 km/h;2015年,美国华德公司(Ward)将该燃料

现代燃料电池重卡XCIENT Fuel Cell

电池发动机评为北美年度十佳量产的发动机之一,这是燃料

电池首次入选;2018年1月推出了第2代量产氢燃料电池车

NEXO;2019年NEXO全球销量高达4 818辆,是销量第2

名Mirai的2倍。

2019年10月,现代首款氢燃料电池重卡HDC-6

Neptune Concept在美国亚特兰大举行的北美商用车展上全球

首发

[25]

。此款氢能重卡是8级重卡,车上有7个35 MPa储氢罐,

并配有196 kW的现代NEXO燃料电池电堆。燃料电池可产生

能量驱动476 hp(约355 kW)的电动马达,通过马达自动变速

器对车轮进行驱动。

2019年,韩国发布《氢能源经济发展路线图》

[26]

,计划到

2019年底在国内推广4 000多辆氢燃料电池汽车;到2025年,

建立年产10万辆氢燃料电池汽车的生产体系;到2040年,将

分阶段生产620万辆氢燃料电池汽车。韩国政府还计划在公

共交通领域普及氢燃料电池汽车,力争到2022年有2 000辆

氢燃料电池公交车,到2040年有4万辆氢燃料电池公交车投

入使用。此外,韩国警方还更换了820辆搭载氢燃料电池的大巴。

韩国计划到2040年将现有的14座加氢站数量增加到1 200座,

燃料电池年发电量增加到15 GW(2018年达到韩国总发电量

的7%~8%)。

3 国内燃料电池汽车发展现状

从国内来看,我国一直致力于燃料电池汽车事业的发展,

新能源汽车“十二五”专项规划明确划分了纯电动、插电式混

合动力以及燃料电池汽车等关键技术,以及相关的标准、能源、

示范3大基础平台所组成的新“三纵三横”为核心的基础路线

[27]

2012年,国务院《关于印发节能与新能源汽车产业发展规

划(2012-2020)》,明确指出了“开展燃料电池电堆、发动机及

其关键材料核心技术研究;继续开展燃料电池汽车运行示范,

提高燃料电池系统的可靠性和耐久性,带动氢的制备、储运和

加注技术发展。”

2016年,能源局和发改委联合颁布《能源技术革命创新

行动计划2016-2030年》和《能源技术革命重点创新路线图》,

积极推动燃料电池车的示范运行和推广应用。《中国制造2025》

[28]

提出,到2025年,制氢、加氢等配套基础设施基本完善,

燃料电池汽车实现区域小规模运行。因此,我国要抓住新能源

汽车战略性新兴产业培育和发展的政策机遇,发挥政策引导作

用,聚焦重大、重点突破燃料电池汽车关键技术和共性技术,

稳步推进燃料电池汽车技术进步。

3.1燃料电池乘用车发展现状

2015年,上汽推出了续航400 km、“无污染,零排放”的

TECHNOLOGY AND DESlGN

技术与设计

荣威750E燃料电池车。2017年,上汽在中国国际工业博览会

上展示了2款氢燃料电池车型,分别为荣威950和燃料电池轻

型客车大通FCV80。2020年,上汽集团正式发布全球首款燃

料电池MPV——上汽大通MAXUS EUNIQ 7

[29]

,并同时宣布

中国汽车行业首个“氢战略”:在2025年前,推出至少10款燃

料电池整车产品,上汽捷氢科技(为行业提供燃料电池产品及

工程服务的高科技企业)达到百亿级市值,建立起千人以上燃

料电池研发运营团队,形成万辆级燃料电池整车产销规模,市

场占有率在10% 以上。

2018年10月,红旗推出国内首款用于搭载乘用车的50

kW级别燃料电池发动机,是国内第1款采用金属双极板单堆,

系统功率达到50 kW,体积比功率达到400 w/L。2021年,

红旗H5-FCEV燃料电池轿车正式亮相

[30]

。该车搭载了一台最

大功率为140 kW的驱动电机,最高车速可达160 km/h,零

百加速度也在10 s之内。该车还配备2个储氢罐,每个储氢

罐可存储2 kg氢气,百公里耗氢量小于0.82 kg,续航里程可

达520 km。

2020年,东风首款全功率氢燃料电池车型东风氢舟

(AX7-FCV)发布亮相

[31]

2021年,广汽首款燃料电池乘用车AION LX Fuel Cell开

始示范运营

[32]

。该车是一款基于广汽集团 GEP 2.0 平台开发的

氢燃料电池汽车,在保留豪华智能超跑 SUV AION LX的基础上,

自主开发了燃料电池系统和车载储氢系统,最大输出功率超过

135 kW,百公里氢耗 0.77 kg,NEDC 工况续航里程超过 650

km,一次加氢仅需 3~5 min。

在乘用车领域,我国目前的成果较少,其中真正实现量产

的只有上汽G20,其他车企的车辆大多停留在样车阶段,多数

车企并不把燃料电池乘用车作为燃料电池汽车主要的发展趋

势,主要原因有以下两点:一是燃料电池系统的成本较高,导

致燃料电池汽车整体售价较高,消费者不买账;二是燃料电池

上汽大通MAXUS EUNIQ 7

2021.08

《商用汽车》

79

T

ECHNOLOGY

AND DESlGN

汽车需要加氢,而国内的加氢站很少,无法满足日常的行车使用。

3.2燃料电池商用车发展现状

2008年,福田推出国内首款公告型氢燃料电池客车,并

服务北京奥运会展开示范运营;2014年,福田发布第2代12

m氢燃料电池客车,解决了生产成本高、燃料电池寿命短等阻

碍氢燃料电池客车发展的瓶颈问题;2016年,福田推出第3

代8.5 m氢燃料电池客车,并凭借优越的性能以百辆订单,斩

获全球范围最大规模商业化氢燃料电池客车订单;2018年,福

田氢燃料电池客车已经发展到第4代,整车氢气加注10~15

min,续航里程可达450 km以上,可实现-30 ℃低温启动、

-46 ℃低温存放和停机自动保护

[33]

2019年11月16日,上汽红岩首款燃料电池自卸车亮相

[19]

,同时亮相的还有上汽跃进燃料电池卡车FC500 D12。2019

年12月12日,全国首辆18 t燃料电池卡车——上汽跃进

FKC500-D18正式下线,该车搭载的是捷氢科技P390系统,

加氢时间不到10 min,续航里程超过400 km。

2020年,一汽解放发布燃料电池半挂牵引车。这款解放

燃料电池半挂牵引车长7.4 m,宽2.55 m,高3.98 m,总质量

福田燃料电池客车

上汽红岩燃料电池重卡

80

《商用汽车》

2021.08

25 t,整备质量10.65 t,准拖挂车总质量38.22 t,半挂车鞍

座最大允许承载质量14.22 t,轴距3 800+1 350 mm,配套的

是重塑科技的燃料电池系统

[19]

2021年,飞驰汽车发布49 t氢燃料电池重卡,燃料电池

发动机搭载的是国鸿氢能鸿途G110系统产品,系统额定功率

110 kW。该车型采用国内目前统一标准35 MPa氢气瓶,充装

一次氢气只需5~10 min,最高续航里程可达400 km

[19]

一汽解放燃料电池环卫车

飞驰燃料电池重卡

中通燃料电池客车

TECHNOLOGY AND DESlGN

技术与设计

2017年,中通客车发布了其首款12 m氢燃料电池客车——

LCK6120FCEVG。该车续驶里程400 km,可持续发电15 000 h,

可以满足大中型城市公交以及团体用车需求

[34]

宇通发布多款氢燃料电池客车

[35]

,包括8.5 m、10 m和

12 m公交车,覆盖主要公交市场。车型开发时,宇通还开发了

63/65/80 kW 燃料电池系统,并规划开发 110/120 kW 燃料电

池系统,通过配置差异化,满足不同使用场景下的客户需求。

目前,在燃料电池商用车领域,中国车企可谓百花齐放,

不同的车企积极布局燃料电池轻卡、重卡以及客车,尤其是在

卡车领域,燃料电池可以很好的对传统柴油机进行替代,满足

大功率、长续航的工况需求,受到了广大车企的偏爱。

4国内外燃料电池汽车发展趋势对比

4.1国内外燃料电池汽车发展规模

从表1可以看出,目前燃料电池汽车保有量最多的3个国

家为韩国、美国和中国,在2025年的计划中,发展燃料电池

最多的地区为欧洲,但截至2020年底,欧洲并没有很大量的

发展。按照目前的发展计划,燃料电池汽车具备巨大的市场空

间,仍有很长的路要走。

从图1和图2可以看出,自2015年以来,我国燃料电池

汽车产量整体呈增长态势,其中2019年达到顶峰,整年产量

达到3 018辆。2020年,受疫情及政府采购和补贴力度减弱

宇通燃料电池客车

的影响,燃料电池汽车受市场冲击明显,产量仅为1 199辆。

2021年第1季度,我国燃料电池汽车产量为104辆。

与产量走势一致,我国燃料电池汽车的销量也在2019年

达到高峰,全年销量达到2 737辆。2020年,燃料电池汽车

销量大幅下滑,全年销量为1 177辆。2021年第1季度,我国

燃料电池汽车销量为150辆。

对比我国的发展计划,到2025年,实现燃料电池汽车保

有量5万~10万辆,还有巨大的市场空间。目前,国内燃料电

池汽车市场如火如荼,尤其是在商用车

领域,各大车企积极布局各个车型,包括

轻卡、重卡和客车,预计在2025-2030

年,中国燃料电池汽车市场将得到巨大

的发展。

4.2 国内外燃料电池客车对比

从表2可以看出,在客车方面,国

外相较于国内应用示范案例较少,从整

体技术来看,目前国内外在燃料电池客

表1 国内外燃料电池汽车发展规模

[36]

地区

欧洲

日本

美国

韩国

中国

至2018年

1 080

2 839

5 899

712

3 896

至2019年

3 483

7 988

4 906

6 178

至2020年

1 556

3 902

8 931

10 906

7 352

至2025年计划

90万~100万

20万

20万

15万

5万~10万

至2030年计划

120万

80万

180万

100万(2035年)

图1 中国燃料电池汽车产量(2015-2021年)

[37]

图2 中国燃料电池汽车销量(2015-2021年)

[37]

2021.08

《商用汽车》

81

T

ECHNOLOGY

AND DESlGN

车领域上的差异较小。

4.3 国内外燃料电池重卡对比

从表3可以看出,在卡车方面,国

外主要推出的是燃料电池商用中重型卡

车,而国内从轻卡、中型卡车、重型卡

车均有布局。国外的燃料电池重卡均搭

载180 kW以上的燃料电池系统,而国

内目前重卡搭载的燃料电池系统为120

kW左右,物流车的功率在30~40 kW。

国外基本推行70 MPa IV型瓶技术,而

国内则以35 Mpa III型瓶为主要储氢容

器。这主要受限于燃料电池电堆和对应

BOP,目前国内没有能够实现单堆达到

200 kW的电堆,同时,在如此大的电堆

功率下,BOP也无法满足其运行需求。

5结论

燃料电池汽车经过多年的发展,已

经由样车逐步转入到商业化应用阶段,

尤其在国外,MIRAI和NEXO的量产证

明了燃料电池汽车商业化应用的可能性,

推动了整个行业的发展,为整个行业的

表2 国内外燃料电池客车主要参数对比

车型

SORA

van hool

New Flyer

电机/kW

2×113

2×85

285

燃料电池系统/kW

2×114

120

150

动力电池/kWh

9

17.4

47

氢系统

10×60 L(70 MPa IV)

8×210 L(35 MPa III)

8×285 L(35MPa III)

中通客车

北汽福田

宇通客车(12 m)

200

170

200

80

109

60

75.68

95.54

8×140 L(35 MPa III)

8×140 L(35 MPa III)

8×140 L(35 MPa III)

表3 国内外燃料电池重卡主要参数对比

车型

Nikola One

现代XCIENT

TOYOTA

电机/kW

746

350

燃料电池系统/kW

300

180

228

动力电池/kWh

320

216

氢系统

70 MPa IV

7×185 L(35 MPa III)

70 MPa IV

三一重工

大运V9

江铃威龙

189

250

120

100

95

127

10×168 L(35 MPa III)

8×210 L(35 MPa III)

8×140 L(35 MPa III)

福田欧马可智蓝

中通物流车

120

120

37

30

50.37

61.82

3×165 L(35 MPa III)

3×165 L(35 MPa III)

发展带来了信心。全球各主要国家和地区也积极推动燃料电池

汽车的发展,在双碳目标下,燃料电池汽车行业更是受到了极

大的关注。但是,纵观国内外燃料电池汽车发展现状,各国的

发展路径并不相同。美国并不主动发展燃料电池汽车,车辆的

使用主要以引进为主,而日韩国家主要以燃料电池乘用车发展

为主。国内受到政策和国情的影响,主要以商用车发展为主。

同时,对比国内外燃料电池汽车技术,国内燃料电池汽车

相关技术对比现在燃料电池汽车行业的龙头企业,如丰田、现

代等,还存在较大的差距,受到寿命、成本和性能的制约,

主要原因在于燃料电池系统中的核心部件还依赖进口,对燃料

电池的基础研究不够充分,对燃料电池汽车的研究还处于起

步阶段。

但是,中国一直将燃料电池汽车的发展作为汽车领域的重

要分支,在政策扶持下,各个车企也积极布局和推动燃料电池

汽车的发展,呈现出百花齐放的局面。未来,中国也将大力推

进燃料电池汽车核心技术的研究和发展,努力攻克燃料电池汽

车在寿命、成本、性能问题,推动燃料电池商业化应用,商用

车先行的基础上推动燃料电池乘用车的发展,在汽车领域为双

碳目标贡献力量。

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B5% E6% B1% A0% E4% BA% A7% E4% B8% 9A% E7% 99%

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