3月4日下午，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)第12期儲能產(chǎn)業(yè)公益沙龍?jiān)谥袊茖W(xué)院工程熱物理研究所舉行。會上，主講嘉賓清華大學(xué)汽車工程系裴普成教授就燃料電池技術(shù)及燃料電池應(yīng)用問題與大家展開探討，并從制作工藝、成本、輔助系統(tǒng)、整車性能等多個(gè)維度對燃料電池汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車進(jìn)行比較。
工藝及成本：燃料電池工藝更簡便生產(chǎn)成本更低
燃料電池在結(jié)構(gòu)上是比較簡單的疊加，比如使用膜電極雙極板直接疊加，比內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)簡單很多，所以燃料電池可以在小的廠房進(jìn)行生產(chǎn)，而內(nèi)燃機(jī)僅僅是一個(gè)汽缸蓋就需要建設(shè)專業(yè)的生產(chǎn)線，投資金額高達(dá)2億元左右。
輔助系統(tǒng)：部分輔助部件可通用
單獨(dú)的燃料電池堆不能直接用于汽車或其他場合，必須有輔助系統(tǒng)。燃料電池的效率不是100%，因此需要使用冷卻系統(tǒng)解決散熱問題，此外還需要供給氫氣和空氣。燃料電池的空氣供給系統(tǒng)與內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)非常類似，所以很多部件可以直接使用內(nèi)燃機(jī)部件，比如空濾器、消聲器、增壓器等，不過燃料電池的增壓器是無油增壓器。燃料電池的氫氣系統(tǒng)也與氫氣內(nèi)燃機(jī)類似。區(qū)別在于燃料電池需要對空氣和氫氣增濕。目前從技術(shù)層面上講，正在努力去掉增濕環(huán)節(jié)，從而進(jìn)一步降低成本，因此未來燃料電池可能將不再需要增濕。
以燃料電池堆為核心，增加其他的輔助部件形成完整系統(tǒng)后，就可以進(jìn)行裝車。裝車時(shí)，可以整體取代內(nèi)燃機(jī)的位置，也可以根據(jù)車底盤空間、以模塊化形式進(jìn)行不同的配重安排和空間布置。
巴拉德的燃料電池有兩種安裝方案，一種是把燃料電池裝在車頂，另一種是裝在車的后面。巴拉德曾開發(fā)的燃料電池系統(tǒng)，所有旋轉(zhuǎn)部件由一根皮帶驅(qū)動，堆輸出功率達(dá)110千瓦，2007年在北京示范運(yùn)行的三輛戴克燃料電池車上安裝的就是這種燃料電池系統(tǒng)，每輛汽車裝兩套，相當(dāng)于每輛車具有220千瓦的燃料電池功率。本田的燃料電池系統(tǒng)布置方案，鋪滿了整個(gè)汽車底盤。清華大學(xué)的燃料電池汽車，是把燃料電池放在車的后面，方便維護(hù)。
性能比對：燃料電池與內(nèi)燃機(jī)幾乎相當(dāng)
現(xiàn)在，內(nèi)燃機(jī)的電堆功率密度的國際先進(jìn)水平大約為3KW/L，燃料電池的體積功率已經(jīng)能達(dá)到與內(nèi)燃機(jī)幾乎相當(dāng)?shù)乃疁?zhǔn)。
從續(xù)駛里程動力性加速性來看，燃料電池與內(nèi)燃機(jī)也基本相當(dāng)。這里所說的續(xù)駛里程與一般電動車概念不同，燃料電池可以很方便的多攜帶一些氫氣，不受太多限制，而普通蓄電池的電動汽車如果想攜帶更多能量儲備，意味著要帶很多蓄電池，不僅增加成本，同時(shí)也會增加很多車體重量。
整車性能：依照內(nèi)燃機(jī)汽車標(biāo)準(zhǔn)做燃料電池車
目前，燃料電池汽車的最高車速都是按照常規(guī)內(nèi)燃機(jī)汽車標(biāo)準(zhǔn)在做，最高車速都能夠達(dá)到每小時(shí)160千米左右，續(xù)駛里程有的甚至可以達(dá)到800多公里，少一些的也可以達(dá)到300公里。如果想讓燃料電池車?yán)m(xù)駛里程更遠(yuǎn)，可以多裝一些氫氣。
為了能夠達(dá)到最高車速，現(xiàn)在國際上裝載于轎車上的燃料電池，功率一般都為90千瓦左右。事實(shí)上，汽車啟動后對功率的需求并不大，有的汽車僅僅需要20%的功率就夠了。通常都是混合動力構(gòu)型，清華的燃料電池客車，只使用了60千瓦的燃料電池系統(tǒng)。
從最大扭矩的角度看，汽車的最大扭矩通常以電機(jī)的輸出來進(jìn)行計(jì)算，現(xiàn)在燃料電池車的扭矩可以達(dá)到200多牛米，與使用內(nèi)燃機(jī)的汽車相比絲毫不差，甚至比內(nèi)燃機(jī)汽車扭矩還大。
現(xiàn)在燃料電池汽車做的比較好的，冷啟動已經(jīng)能夠達(dá)到零下40度，其余大多數(shù)也都達(dá)到了零下30度的水平。
從氫氣壓力方面看，早期的技術(shù)水平是35兆帕，目前國際趨勢都在努力實(shí)現(xiàn)70兆帕。因?yàn)橥ㄟ^計(jì)算，從35兆帕到70兆帕的提升，造成的能量消耗不是很大，只是將壓縮比增加2倍，關(guān)鍵問題是對氫氣瓶的耐壓技術(shù)提出了更高的要求。
