中国工程院院士衣宝廉：提高车用燃料电池可靠性与耐久性

8月31日，在2019中国汽车产业发展（泰达）国际论坛上，围绕着“全面深化改革开放，发展壮大新动能”大会主题，中国工程院院士衣宝廉发表演讲内容《提高车用燃料电池的可靠性和耐久性》。

以下为演讲实录：

尊敬的杨院士、李院士、高书记以及各位嘉宾，下午好！我讲的题目是提高车用燃料电池的可靠性和耐久性。我分两部分进行演讲，第一部分简单介绍一下国内外燃料电池车的现状，下一部分是怎么提高燃料电池的可靠性和耐久性。

原料电池的原理是电化学，因此效力比较高，燃料电池的工作方式是内燃机的，跟锂电池比它的能量不是储存在电池里，所以尽管燃料电池的膜也有破的时候，但是破了电压下降，我们把氢气关掉，不会产生燃烧和爆炸，所以燃料电池是比较安全的，能量和转化系统是分开的。

把燃料电池装到车上，现在一般都是混合动力的、电电混合的、直驱的方式，不是充电式。跟燃油车相比，用氢瓶代替了油箱，有燃料电池发动机代替了内燃机，得到的好处就是排放没有了，就是排放水，代价现在就是运行费用高、发动机成本高，两个贵。

燃料电池车的性能现在从续驶里程、加氢的时间，从驾驶人员的感受以及舒适性、适应性都达到了燃油车的水平，因此如果不存在两高，燃料电池完全可以代替燃油车，但是它有两个最大的拦路虎，一个是发动机的成本比较高，一台燃料电池车的售价是燃油车的一倍，比如说大巴车，柴油车卖一百多万，燃料电池车卖到二百多万，小轿车也是这种状况。再有运行费用比较贵，运行费用现在用市电电解水，做氢。  燃油车一百公里大概消耗七八升油，也就是40多块钱，一公斤氢七八十，运行费用比较高，费用最低的锂电池车，跑一百公里平均15度电左右，一度电一块钱，才15块钱，所以燃料电池车要想大规模应用，还要把两高消灭掉。一公斤氢卖40块钱左右，我想燃料电池车是可以普及的，这个时间我预计还要三年到五年左右。

现在燃料电池发动机从体积来看，已经可以跟内燃机相比，去年在海口开会，本田说已经达到了内燃机的水平，乘用车都超过了5000小时，大巴车达到了20000多小时，时间寿命还是可以的，但不是每一辆都能达到这种水平。从造价来看还是比较贵的，这里有一个不仅仅是价钱，还有资源的限制，就是铂的用量问题，现在一千瓦国际上用铂是0.2克，国内降到了0.3克左右，要想成百万辆的生产需要降到0.1克以下，现在实验室已经达到了这个要求，所以铂用量不是一个核心因素了，原来我们看得很重，但是由于功率的提高和催化剂活性的提高，铂的问题现在看来有希望了。

国内从2001年成立电动汽车国家专项以来到现在就做这方面的研究，到现在有20年的时间了。我们从2005年以后，整车开始跑了，2007年参加了上海大赛，2008年奥运会有23辆燃料车参与运行，2007年有16辆轿车到美国加州进行了实验，2010年有一辆大巴到新加坡参加了世青赛，196辆燃料电池车参加了上海世博会的示范运行，所以国际上看中国示范的燃料电池车还是比较多的，积累了丰富经验。但是在世博会以前的示范着眼点不是经济，不是做一台车花多少钱，运行一百公里花多少钱，而是着眼燃料电池车能不能适用，着眼的是技术问题。那个时候的示范叫技术性的示范，现在也叫示范，产业化的初始阶段，但是这个示范是经济性的示范，我考察经济上可不可行。

在奥运会示范以后上汽搞了一个创新征程，分南线和北线，它的目的就是考察三种电动车，锂电池车、燃料电池车和混合动力车对中国环境的适应性。所有的车都在西藏进行了预热，当时我最担心的燃料电池车在西藏能不能跑起来，实验结果还是能跑，速度上不去，因为西藏的氧浓度只有10%，所以三种车在我国的地理环境下不管是沿海还是内地，都能行。所以这个示范还是行成功的。

另一个大行动的是2018年2月11日成立了中国的氢产业联盟。我们国家的大国企，像能源集团、“三桶油”都在能源联盟里，所以它是发展氢能和燃料电池的中流砥柱，国企还是有雄厚的资金实力，所以联盟的成立现在又发表了白皮书。

2018年“十三五”支持燃料电池的经费已经达到了8个多亿，还有最后一批没放下来，拿得最多的一个是北方团队，就是大连化物所，搞燃料电池基础研究，4900万，还有上汽的第一大股东，拿了一亿两千五百多万，还有1.8个亿。

这个公告已经过时了，现在又多了好多。

现在装车的电堆大部分还是卡补贴的，以30千瓦起步，上限是60千瓦。国际上装车的都是100千瓦左右，我们的功率相比来讲还是低的，特别是做乘用车，乘用车燃料电池的功率要是五六十千瓦，就得依靠锂离子电池，所以锂离子电池的不安全性带到了燃料电池车上。所以乘用车用的燃料电池应该在100千瓦数量级。到现在，要按车数算，大概有4000多辆车投放了市场，但是我得到的消息是有2000多辆车在运行。

成本占比燃料电池堆这上面写的是大约50%，现在实际装车燃料电池的成本已经达到了60%到70%，因为空气循环泵和氢瓶都大幅度下降了，原先在国内装车是1：1，现在电堆的成本已经上升到70%左右。

国内到现在有23个省市相继发布了氢能和燃料电池的发展计划，所以国内很热。我认为基础最好的还是以上海为中心的长三角地区，他们有三大平台，示范的车辆也近千辆，所以发展基础是最雄厚的，其次是珠三角，广东省为核心的，还有就是北方以清华、亿华通支撑起来的，和宇通公司，以冬奥会为突破口，所以燃料电池三个示范比较好的地方，长三角、珠三角和张家口地区。

现在的车国内公开出售的商用车是V80，V80是上汽大通做的，发动电堆是大连新源的，辽宁省想买60辆，实际到货是40辆，在新宾县运行。

乘用车方面，也是上汽装的荣威950，在黑龙江跑了，可以在零下20度储存和使用，用的是复合板的电堆，性能还不错，可以公开买到。

亿华通收购了神力，能够组装三种类型的电，30千瓦的电堆和60千瓦的电堆，它这个电堆是石墨粉和树脂冲压出来的，所以这个双基板电导低一点，但是很实用，跟新源的复合板可以相比，实际丰田也是复合板。亿华通在电池系统方面是第一把交椅。

宇通做得比较多，已经是第四代了，自己建了加氢站，亿华通和宇通的客车在张家口，大客车一共是74辆，利用亿华通的技术福田装了49辆，宇通提供了25辆，这74辆车在张家口跑的非常好。得出的结论，燃料电池车非常适合于寒冷地区的运行，因为锂离子电池车在冬天负30度的时候油量比较大，如果开空调续驶里程大幅度下降，燃料电池工作温度是靠自己的余热，所以冬天跟夏天没什么影响，夏天排热挺困难，冬天可以用燃料电池的余热，因为它是80度给大客车取暖，空调还不耗电，所以说得出来一个结论，在张家口示范运行。燃料电池车特别适合于寒冷环境下的示范运行，不但里程不缩短，能量利用效率由于空调不用开，还提高了。

我上面讲的两种不管是上汽跟新源，还是亿华通和神力这都是国产技术。下边就是国鸿，膨胀石墨双基板，把膨胀石墨冲压成型，往里面灌树脂，这种电堆体积比在1.5-1.8，很低，但是很靠谱。所以国鸿生产的电堆在国内示范车当中的占有率达到了70%-80%，国内跑的好几千辆车有70%-80%的电堆出自国鸿，生产线是新源的一个部长搞起来的。

而且国鸿引进除了30千瓦、50千瓦，还有80千瓦、85千瓦，85千瓦装大巴车就更好了。同时他们在云浮利用这种电堆装了城市的轻轨下线示范运行了，所以说国内两条路这两条路走的都不错。

所以我们现在看来，国内电堆已经超过了5000小时，达到了一万多两万小时，跑车也跑出来了，但不是每一辆，不光国鸿的电堆还是新源的国鸿，还是神力的国鸿都跑过了5000小时和10000小时。我们也成长起来一些企业，但是我们的问题就是产业链还不全，大部分的关键产业链还是依赖进口。现在装车的电堆都是在每立升两千瓦左右，正在发展的以新源