年3月25日-27日,第八届中国电动汽车百人会论坛在线上召开。在27日下午举办的“商用车可持续发展论坛”上,清华大学车辆与运载学院院长李建秋做了主旨发言。他表示,年-年,我国燃料电池重卡将会迎来爆发式增长。

李建秋清华大学车辆与运载学院院长

李建秋在题为《新能源智能化商用车的发展现状和趋势》的报告中,分别介绍了车辆运载行业的技术变革和发展趋势、商用车电驱动技术的发展现状、商用车电池快换系统的研发现状、氢能源电池商用车的技术研发现状,以及新能源商用车未来的发展趋势。

李建秋在发言中,重点介绍了在长途重载商用车领域占据主流技术趋势的氢能燃料电池商用车的发展现状和趋势。

李建秋说,目前国际化车企,包括丰田、日野,还有美国的Nikola公司以及通用汽车、戴姆勒奔驰、韩国现代等,都开发了氢能燃料电池商用车。其中,戴姆勒奔驰推出了单车一次加氢能够达到续驶里程公里的液氢重卡,代表了长途物流领域的新能源化取得了显著的进展。

李建秋的团队长期聚焦燃料电池商用车的研究,目前正从事液氢重卡相关的研发,并且培育了燃料电池商用车发动机企业——亿华通。在轻型商用车方面,李建秋的研发团队已经实现在年产2万台规模下,燃料电池的轻卡具备了跟柴油车竞争的实力;在重型商用车板块,重点突破—公里以上的车辆性能。因为续航里程公里以内的纯电动车基本可以商业化了,那么燃料电池的商用车主要针对—公里以上的49吨半挂牵引车的商用化问题。李建秋表示,为了解决这个问题,燃料电池还面临一些技术瓶颈需要攻关——包括储氢密度,就是车载储氢系统的储氢密度;另一个是燃料电池的耐久性、功率密度和成本。

李建秋根据长期对新能源汽车的研究,对未来商用车发展趋势进行了一个初步的预测。他认为三大关键技术要得到突破:首先,燃料电池的寿命要突破20小时,做到与整车同寿命;其次,是整车的能效,尤其是散热需要突破,能够保证燃料电池发动机持续公里/小时的散热能力;其三是储氢系统,在5万套的产能下,要做到80公斤的液氢储氢罐费用在3万块钱左右。

为此,李建秋提出实现的技术路径——

首先,要选择高效的燃料电池发动机,也就是说燃料电池发动机在正常工作时的效率要高达60%—65%。这就需要提高发电效率、降低空压机的能耗,同时电堆的功率密度要保证在一个适当的范围。

当前我国燃料电池膜电极的水平是,大概在0.8V的时候能够发0.4—0.5安倍/平方厘米的电流密度。将来通过材料的改进,希望能够做到0.8V能够发1安培/平方厘米的电流密度。同时,要突破一系列的耐久性技术,到年将实现2万—2万5千小时的耐久性,也就是能够实现跟整车同寿命。

其次,在整车的散热方面,我们将持续推动整车能耗下降。目前主要突破几项项关键技术:第一,有效降低整车的迎风面积以降低风阻系数,通过高效的电动化技术,能够使电传动的效率提高10%,相应的燃料电池发动机能耗也会降低;其次,降低整车的风阻系数,现在平头车的风阻系数大概0.55左右,将来可以降到0.35,以后进一步下降到0.2左右;其三是智能网联技术,通过打造智能化车队,能够显著节省在长途高速工况下重载车辆的能耗。

李建秋认为,通过上述技术,可以大幅度降低燃料电池发动机整车功率,从而解决了整车散热的问题。他预计,到年前后,如果把重卡的风阻系数降到0.35,燃料电池的效率从现在的45%提高到52%,采用了队列驾驶和智能驾驶的技术,单车能耗将从现在的13.87公斤氢能下降到队列驾驶环境下的6.8公斤。也就是说原来装备的14公斤氢能,现在能够跑原来2倍的航程,意味着续驶里程提高%,这是非常显著的提升。所以商用车目前面临着重大技术变革,而这是未来推动新能源智能商用车发展的基础。

李建秋谈到的最后一点,是储氢成本的降低将会取得明显的突破。一个80公斤的液氢储氢罐,在5万套的量产情况下,成本只需要3万块钱人民币,与现在LNG的成本差不多。采用这样的技术,还能够大幅度降低整车的成本,从而实现燃料电池智能商用车的产业化。

综上所述,李建秋预计年-年,我国燃料电池重卡将会迎来爆发式增长。

(卓众商用车根据会议速记整理,未经本人审核)



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