燃料电池电动汽车发展现状与前景.docx

燃料电池电动汽车发展现状与前景随着社会的进步和人员移动性增强,全球汽车需求量快速增长,迄今世界上的汽车保有量达到创纪录的10亿辆以上且还在不断大幅增长,使得基于传统的内燃机(bustionEngine,ICE)汽车的轻量化与节能减排等技术进步难以降低汽车燃料的消耗和减少污染物的排放。2020年之前温室气体(GreenhouseGas,GHG)排放在1990年水平基础上下降20%的任务日益艰巨。如果再不采取有效措施,公路交通运输车辆的GHG温室气体排放将会持续不断增长。通过研讨纯电动汽车(BatteryElectricVehicle,BEV)、混合动力汽车(HybridElectricVehicle,HEV)、或燃料电池电动汽车(FuelCellVehicles,FCVs;FuelCellElectricVehicles,FCEVs)等多种类型的电动汽车(ElectricVehicle,EV)技术[3-5]有望明确实现节能减排的理想途径。自1966年通用汽车推出了世界上第1款燃料电池电动汽车GMCElectrovan,尤其是本田在1999年推出了世界上第1台商用的燃料电池电动汽车FCX-V4以来,世界上EV电动汽车型号不断丰富和租赁销售量明显增长,亚太、北美和欧洲成长为全球EV电动汽车重要的新车研发制造和租赁销售市场,,年增长率达到86%。燃料电池是一种高效、清洁的电化学发电装置,近年来得到国内外高度重视,成为最被看好的可用于替代汽油和柴油等传统的ICE内燃机发动机技术的先进新能源汽车技术。日本政府希望其到2020年的FCVs燃料电池汽车销量达到500万辆,再通过10年的研发推广实现全面普及FCVs燃料电池汽车。美国政府在2003年投入12亿美元大力推进氢技术和燃料电池技术,其中重要项目之一就是美国能源部(DepartmentofEnergy,DOE)在北加州、南加州、密歇根州东南部、大西洋区中部和佛罗里达州中部等5个区域开展的氢技术和基础实施验证与示范综合工程,吸引了Hyundai-Kia/Chevron、DaimlerChrysler/BP、Ford/BP和GM/Shell等多家汽车制造/能源供应商参与。美国能源部大力推进氢经济和燃料电池技术,尤其是商业化推广应用方面取得显著进展,比如目前高容量和低容量燃料电池制造成本分别为55美元/kW和280美元/kW[6],汽车燃料电池2014年的制造成本自2006年下降50%并自2008年以来进一步下降30%以上(基于高容量电池制造),这必将带动创造工作岗位、投资机会和可持续、安全的能源供应。为了在2020年前争取把欧盟建立成一个具有全球领先水平的燃料电池(FuelCell,FC)系统和氢能源(HydrogenEnergy,HE)经济的巨大市场,欧盟高度重视燃料电池技术和氢能源技术并把之视作能源领域的战略高新技术大力推进。中国政府高度重视FC燃料电池和FCVs燃料电池电动汽车技术,作为国家“863”重大科技项目予以重点研发,北京公交示范、北京奥运会和上海世博会示范运行了我国自主研发的燃料电池客车与轿车。目前通常认为,FCVs燃料电池电动汽车技术可显著减少GHG温室气体排放,成为新一代汽车的主要发展方向。一、电动汽车发展趋势现代电动汽车一般可分为3类:BEV纯电动汽车、HEV混合动力汽车、FCVs或FCEVs燃料电池电动汽车。近年来在常见的HEV混合动力汽车基础上,又派生出一种插电式混合动力电动汽车(plug-inhybridelectricvehicle,PHEV)。法国人GustaveTrouve于1881年11月巴黎国际电气博览会上推出第1款BEV纯电动汽车,采用的是铅酸电池供电的的直流电动机驱动的三轮电动汽车,较低的行驶速度(15km/h)和较短的续驶里程(16km)的早期EV电动汽车难以激发潜在的用户。在发展至今的100多年历史中,目前仅只有主要汽车制造商生产的几款BEV纯电动汽车。可是,几乎所有厂商均拟在近年发布新款BEV纯电动汽车。虽然早在20世纪90年代就有多款BEV纯电动汽车,但是由于高昂的售价和有限的续航里程等制约因素所致均未能量产商用。目前发布的BEV纯电动汽车款式主要有:美国通用汽车公司ChevroletVolt、美国福特公司FocusElectric、日本三菱汽车公司Mitsubishii-MiEV、日本尼桑公司的NissanLeaf、德国戴姆勒集团的SmartFortwoelectricdrive(orSmartED)、美国特斯拉公司的TeslaRoadster全球首款量产版电动敞篷跑车和中国比亚迪汽车 BYDe6等。国内外代表性BEV纯电动汽车性能参数见表1。*1美元=