赵子亮 赵洪辉 黄兴

（中国第一汽车集团有限公司 新能源开发院，长春 130011）

主题词：新能源车 氢能 电堆 空压机 氢瓶

1 前言

日本国际氢能及燃料电池展会(FC EXPO)创办于2005年，每年一届，由日本励展展览有限公司（Reed Exhibitions Japan Ltd.）主办，是世界最大的氢能及燃料电池展览会，汇聚了氢能及燃料电池的各种相关高端技术、材料、部件和先进装备。

第十五届日本国际氢能及燃料电池展览会(FC EXPO)分为技术研讨会和产品展示会两大部分，技术研讨部分涵盖燃料电池政策、企业发展现状、基础设施建设、先进技术趋势等，包括丰田、本田、现代、戴姆勒等主流车企，日本NEDO、美国DOE、德国NIP等世界国家级政府机构，大学科研及研发机构等单位通过报告形式展示最新进展与先进技术；产品展示部分则汇聚燃料电池相关产业链的各国政府机构、车企、零部件、测试等行业单位参展，包括氢能利用产业链、燃料电池关键材料展示、燃料电池电堆、关键部件等总成部件展示以及燃料电池整车展示等。

教学方式是指在教学原则指导下，为达到教学目的、完成教学内容而进行的一整套的教学组织和方法的集成，是一种教学形态的综合表现形式，涉及教学思想、教学意识、教学策略等相关要素[2]。游泳课程独特的身心体验式教学启发游泳教学方式的多元化探索，而这种探索和实践，旨在促进学生学练成效，活跃课堂教学气氛，启发教师教学智慧，师生互动，共同提高游泳课程学习效果。

本文将结合技术研讨会的内容，阐述整车企业在燃料电池领域的发展现状和趋势展望，结合产品展示会概述燃料电池系统及核心零部件的情况。

2 燃料电池整车情况

从技术研讨会的报告情况分析，丰田、本田、现代汽车公司目前处于燃料电池车发展的第一梯队，均已推出大功率量产车型，正处于扩大产能阶段，同时响应政府的号召，推动加氢站基础设施建设，共同致力于发展氢能社会；欧美方面，戴姆勒率先推出插电式FCV，开启乘用车市场化进程，处于第二梯队；奥迪、通用目前与现代、本田合作，共享技术，处于第三梯队。

雄韬股份公司生产的燃料电池系统采用巴拉德石墨板电堆，技术相对成熟，广泛应用于城市公交、物流车。该系统额定功率45 kW，质量比功率密度401 W/kg，体积比功率密度381 W/L，且具有IP67的防护等级。

2.1 丰田

丰田公司[1]计划从2020年开始正式推出纯电动车，从2025年开始全部车型均推出电驱版，2030年电驱车达到50%，其中纯电动和燃料电池车达到10%。

丰田致力于将燃料电池技术应用到乘用车、商用车和工业用车等多元化的产品上，计划2020年左右实现至少3万辆的全球年销量。为此，丰田正在扩大关键总成生产能力，分别在本州和下山新建70 000 m3电堆生产厂和15 000 m3高压氢瓶厂。日本修订其氢能计划，目标2025年大批量将FCV投入市场计划达到20万辆，2030年达到80万辆，加氢站达到900个。丰田提出FCV推广的4个关键要素：汽车制造商降低成本提升性能、能源供应商提供无碳排放的清洁氢气、能源供应商普及加氢站建设、政府制定政策推动氢能社会的发展。

2.2 本田

本田公司[2]从2002年起，持续推进、优化燃料电池技术，以多种方式积极参与、推动氢基础设施建设。2018年，本田已经发布了插电式混合动力汽车（PHEV）、纯电动汽车（EV）和燃料电池车CLARITY，并力争到2030年左右，将插电式混合动力汽车、混合动力汽车以及零排放的燃料电池汽车和纯电动汽车的销量占到公司总销量的三分之二。本田还推出了小型加氢站，仅需1天时间即可完成安装。

《临床军医杂志》(ISSN 2095-5561 / CN 21-1588/R)是由国家新闻出版广电总局批准的公开出版物，本刊由沈阳军区联勤部卫生部主管，沈阳军区总医院、解放军第二一〇医院、沈阳军区大连疗养院主办，以军内和地方医学工作者为主要读者和作者对象；以科学性、实用性、先进性为根本，集中报道临床和科研领域的热点议题。本刊为中国科技核心(统计源核心)期刊，并被美国《化学文摘(CA)》等国际权威数据库、索引收录。为方便在线检索、阅读，本刊现由中国知网(www.cnki.net)和万方医学网(med.wanfangdata.com.cn)共同收录。

根据随机数字表法进行2016年6月-2018年2月90例COPD并呼吸衰竭患者分成不同组。观察组男22例,女23例;年龄54岁-77岁,平均60.71±2.12岁。COPD发病时间1年-21年,平均(12.21±0.45)年。对照组男23例,女22例;年龄54岁-78岁,平均60.45±2.11岁。COPD发病时间1年-20年,平均(12.24±0.41)年。两组一般资料无明显差异。

本田燃料电池系统是一体式集成，布置在机舱，结构尺寸与V6发动机相当。通过优化电堆结构，其抗冲击性能可提升4倍；使用金属双极板，同时从冷却歧管、密封、冷却液、材料等方面进行研究，提高了双极板耐腐蚀性；通过改进设计和工艺达成了系统高性能和低成本的目标。在不同的环境下进行行驶和耐久性测试，设计检测装置、供氢停止阀以及排氢装置，保证了本田燃料电池车的安全性。本田在燃料电池车续驶里程、环境适应性和性能开发等方面的经验比较丰富。本田和通用汽车从2013年开始合作，2017年还在美国密歇根州布朗镇建立了合资公司。

2.3 现代

现代公司[3]计划到2030年实现70万套燃料电池系统的产能，其中50万套用于燃料电池汽车，研发投入逐年增加，计划到2030年研发投入达到69亿美元。同时现代公司计划将燃料电池系统扩展到公交车和货车等商用车上，计划乘用车最大功率衰减10%的使用时间是5 000～10 000 h，商用车是25 000～30 000 h。现代NEXO目前的售价是6.1万美元，目标是在2025～2030年价格下降50%。

现代公司2018年推出的NEXO燃料电池汽车，相比上一代Tucson，燃料电池系统效率提升到了60%，功率达到120 kW，冷启动温度低至-30℃，续驶里程609 km。该车具有先进的动力系统，耐久性达到10年16万公里，采用三只大小相同的70 MPa的Ⅳ型氢瓶，加注时间5 min，同时该车包括盲点查看监控系统、高速驾驶辅助系统、车道跟随辅助系统和远程智能停车系统等最先进的ADAS系统。NEXO使用的燃料电池电堆采用自主开发的MEA和金属双极板，设计的3D多孔流场，使电堆性能和耐久性均得到了提升。NEXO具有紧凑高效的空气、燃料辅助系统和热管理系统，使其能够很好地布置在前机舱的紧凑空间中。

2.4 戴姆勒

为及时了解滑坡体的演化过程，准确捕捉特征信息，需对滑坡进行监测，内容包括地表变形、地下变形、地声、应变、水文以及降水量、地温等其他环境因素。众多可测量的数据中，位移是滑坡的最直接状态量，且施测简单，文章介绍了位移监测的常用方法，简述它们的基本原理和优缺点。

新一代燃料电池GLC系统的技术创新包括高功率密度电堆、电堆集成框架式外壳、集成空气过滤器的空气加湿器、DC/DC变换器和带废气涡轮的空气压缩机，其中框架式外壳不仅用于将系统固定到车身上，还为外围部件提供支撑，同时集成了氢气循环、空气系统以及冷却系统的歧管模块。DC/DC用于匹配电堆电压和高压部件电压，并可根据单电池数量进行适应性调整，其效率高于98%，适用冷启动策略开发。该车匹配大小不同的两个氢瓶，储氢4.4 kg，最大功率155 kW，具有478 km氢气续驶里程和51 km的动力电池续驶里程。

2.5 奥迪

奥迪公司[5]从2004年到2014年，依次开发出了4代氢燃料电池车，且已基本涵盖了各级乘用车型，目前正在研发第5代氢燃料电池四驱概念车型和第6代量产车型。奥迪计划从2015年到2025年的10年之间，完成从燃油和燃气车型向纯电动和燃料电池车型的战略转型。

目前在研的第5代燃料电池车型具有极高的性能参数，燃料电池系统最大功率110 kW，动力电池短时最大输出功率100 kW，累计可为车辆提供高达210 kW的瞬时功率输出。该车设计最高时速200 km/h，百公里加速时间7 s，采用前后双电机四驱动力系统，共有3个储氢瓶，储氢总量6 kg，续驶里程600 km，氢气加注时间3 min。

瑞士Celeroton公司最早从事控制器开发，现研发的空压机具有体积小、重量轻、效率高等优点。该公司的CT-22-12000.GB型号空压机，最大压比可达2.6、最大流量可达130 g/s，达到国际先进水平。

奥迪的主要合作伙伴是巴拉德公司和现代公司，与巴拉德合作进行电堆开发，与现代公司共享燃料电池相关专利。同时奥迪致力于模块化开发的技术方案，以使特定的燃料电池模块可以在不同的领域中得到应用。

2.6 通用

通用公司[6]具有超过50年的燃料电池开发经验，累计具有超过320万公里的测试里程，规划通过燃料电池与纯电动的共同发展，进行优势互补，进而实现通用电气化发展的目标。

同治六年（公元1867年）4月，59岁的刘崐接替李瀚章任湖南巡抚。同治十年(1871年)，63岁的刘崐因巴扬阿的诬告而被朝廷撤职。经两广总督李瀚章查明系无中生有，朝廷谕令“前抚来京”。但刘崐宦海沉浮对做官一事早已心灰意冷,故“因病请假”，在湘就医调理,寓居长沙,沉湎于酒以自放,世以“刘伶第二”称之。

戴姆勒公司[4]2010年推出的上一代燃料电池车，是以奔驰B级车为原型，最大功率90 kW，截至2018年，戴姆勒公司的最新一代燃料电池GLC系统采用一体化集成布置，动力系统体积减小30%，铂用量减少90%。戴姆勒公司规划将燃料电池和动力电池进行灵活的模块化应用，并从乘用车推广到商用车领域。

通用致力于打造复杂多样的燃料电池氢气生态系统，正在探索传统汽车以外的市场应用，为此通用公司提出了大型货车、港口应用、航空航天应用、无人水下航行器等多领域的燃料电池系统解决方案。通用也提出了可应用于未来多个领域的燃料电池电动汽车平台 SURUS（Silent Utility Rover Universal Super⁃structure），其可用作移动和应急发电设备、用于灾后重建、货物运输，还可以供军队使用。

3 燃料电池系统及关键零部件

总体来看，日本在燃料电池相关材料、机械加工、测试设备、加氢站等方面产业链完善，技术优势明显，但大部分企业隶属于丰田、本田体系。燃料电池相关先进的测试设备，基本都是丰田、本田的供应商，品种齐全，精度和性能优良，价位相对较高。本届展会中国参展企业明显增多，涉及双极板、空压机、电堆、氢瓶等领域，产品系列逐步完善，但是关键技术指标相对国外仍有较大差距。以德国为主的欧美企业，参展内容包含燃料电池系统、电堆、空压机、回氢装置、减压阀、双极板等，展品大多接近量产水平，技术指标比较先进。下面介绍参展的典型燃料电池系统厂商和零部件厂商的展出情况。

3.1 燃料电池系统

奥地利AVL公司展示了其正在开发中的GEN1燃料电池系统，如图1所示，采用德国ElringkLinger电堆，依托奥地利Keytech4EV项目，系统净输出功率55～60 kW，具有较高的功率密度，能够布置于B级（Passat）车型机舱空间内。

膜分离法是根据VOCs中各组分分子大小不同，利用它们通过膜的传递速率及扩散能力的差异实现分离的工艺[16]，具有流程简单、能耗小、运行费用和设备占地面积小的优势，但需要在高压操作条件下进行，目前气体膜分离材料还处在不断发展的阶段。

图1 AVL公司GEN1燃料电池系统

法国Symbio公司一直致力于成为法国绿色氢气的生产和分销领域的行业的领导者，本次展示了其60 kW燃料电池系统，如图2所示，主要应用于商用物流车领域，体积相对较大。

图2 Symbio公司燃料电池系统

武汉众宇公司业务覆盖研发、制造、销售燃料电池动力系统，掌握燃料电池从MEA、双极板，到电堆设计、系统集成开发等核心技术；目前拥有45 kW和60 kW两个燃料电池系统平台，体积相对较大，适用于匹配商用车系统。

综上所述，在高中化学实验教学中加入多种形式的信息化技术可以把抽象的原理与知识清晰的展现给学生，并且信息化技术的应用还能够提高学生对于化学实验的认识，为其之后的动手操作能力有一个更好的培养.但是教师还应该在信息化技术支持的高中化学实验中不断探索更好的教学方式方法，加快学生掌握知识的速度，提高化学实验课的教学效率.

英飞腾公司致力于设计、研发和生产的氢燃料动力系统，在技术、性能、可靠性和安全性上均处于世界领先水平。该公司生产的燃料电池动力系统被行业领先的叉车制造商认证使用，开始大量生产并交付。其将燃料电池、功率转换系统和蓄电池等进行一体化集成，为不同类型的车辆提供“交钥匙”形式的氢动力系统。

3.2 燃料电池电堆

韩国KINECS公司是一家集合质子交换膜、双极板、气体扩散层、微孔层和催化剂层等为一体的基础材料部件公司，以该公司生产的膜为例，厚度仅15 μm～18 μm，氢渗透性能优异，主要面向车载燃料电池系统。

新源动力展示的HYMOD-70电堆，体现了目前国内电堆的最高水平，其峰值功率85 kW，额定功率70 kW，效率可达56%，采用金属双极板。虽功率较高，但相比国外同等功率水平的电堆体积较大，在乘用车机舱布置仍较困难。

图3 ElringkLinger公司NM-5电堆

雄韬氢雄公司是由雄韬股份投资成立的子公司，本次展会展出了其刚开发的Gen 4金属板电堆，额定功率50 kW，目前处于样机阶段。

3.3 燃料电池空压机

上述工艺已成功地应用于三门1、2号机组和海阳1、2号机组空气导流板导流装置的制作，共计240件。该工艺施工简单，能满足连续批量化的工业生产要求，具有良好的质量稳定性和经济效益。

挪威Pankl公司是一家生产传统发动机组件，悬挂组件，传动系统，航空零部件和工业零部件的公司。该公司在燃料电池领域，主要开发空气供给系统，其空压机采用无油润滑空气轴承，目前有两款样机试制成功，分别对应60 kW和100 kW燃料电池系统，如图4所示。

图4 Pankl公司空压机

潍坊富源增压器公司创建于1972年，是目前国内综合实力最强的涡轮增压器、空气悬浮轴承、空气悬浮离心式压缩机供应商之一。公司开发的燃料电池专用离心式空压机，采用空气箔片轴承，流量范围从20～120 g/s，出口最大相对压力120 kPa。

福建雪人股份公司展出的产品包括螺杆式燃料电池用空压机、氢气循环泵等。其开发的空压机具有重量轻、耐磨性好、效率高、体积小、防腐蚀、高精度等特点。其中OA075型空压机最大空气流量可达100 g/s，压比可达2.8，具有IP67的防护等级，达到国际先进水平。

势加透博公司成立于2011年，其开发的离心式空压机具有无油、快响、高效、可靠性高、寿命长、紧凑性好、重量轻、噪音振动小等优点。其中展出的XTFCC300燃料电池空压机，采用两级增压，压比达到2.5，流量108 g/s，应用空气箔片轴承，具有超过10万次的启停寿命。

3.4 燃料电池氢瓶

北京科泰克公司研制了一款70 MPa的Ⅲ型储氢瓶，规格65 L，如图5所示，特点是储氢重量比较高，达到5%，比丰田IV型瓶的5.7%相比已经较为接近，但碳纤维缠绕较多，相对成本比较高。

图5 科泰克氢瓶

中材科技（成都）有限公司拥有国内最大燃料电池氢气瓶板式拉伸生产线，在国内氢燃料电池气瓶方面处于领军地位。该公司开发35 MPa氢气瓶，容积覆盖55～165 L，应用涵盖无人机、乘用车、商用车、叉车等领域，销量行业领先。本次展出了该公司正在开发的70 MPa氢气瓶，如图6所示。

一是对专任教师进行手语培训，虽然时下提倡“去手语化”，但是指的是让聋生不要依赖于手语，借助智能化设备(电脑、手机等)多用文字与正常人沟通，并不是要求聋生不要学手语、不能用手语，手语仍然是他们的重要表达语言，在教学过程中如果教师能用手语教学，不仅能够帮助学生更容易理解，而且可以增强师生之间的互动性、提高课堂效率。二是建立稳定的教学团队，师资的保障是基础，要建立起一支相对固定的教学团队，适当以外聘教师作为补充。

图6 中材科技氢瓶

3.5 其他零部件

德国STAIGER公司是一家专业生产各种高性能微型电磁阀的公司，其展示了多款可用于燃料电池系统的电磁阀，其产品系列的阀门孔径从0.5 mm到4 mm不等，流量覆盖范围较大。

德国ElringkLinger公司，在本次展会上展示了其NM-5系列最大功率60 kW电堆产品，如图3所示。同时展示了其即将投产的NM-12系列大功率电堆样件。

通用与本田从2013年开始合作，开发共用的燃料电池和车载储氢系统，联合开发电堆、储氢瓶和关键零部件，并于2017年建立了联合开发中心。通过合作，通用和本田能够充分发挥各自在燃料电池及其他先进技术领域的经验，学习和研究不同产品的开发过程，扩展了供应商资源，均摊开发费用，共享测试设备，并成功带来了其他方面的合作机会。

上海佑戈金属科技有限公司是一家主要生产双极板的公司，其通过主机厂整车4 500 h试验，双极板性能未发生衰退，应用高速化生产和低成本涂层，进而降低了金属双极板的价格，双极板的流场微管路误差很小，全尺寸高度公差小于15 μm。

上海福宜真空设备有限公司，其专注于双极板的涂层，该公司生产的“全表面离子镀膜设备”获得“上海市真空协会科技成果一等奖”，双极板涂层的薄膜厚度仅400 nm，接触电阻1.5 mΩ/cm2，峰值功率密度可达到1 150 mW/cm2。

4 结束语

（1）氢产业链越来越完善。进入氢燃料领域的企业越来越多，产业分工越来越细化，从上游的材料到下游的小型加氢站，都已经有商业化的产品推出。氢燃料电池汽车越来越接近商业化推广。

③资料来源于中国乡村旅游网：http：//www.crttrip.com/showinfo-13-1578-0.html.《看看浪漫的法国是如何搞乡村旅游的？》。

（2）日韩领先，欧美跟进，中国起步的格局初步形成。日韩朝着氢能社会的目标，已经开展实质性工作，车企也积极响应政府的号召，带动整个氢能领域发展，走在全球最前；欧美紧跟日韩脚步，在零部件方面开始发力，涌现出一批技术突出的企业，技术能力已接近日韩企业；中国企业参展数量仅次于日本，居第二位，已经覆盖双极板、电堆、空压机、燃料电池系统、氢瓶等领域，但技术水平仍较国外有明显差距，而且在材料、精密加工等领域企业较少，国内企业仍需要加大在基础领域的研发力度，打好“根基”。

（3）燃料电池汽车的发展，目前仍需政府政策引导。燃料电池的发展，均不是自发的市场性行为，其与政府的大力支持和长远规划密不可分，政策引导仍是燃料电池产业发展的核心要素。日韩政府已经明确氢能方向，欧盟也设立氢能发展规划，中国政府已经提出氢能战略，但仍需要长期坚持政策支持。