曾俊夫

在大力發(fā)展電動(dòng)車的同時(shí)，我們的政府對(duì)氫能燃料電池汽車的發(fā)展也沒有松懈，并且是大力支持商用車的技術(shù)推進(jìn)，尤其是城市公交車和旅游大巴，如果說(shuō)乘用車電動(dòng)化是未來(lái)汽車的動(dòng)力可選解決方案之一，那么對(duì)于需要大量運(yùn)載乘客的巴士來(lái)說(shuō)，氫能燃料電池動(dòng)力技術(shù)無(wú)疑就是一個(gè)既可行、又可靠，還比較環(huán)保的替代方案了

作為傳統(tǒng)化石能源的替代方案，氫能燃料電池技術(shù)一直以來(lái)都被各國(guó)汽車公司所看好，它具有很高的可行性和可靠性，并且續(xù)行里程可以輕松超越電動(dòng)車。更重要的是加氫時(shí)間與加油的時(shí)長(zhǎng)大致相當(dāng)。大概在20年前，各國(guó)政府就開始著手規(guī)劃燃料電池技術(shù)的發(fā)展路線。

從產(chǎn)品層面來(lái)看，不論是EV（Electric Vehicb）純電力驅(qū)動(dòng)汽車，還是FCV（Fuel cell vehicles）燃料電池汽車，其技術(shù)根本都是圍繞電子技術(shù)展開的。而且這兩種汽車的出現(xiàn)，可以為城市解決污染問(wèn)題。所以從一開始，汽車廠商就把精力用在研發(fā)燃料電池客車上。這其實(shí)很好理解，一旦公共交通工具的運(yùn)營(yíng)問(wèn)題解決了，基本上就打消了政府的顧慮，那么燃料電池技術(shù)推廣到乘用車領(lǐng)域也就順理成章。

歐美企業(yè)一直走在前列

戴姆勒集團(tuán)很早就在燃料電池領(lǐng)域進(jìn)行著嘗試。1997年，戴姆勒旗下的梅賽德斯-奔馳公司就推出了以氫能燃料電池技術(shù)為動(dòng)力源的實(shí)驗(yàn)大巴車“NEBUS”。這款試驗(yàn)車以Citaro低地板公交車為基礎(chǔ)改造，屬于第一代產(chǎn)品，燃料電池的效率為48-38%，壽命僅兩年。盡管第一代Fuel Cell Citaro還有一些不成熟的地方，但這無(wú)疑為德國(guó)政府和其他汽車廠商指明了一條發(fā)展方向。

第一代Fuel Cell Citaro從2003年投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)到2010年，共30輛客車實(shí)現(xiàn)了累計(jì)210萬(wàn)公里的考驗(yàn)，適應(yīng)性達(dá)到了90-95%。第二代車型則是在2011年投入市場(chǎng)，電池設(shè)計(jì)壽命為6年，改進(jìn)后的燃料電池和鋰電池可節(jié)省50%氫消耗，同時(shí)可提供120kW的強(qiáng)大功率，續(xù)行里程為250公里。試驗(yàn)周期到2017年止，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)達(dá)到當(dāng)前柴油公交車的標(biāo)準(zhǔn)。

美國(guó)政府是在2006年啟動(dòng)了國(guó)家燃料電池公共汽車計(jì)劃（National FuelcellCity Bus Program，NFCBP），通用汽車隨后在2007年跟進(jìn)，推出了100輛雪佛蘭Equinox（探界者）燃料電池SUV在租賃市場(chǎng)“試驗(yàn)”。不過(guò)從一開始，美國(guó)仍然是以公交車為試驗(yàn)載體，到2011年的時(shí)候，美國(guó)投入試驗(yàn)的燃料電池公交車單車壽命最長(zhǎng)超過(guò)了11000小時(shí)。而到2015年的時(shí)候，最長(zhǎng)壽命的公交車已超過(guò)了18000小時(shí)?；緦?shí)現(xiàn)了每天運(yùn)營(yíng)19個(gè)小時(shí)，故障間隔大于6400公里，車輛性能與傳統(tǒng)柴油客車相當(dāng)。

福田攜手億華通成國(guó)內(nèi)領(lǐng)跑品牌

在國(guó)內(nèi)的燃料電池領(lǐng)域，走在前列的要數(shù)北京億華通科技股份有限公司。這是一家年輕的企業(yè)，2004年創(chuàng)立，專注于氫能燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)，并且也在著力于產(chǎn)業(yè)化的推廣。因?yàn)槌薪恿藝?guó)家“863”計(jì)劃關(guān)于電動(dòng)汽車的項(xiàng)目，所以億華通這幾年在氫燃料電池汽車的整車設(shè)計(jì)、氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)、電子控制系統(tǒng)開發(fā)、車用加氫站、氫能示范園的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)方面取得了重要成果。

目前億華通開發(fā)的第三代氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)已大規(guī)模裝備在客車上，具有零污染、能源利用率高、低噪音等特點(diǎn)。合作企業(yè)包括福田歐輝、宇通客車、海格客車、申沃客車以及中植客車等，并且已經(jīng)開始大規(guī)模在國(guó)內(nèi)外運(yùn)行。億華通為國(guó)內(nèi)的客車企業(yè)提供的解決方案非常高效，其加注氫氣僅需10分鐘，續(xù)行里程可以達(dá)到500公里，基本能滿足一天的運(yùn)營(yíng)需求。

實(shí)際上燃料電池大巴離我們并不遙遠(yuǎn)。在2008年北京奧運(yùn)會(huì)期間，福田就組織過(guò)一批隧料電池試驗(yàn)大巴作為通勤車，運(yùn)營(yíng)用的車型還是國(guó)內(nèi)首批上產(chǎn)品公告的燃料電池客車。而在2017年哈薩克斯坦舉行的世博會(huì)上，福田歐輝燃料電池客車也成為了中國(guó)館的唯一指定用車。這一切成績(jī)足以說(shuō)明福田的燃料電池客車具有相當(dāng)高的可靠性，福田歐輝成功的背后離不開億華通的技術(shù)支持。雙方最早在2006年攜手研發(fā)氫燃料電池客車，2013年，福田又打造出氫燃料電池物流車；而在2014年，福田歐輝推出了第二代12米氫燃料電池公交車，這一次不僅降低了電池成本，還提高了燃料電池的壽命。在2016年的時(shí)候，福田歐輝氫燃料電池客車獲得了100輛訂單，此一事件被視作國(guó)產(chǎn)氫燃料電池客車產(chǎn)業(yè)化的真正開始。

在2017年4月舉行的上海車展上，福田歐輝再次發(fā)力，向全球首發(fā)了8.5米的城市旅游客車，產(chǎn)品代號(hào)為BJ6852，已經(jīng)登上了目錄公告，是可以正常銷售的整車產(chǎn)品。車輛氫系統(tǒng)采用億華通與清華大學(xué)研發(fā)的碰撞-氫-電耦合技術(shù)，利用碰撞、氫、電安全性綜合管理和互鎖控制技術(shù)，將氫氣危險(xiǎn)防范于未然。這臺(tái)8.5米的旅游巴士在燃料電池技術(shù)方面采用了全球領(lǐng)先的干膜技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)零下20度低溫啟動(dòng)、零下46度低溫存放和停機(jī)自動(dòng)保護(hù)，加氫不超過(guò)10分鐘，續(xù)航里程可達(dá)500公里。

與10年前相比，目前的燃料電池成本已經(jīng)下降了50%，氫燃料電池客車的制造、加氫站建設(shè)在技術(shù)上已經(jīng)沒有障礙。只是在過(guò)渡到商業(yè)化的進(jìn)程中，氫燃料電池客車還會(huì)面臨包括運(yùn)營(yíng)服務(wù)、成本控制、后期維護(hù)等諸多考驗(yàn)。

日野和現(xiàn)代是亞洲的另外兩支力量

在亞洲，日本的商用車公司也在大力投入到氫能燃料電池客車的研發(fā)中。由豐田汽車持股501%的日野公司，從1997年開始著手研發(fā)燃料電池技術(shù)，到2002年9月正式推出了首臺(tái)氫能燃料電池公交車：FCHV-BUS2。這是日野第一臺(tái)氫燃料電池技術(shù)整車，這款車在2005年1月投入運(yùn)營(yíng)，累計(jì)運(yùn)載超過(guò)百萬(wàn)人次。

這臺(tái)FCHV-BUS2屬于日野燃料電池客車的第一代產(chǎn)品，在技術(shù)指標(biāo)方面，它的最高車速為80km/h，額定載客62名，搭載兩臺(tái)同步電機(jī)，最大功率160kW，最大扭矩520Nm。在2015年，日野聯(lián)手豐田又推出了第二代燃料電池大巴。外觀部分，尤其是車頂?shù)碾姵叵到y(tǒng)體積得到減小，視覺也更加美觀。這臺(tái)車的燃料電池系統(tǒng)參考了豐田Mirai的“豐田燃料電池系統(tǒng)”（TFCS）。在東京市政府的大力支持下，日野第二代氫能燃料電池客車已經(jīng)開始大規(guī)模運(yùn)營(yíng)在日本首都道路上。

這臺(tái)車除了搭載兩套FC燃料電池堆和兩臺(tái)電機(jī)外，還在車頂裝備了八個(gè)高壓氫氣罐，除了滿足自身行駛外，必要時(shí)還可以給建筑物供電。在安全設(shè)計(jì)方面考慮到了客車的需求，而性能方面也基本貫徹了豐田的“節(jié)約石油”，和促進(jìn)電能、氫能替代傳統(tǒng)能源的基本方針。

在2016年漢諾威商用車展上，韓國(guó)現(xiàn)代汽車也推出了自己的氫能燃料電池輕型商用概念車——H350 FueI Cell Concept。這臺(tái)車以H350輕型商用車為藍(lán)本開發(fā)，燃料電池反應(yīng)堆和高壓氣罐都藏在地板下，是最有可能投產(chǎn)的量產(chǎn)Van。從公布的性能看，其指標(biāo)參數(shù)略好于大眾的EV電動(dòng)商用車。它的鋰電池能量為24kWh，電動(dòng)機(jī)功率為100kW，最高車速可達(dá)150km/h，充滿7.05kg氫氣（700bar壓力）可續(xù)跑422公里的路程。更具軸距和車廂不同，H350燃料電池Van可以提供10.5立方米和12.9立方米的封閉貨車，以及14座輕型客車。

從全球各大汽車公司的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，將氫能燃料電池乘用車推向市場(chǎng)的，目前只有豐田和本田兩家，而更多的企業(yè)目前仍然著眼于發(fā)展商用車市場(chǎng)，即城市公共交通領(lǐng)域?；蛟S過(guò)不了幾年，國(guó)內(nèi)的柴油動(dòng)力公交車會(huì)慢慢替換為氫能燃料電池車型，到那時(shí)候，城市的空氣質(zhì)量將得到一定改善，而我們的用車?yán)砟钜矊㈤_始改變。endprint