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“氢燃料电池在国家物流的主力担当——长途重载商用车领域有它自身优势。”清华大学车辆与运载学院院长李建秋教授近期公开表示。
李建秋提出,针对我国800-1000公里的长途重载物流、省际物流,为解决长距离、重载化下的重卡行驶带来的排放、油耗、二氧化碳排放等问题,经过国内外相关的分析和论证,认为氢燃料电池还是有它的优势,尤其在燃料电池发动机技术慢慢成熟的情况下,主流企业开始开发燃料电池重卡。
对于国内自主开发的燃料电池系统,李建秋认为技术进步很快,功率密度越来越高,耐久性越来越好,功率范围越来越宽,专业分工越来越细,成本下降越来越快,产业链越来越完善。
李建秋同时也指出,我国对氢燃料电池在商用车特别是重卡领域的应用研究,仍面临着来自两方面的技术瓶颈和挑战:一是来自于储氢方面的挑战,包括储氢系统的密度和储氢系统的成本;二是来自燃料电池的挑战,包括耐久性和功率密度及成本。他预测到2025年才能基本解决技术瓶颈问题。
未来5年,燃料电池的储氢密度、功率密度、耐久性倍增,而成本倍降。到2025年,电堆的功率密度应该能做到5-6kW/L。随着批量应用的增加,燃料电池成本会降至1000元/kW。
李建秋详细介绍了清华大学团队与福田汽车合作开发的35吨、49吨燃料电池液氢重卡项目情况。
研发方案在高压气氢储氢和液氢储氢两种路径中,我们选择了液氢储氢的方案。两个500L的氢气瓶能够装60公斤左右的液氢,按照30吨级的重卡百公里耗氢量在7-8公斤左右的标准测算,60公斤液氢能够跑五六百公里,在匀速的情况下能超过800公里。这个动力设计方案能够较好地满足长途物流的需求。
目前,李建秋带领的开发团队已经完成2辆35吨燃料电池自卸货车/城建用车的集成开发,动力系统的峰值功率超过500kW,持续行驶时速大于80公里,续航里程超过500公里,燃料电池系统功率大于80kW,液氢携带量大于60公斤。
此外,开发团队还完成了2辆49吨燃料电池牵引车的集成开发,动力系统的峰值功率超过700kW,持续行驶时速大于90公里,续航里程超过1000公里,燃料电池系统功率大于160kW,液氢携带量大于100公斤。
李建秋表示,上面两项研发成果已经达到国际领先水平。他预计,未来随着燃料电池系统效率提高和驱动系统效率的提高,以及风阻系数的降低,到2025年燃料电池系统效率可以做到60%,百公里耗氢量进入6公斤以内,燃料电池的成本就会显著降低,这是未来氢燃料电池商用车发展的重要方向和目标。

