國內外燃料電池汽車技術水平現狀與 差距對比

總體來看，國外整車企業已在2015 年進入量產階段；而在中國，燃料電池汽車還處于性能改進和小規模示范階段。

 1 燃料電池轎車

  我國燃料電池轎車在動力性、續駛里程等基本性能指標方面與國外的車型基本相當，zui高車速基本都在150～170 km/h 上下，百公里加速時間也基本在10～15 s 左右。但由于國外開始采用70MPa 車載儲氫系統，一次加注的續駛里程大大提高。從動力系統的基本配置來看，zui大的差別在于燃料電池發動機的功率輸出能力與電機的轉矩輸出能力上。其中國外燃料電池發動機的功率輸出能力基本在80～100kW，比國內的55kW 高出很多，而且具有很高的質量比功率和體積比功率指標。同等功率輸出能力的電機具有更高轉矩輸出能力，約比國內高50～80Nm，比例達到25%～40%。

                    表1 國內外研究進展

 2 燃料電池客車

 我國燃料電池城市客車在加速時間、zui高車速等動力性指標方面與國外的車型基本相當，zui高車速80km/h 居多，0～50 km/h 加速時間在20s 左右。續駛里程適中，一般在250～400 km 之間，氫耗指標有一定優勢，儲氫瓶的zui高壓力均為35 MPa。

       表 2 國內外研究進展

 3 關鍵材料

 在燃料電池關鍵材料，如催化劑，質子交換膜、膜電極（membraneeletrode assembly MEA)等方面，中國與國外水平相比仍存在較大差距，造成中國與發達國家技術上這些差距的原因主要分析如下：

1）關鍵材料未實現國產化。上述關鍵材料如電催化劑、質子交換膜、炭紙大都采用進口材料，且多數為國外壟斷，價格*；盡管在“十一五規劃”中國產替代材料如催化劑、膜、炭紙等取得了可喜成就，然而，由于尚未形成批量生產能力，或者產品質量不夠穩定。

2）部件制備技術落后。由于缺少先進制備技術與設備，使得一些主要部件如雙極板、MEA 等制造質量得不到保障，一致性較差。

3）系統耐久性與可靠性有待提高。國內對電堆耐久性的研究不足，對系統優化提升電堆性能與壽命缺乏深刻的認識，造成了輔助系統匹配與控制策略研究過程中思路簡單，甚至盲目。

4 燃料電池附件系統對標

 在燃料電池附件系統方面，中國與*水平相比差距很大，基本沒有成熟產品。

                  表 3 國內外研究進展

5 國內燃料電池汽車存在問題

 目前制約中國燃料電池汽車發展的瓶頸包括貴金屬成本及中毒問題、燃料電池穩定性問題、氫供給難題等技術性制約因素。燃料電池耐久性問題。以車用燃料電池的基本要求為例，轎車用

燃料電池系統的運行壽命必須達到3000～5000h。國內相關企業氫燃料電池的穩定壽命還在3000 小時左右，而*技術已經可以達到5000 小時以上。

 關鍵材料和核心零部件薄弱。我國燃料電池關鍵材料和部件基礎比較薄弱，如燃料電池用電化劑、質子交換膜、炭紙等關鍵材料的開發多停留于實驗室和樣品階段，空氣壓縮機和氫氣回泵等關鍵部件沒有產品供應，嚴重影響到我國車用燃料電池電堆技術的開發進程。

 氫氣儲存問題。我國使用的壓力為35MPa 的碳纖維纏繞金屬內膽氣瓶（Ⅲ）的儲氫密度為3.9%，通過提高壓力到70MPa 可達到5%；而采用碳纖維纏繞塑料內膽氣瓶(Ⅳ)儲氫密度可以進一步提高到5.5%。我國在IV 瓶方面尚沒有技術，在70MPa 的Ⅲ瓶方面僅有研發成果，沒有產品。另外，目前正在探討和研發的另外一條路徑是有機液態儲氫值得重視，國內有一定的研究基礎，但缺乏示范考核。

 我國燃料電池材料與關鍵部件技術基礎與*水平差距較大，耐久性、功率密度和低成本技術明顯落后。燃料電池發動機等關鍵零部件方面，基本沒有成熟產品，產業鏈配套體系很不完善；燃料電池發動機的耐久性方面，我國僅為幾千小時，國外上已實現超過1萬小時；轎車集成和控制的水平差距不大，但燃料電池發動機的功率密度明顯低；燃料電池客車的混合動力系統