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焉知汽车科技■卡车用燃料电池系统技术发展现状( 二 )


CN110492128A描述了现代汽车开发的一种燃料电池双极板的结构 ， 主要是通过设计旁通流动路径 ， 使得在空气压力突然增加或者长期停车时 ， 可有不经过流体分配区的相对短的空气扩散路径 ， 以避免燃料电池的膜电极频繁地暴露于空气的区域中 ， 从而减少聚合物电解质膜的劣化现象 。
CN1370334A描述了戈尔公司开发的一种膜电极技术 ， 其中包括催化层、质子交换膜以及膜电极的基本组成、技术参数和制备工艺 。 其中催化层包含至少两种不同催化剂活性组分 ， 其主要组分为铂和钌 ， 其担载量范围在0.02-0.5mg/cm2之间 。 所选用的质子交换膜厚度范围为3-75μm ， 其透气度为大于10000秒的Gurley数 。 在制备过程中可采用多项手段（如物理气相沉积、化学气相沉积、热沉积、离子喷镀等）手段进行电极的制备 。 经多个实施例的证明 ， 该膜电极有着良好的性能 ， 特别是抗CO能力更为突出 。
3、我国燃料电池卡车运行经济性分析
目前燃料电池卡车的车型主要是中卡系列 ， 一般用于城市内部的物流配送 。 其运行模式主要是以物流运营公司驱动 ， 采用租赁方式满足不同客户的物流需求 。 由于目前示范运行量并不高 ， 全国示范运行量在千台左右 ， 因此还需要不断地验证产品的可靠性、运营模式的适应性以及全生命周期的经济性 。 目前仍缺乏轻卡和重卡的示范运营的基础数据 。
为更好地分析燃料电池卡车的运行经济性 ， 分别对燃料电池重卡、中卡以及轻卡三种车型进行了模型分析 ， 基本假设如下：
（1）单座加氢站加注能力为500kg/8h ， 可对应50台重卡、100台中卡和150台轻卡 ， 加氢站建设成本1000万元/座 ， 氢气加注费用40元/kg ， 运营费10元/kg 。
（2）燃料电池重卡、中卡和轻卡的售价分别为120万、80万和40万 ， 对应的百公里耗氢量分别为4kg、3.5kg和2.5kg ， 燃料电池功率分别为80kW、40kW和20kW ， 按照国补与地补的比例为1:0.5 ， 则对应的补助为60万元/台、60万元/台和18万元/台 ， 全部燃料电池卡车的日运行的里程为300km 。
（3）产品的生命周期为8年 ， 车队规模为1000台 。
根据上述假设 ， 对三种车型运行进行经济性分析 ， 分析结果如图3 。 全生命周期内 ， 重卡的综合成本高 ， 而轻卡则低 。 这与目前传统行业的情况类似 。 但是这三种车型中 ， 三种不同成本的比例却是一致 ， 均为基础设施摊销比例低 ， 车辆购置成本居中 ， 而运行成本高 。 其中 ， 运行成本包括加氢站的氢气费用和加氢站的运行维护费用等 。 这主要与目前我国氢气资源分布不均衡 ， 氢气制取、配送以及加注相关产业链的发展与燃料电池汽车规模化需求不匹配造成的 。 本次假设是以1000辆车辆进行测算 ， 并不算真正的规模化运行 。 经过新一轮的实际示范运行后 ， 加氢站的运行模式将会得到新的一轮验证 ， 同时也会更加完善 ， 整体的运行成本也将会有大幅度的下降 。 预计整体运行规模超过万台以上 ， 整体的运行成本将会有大规模下降 ， 单台车全生命周期综合成本可基本达到与传统柴油车持平 。
焉知汽车科技■卡车用燃料电池系统技术发展现状
文章图片
图3燃料电池卡车运行经济性分析
4、结论
目前 ， 燃料电池卡车的运行已经进入了初级商业化阶段 ， 但由于示范项目和商业化运行样本相对较少 ， 因此发展仍存发展瓶颈 ， 其中主要的挑战是燃料电池的高功率化和运行成本的问题 ， 特别在经济性分析时 ， 与低成本、高功率的柴油动力卡车的对标使得燃料电池卡车的经济性较弱 。 但若综合考量污染物排放和环境因素 ， 则燃料电池卡车的优势将比较明显 。 因此 ， 持续提升产品的的技术的成熟度和可靠性同时 ， 多选择有产业基础的重点地区开展商业化示范运营 ， 通过一定规模的使用促进技术、产业链成熟 ， 加快提高燃料电池系统的性能水平 ， 将成为未来发展的重点 。


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