吴东来

（中国汽车工程研究院股份有限公司 401122)

随着经济和科技的发展，汽车行业也得到了迅猛发展，对能源的需求量也越来越大，发展新能源和替代能源成了很多国家面临的挑战。氢燃料作为新型的汽车动力，因为其环保、安全而得到很多国家的青睐，目前在很多国家已经进入发展的商业化阶段，但是在我国发展仍然存在着一些问题，制约氢燃料电池汽车的发展。

1 氢燃料能源的基础设施

氢燃料基础设施的数量和规模是运营氢燃料电池汽车的保障。目前，全球范围内有大约321座加氢站正在运营，日本、美国、德国发展迅速，而我国现有的加氢站数量稀少，目前可以运行的仅有8座。我国的氢燃料主要为公交车、物流车或氢燃料电池乘用车服务，根本无法满足大规模的商业要求。现在我国正在计划新建20多座加氢站，满足未来市场对于氢燃料的需求[1]。

2 氢燃料电池汽车应用

氢燃料广泛应用于汽车行业，随着技术的不断发展，我国氢燃料电池汽车已经建立了一整套的标准体系，包括车的用电安全和最高车速、车辆抗电磁干扰性能、核心零部件的性能、结构强度以及耐久性等，这些都规划到这套标准体系当中。根据这套体系中的9级评价模型，我国的氢燃料电池汽车目前的整车技术处于的等级并不高，仅为TRL7级，而氢燃料汽车的电池系统和氢系统的等级，辅助系统的核心零部件等级都处于TRL3～TRL4级，其它的如质子交换膜处在TRL6级，电极材料处在TRL7级[2]。

3 我国氢燃料汽车存在的问题

虽然我国的氢燃料电池汽车已经有了很大的发展，但是与发达国家相比，还存在着很多问题。第一，氢燃料汽车的整体技术集成水平较低，缺乏设计能力和开发能力，其中的电池系统技术集成度也相对较低，工程化程度也比较低。第二，在进行汽车振动测试时，氢燃料电池系统结构会出现破损，出现管道裂口、泄漏等问题。第三，对于氢燃料电池汽车，在设计和匹配动力系统及零部件的经验较少，在性能、安全方面仍需进一步的开发，相关技术还有待提高。第四，氢燃料电池汽车的运行在国内还属于小规模的示范运行，加氢站数量少，服务对象主要为商用车和公交车[3]。

4 氢燃料汽车各系统的基本情况

4.1 电池系统

通过对新能源汽车试验数据库进行抽取测试项目分析，得出氢燃料电池的发动机性能测试占比重约为50%，说明目前我国注重系统的集成研发。而对电池发动机的性能、耐久性和车载氢系统、核心零部件等性能测试加起来不超过11%，证明了我国在这方面测试和研发处于起步阶段，只有少数企业进行了实验。在我国，氢燃料电池发动机技术不够成熟，尤其是平台设计和关键技术方面系统集成度低。还有动力系统和零部件设计的匹配经验少，大功率电堆等关键部件的国产化化程度也比较低，系统控制技术需要进一步的开发。从整体上来说，我国国内的氢燃料电池系统处于起步阶段，急需从各技术方面追赶国际先进水平。

4.2 汽车电堆和核心零部件的情况

现阶段我国电堆依靠进口和国内2种方式，其中进口的电堆在技术方面比较高，但是价格昂贵，依赖国外技术。而国内生产的电堆在可靠性、耐久性等性能还有待提升，电堆效率低。在辅助系统中，核心零部件的造型和匹配的问题突出。比如空气压缩机的技术成熟度远低于国外先进水平，设计和优化能力弱，可靠性和耐久性都没有得到保障[4]。

4.3 汽车核心材料和部件的情况

在汽车氢燃料电池中，关键部件材料包括催化剂、质子交换膜和膜电极等，其中质子交换膜是核心部件，与国际水平的差距也在逐步缩短。而催化剂尚处于研发阶段，电池材料级的方面却与国际水平有明显的差距，量产化产品比较少。

5 我国政府对氢燃料电池汽车的发展规划

我国在氢燃料电池汽车技术上已经有了一定的发展，政府也基于技术的发展提出了一系列产业化目标。比如在2006～2010年间，我国政府实行示范运行，攻克薄弱环节和技术难关，实现了对氢燃料电池汽车的小批量生产。而在未来的十年内，政府也在计划争取实现氢燃料电池汽车的批量生产。到2030年，要把氢燃料电池汽车的技术水平提升到与世界先进水平相当，实现大批量的生产[5]。

目前我国的汽车公司、合资企业尚未在中国投入氢燃料电池车的研发，而私营车企并没有实力开发氢燃料电池车的研发和开发。这些都造成了我国氢燃料电池汽车的发展缓慢，技术发展水平与国际先进国家有很大差距。

6 我国对氢燃料电池汽车的开发态度

随着我国对外开放程度的日渐提高，我国也加紧了对氢燃料电池汽车和氢燃料电池技术的研发。但是由于技术研究的限制，这项技术并没有很好地运用到汽车和其它产业当中。比如在氢气的储藏、使用和运输等方面的技术都存在欠缺，让氢燃料电池汽车的成本一直居于很高的水平。由于生产此类型的汽车需要大量的资金投入，很高的技术投入，没有形成整体的产业链，除了大型汽车企业，大部分的汽车企业都没有生产氢燃料电池汽车的能力。

7 氢燃料电池汽车产业链商业化

7.1 加强完善氢燃料电池全产业链

首先要利用国家的有关政策，结合各地区的优势形成示范运行氢燃料电池的地区，积极解决好加氢设施少、标准法规等问题。其次，要合理利用现有的加油站和加气站，完善设施和建设，健全售后服务体系。再者要加强整车厂与系统集成商的研发与集成的水平，建立产学研联盟，推进技术的研发。最后，加强零部件的国产化和技术水平，支持各核心部件和系统的研发，形成产业链闭环体系[6]。

7.2 提升汽车的技术和基础设施水平

目前，我国的氢燃料电池汽车的整体技术成熟度比较低，基础设施的建设还未达到国际先进水平。因此要想提升技术的成熟度和基础设施水平，可以从以下几个方面着手。首先，主体依托客车和物流车，降低对加氢站的依赖程度。其次，建立相应的示范运行数据的平台，分析大数据，研究氢燃料电池汽车的技术的提升方案，研究电池汽车的运营模式和发展路径，研究氢燃料电池汽车和其它能源汽车的成本差异，进行推广氢燃料汽车的商业化。最后，要对氢燃料电池汽车进行可靠性、耐久性的考核，并根据实际情况提出改进意见。

7.3 完善现有的零部件测评

从现有的标准体系来看，我国现有的氢燃料电池汽车零部件的测评能力和方法都远落后于国际先进水平。虽然我国已经推出了几十项有关氢燃料电池的标准，但是还需要继续完善电池汽车相关的基础设施、整车、系统和核心恐怖见的性能和环境适应性。要加强与国际先进国家的技术交流，积极参与国际上一些标准和法规的制定，加快我国现有标准的制定进度，促进氢燃料电池汽车全产业链的发展，并为其提高必要的先进的技术保障。

7.4 国家加大对氢燃料电池汽车的支持力度

国家支持新能源汽车的发展与推广，支持纯电动汽车发展的同时，也要支持氢燃料电池汽车的发展。政府要实行有关鼓励企业研发氢燃料电池汽车的政策法规，加大资金投入的力度，积极开展吸引外商投资的活动，鼓励汽车企业的氢燃料电池技术革新和跟进。

7.5 汽车企业自身要加大研发的力度

不管是整车的企业还是零部件的生产商，都应该积极尝试新型氢燃料电池汽车技术，加快技术的工程化与产业化的进程。积极引入高素质的技术人才，完善企业的管理制度，促进汽车企业向新能源技术方向发展，提升企业的竞争力。

7.6 有关技术部门要倾向氢燃料技术的开发

氢燃料电池汽车的有关技术的发展离不开国家与企业有关技术部门的支持。国内的整车企业和零部件企业要积极转变思想观念，积极研发新技术，不再只关注眼前的经济利益，只顾发展和研发适合市场需求的汽车类型，还要将这种新型的环保型汽车提到研究的日程，争取更大更长远的利益。

8 结束语

氢燃料电池汽车是一种新型的汽车类型，是新时期对能源和汽车行业提出的新要求。把氢燃料电池汽车技术运用到汽车企业当中，对于提高能源的利用效率，节省能源，加强环境保护都有很重要的作用。针对氢燃料电池汽车产业链存在的问题，政府和相关汽车企业要积极采取有效措施，提升整体技术水平和基础设施的建设，完善氢燃料电池汽车的产业链和零部件的测评能力和方法，加大对新技术的支持力度，从资金、技术和人才上给与企业强有力的支持，切实做好此产业链的发展。