宇通李飛強:運營成本將決定燃料電池客車的推廣
時間:2018/10/18 16:25:25來源:鳳凰網作者:責編:李秀芝共:4729 字點擊量10月17日,第六屆中韓汽車產業(yè)發(fā)展研討會在北京舉辦。今年的論壇以“分享氫燃料電池車產業(yè)化經驗,共筑為欸來氫能社會”為主題?,F代(中國)投資有限公司和國家信息中心信息化和產業(yè)發(fā)展部,聯(lián)合產業(yè)界人士共同探討和交流氫燃料電池汽車產業(yè)的發(fā)展。
氫燃料電池車早在前幾年就與電動汽車一同被列入新能源汽車財政補貼之列,在財政補貼退坡中,氫燃料電池車的補貼力度依然非常大。目前,國內氫燃料電池車主要在商用車(公交車)領域應用較廣。
在論壇上,國內商用車巨頭之一的宇通集團代表,宇通客車燃料電池開發(fā)高級經理李飛強表示, 從成本方面來講,氫燃料電池車主要有采購成本何運營成本兩項。因為現階段主要為政府采購,對公交公司來說,最大的負擔是運營成本。運營成本的降低是非常重要的一個因素,決定了燃料電池客車是否能夠大面積的推廣。
以下是宇通客車燃料電池開發(fā)高級經理李飛強的發(fā)言實錄:
尊敬的各位領導、各位專家大家下午好,我是宇通客車李飛強,下面我匯報一下宇通在氫燃料電池客車發(fā)展現狀與未來的戰(zhàn)略規(guī)劃。主要包括五個方面,首先簡單介紹一下宇通的情況。宇通是1993年在國內第一家上市的客車公司,2016年我們獲得國家科技進步二等獎,成為國內首個以主導新能源客車項目而獲得國家科技進步獎的整車企業(yè)。
1997年到2017年宇通銷量增長19.5倍,銷售額增長達到64.4倍,2017年銷售額332.2億元,整車銷量是67268輛。
整個客車品牌方面來看,宇通是全球新能源客車里面,包括客車品牌里面最好的,品質第一,宇通整體銷售表現較好,中國連續(xù)七年全球第一。下面這個圖就是2017年世界主要客車企業(yè)的銷量情況,宇通是遠遠超過第二名的。這是宇通在新能源客車的銷量情況,2016年銷售24865輛,連續(xù)多年領跑客車企業(yè)。
宇通在海外銷量包括在全球六百多主要市場批量,銷售了30多個國家地區(qū),主要市場包括歐洲、美洲、非洲和亞洲等地區(qū)。下面是宇通新能源方面的發(fā)展規(guī)劃,宇通是最早就布局了從混合動力到插電式混合動力純電動到燃料電池的技術路線,主要是基于“三橫五縱”的研發(fā)布局,以提升整車續(xù)航里程,安全、可靠性及壽命,降低成本為目標,通過整合產業(yè)鏈優(yōu)勢資源,自主創(chuàng)新,實現全生命周期成本最低,提升產品的競爭力。
重點突破高效動力系統(tǒng),動力電池集成與管理,整車控制與節(jié)能等核心技術,實現純電動、插電式,燃料電池動力系統(tǒng)共平臺開發(fā),縮短了開發(fā)周期,零部件通用化率75%。
宇通擁有電控技術、電機驅動系統(tǒng),車載能源系統(tǒng),道路模擬動力系統(tǒng)等零部件,到整車完整的測試評價能力。宇通每年投入3%的銷售收入用于技術創(chuàng)新建立國家級企業(yè)技術中心、國家電動客車電控與安全工程技術研究中心以及鄭州市燃料電池與氫能工程技術研究中心。
在新能源客車方面我們獲得相關科技獎勵39項,其中這個里面最重要就是國家科技進步二等獎以及河南省的科技進步一等獎和鄭州市的特等獎。第三方面是宇通在燃料電池客車發(fā)展進展。宇通從2009年開始了研發(fā)燃料電池客車,2012年組建了燃料電池客車研發(fā)團隊,經過多年努力突破燃料電池電電混合等多相核心技術,完成了三代燃料電池客車開發(fā),取得了首個燃料電池商用車資質認證,2015年我們開發(fā)的第二代燃料電池客車,獲得了國內首個正式的燃料電池客車的公告。
2016年成功開發(fā)了第三代燃料電池客車,2017年我們取得了河南省首個氫系統(tǒng)的安裝資質,2017年建立了鄭州市的燃料電池與氫能工程技術研究中心,專職于燃料電池的客車開發(fā)。我們核心以燃料電池整車為核心進行正向開發(fā),通過突破燃料電池整車、系統(tǒng)和氫系統(tǒng)的核心技術,建立完整的燃料電池測試評價體系實現燃料電池客車產業(yè)化推廣。
在整車方面,我們進行了相應的規(guī)劃,宇通開發(fā)的三代燃料電池客車產品,正在開發(fā)第四代燃料電池客車產品,突破了燃料電池客車整車集成和控制技術,提升了系統(tǒng)的使用壽命和環(huán)境適應性,延長了續(xù)航里程。未來在燃料電池客車的壽命方面,在2020年預計要達到28000小時的壽命,這個壽命的指標是基于客車要求要達到8年的壽命要求,至少燃料電池系統(tǒng)運行28000小時,滿足客戶八年使用的要求。
2025年燃料電池客車達到5萬小時,才能滿足歐洲等海外市場的要求,因為我們現在歐洲的客車客戶的使用要求就是15年的要求,如果達到15年的壽命要求,燃料電池系統(tǒng)的壽命必須超過5萬小時。這個壽命的指標在國內對燃料電池供應商來說是非常大的挑戰(zhàn),但是對于國外的先進的燃料電池汽車產品來說已經把這個定為未來要實現的目標,特別是包括日本豐田去年在燃料電池的聯(lián)盟大會上已經講到商用車他們的目標也是到2025年達到5萬小時的壽命。
在整車方面我們做的整車能量管理。整車能量優(yōu)化管理控制技術,并且開發(fā)多熱域耦合協(xié)調控制的技術進行燃料電池系統(tǒng)預熱利用技術,提升整車經濟性,降低整車的氫耗,并且提高整車的環(huán)境適應性。
可靠性方面宇通開發(fā)的三代燃料電池客車進行了全面的可靠性驗證,開始發(fā)現了很多可靠性的問題,包括燃料電池系統(tǒng)、升壓DC/DC,氫系統(tǒng)整車控制等方面可靠性的問題,進行優(yōu)化改進以后,現在的燃料電池基本上滿足整車使用的需求。
另外一個非常重要的方面就是整車運營成本,剛才大家都講到,成本是非常重要的一個方面,一個是采購成本,一個是運營成本,采購成本對客車來說現在重要的市場是公交市場,國內公交市場主要是政府采購,所以采購成本是一個方面,但是另外一個重要的成本就是運營成本,對客戶來說特別是公交公司,他們最大的負擔就是運營成本,所以運營成本的降低是非常重要的一個因素,決定了燃料電池客車是否能夠大面積的推廣?,F在國內加氫站車的價格最低可以到40塊錢每公斤,隨著量的增大這個氫氣成本還是要進一步降低的,要不然燃料電池客車相比插電式混合和純電動成本較高。
下面我們圖里面也做了一個初步的規(guī)劃,隨著氫化的電機,燃油電池客車的運營成本是可以和插電式混合動力相比的,甚至比它們更低一些。動力系統(tǒng)方面,包燃料電池系統(tǒng)在純電動系統(tǒng)基礎上增加了燃料電池系統(tǒng),氫系統(tǒng),DC/DC組成了這樣一套混合動力系統(tǒng)。我們的燃料電池重要的工作就是在純電動基礎上增加這一套系統(tǒng),把這套系統(tǒng)的,包括能量密度和成本方面比動力電池更加有優(yōu)勢。
我們做的一個包括動力系統(tǒng)參數的匹配,以公交工況為例,計算出驅動系統(tǒng)平均功率,包括動力性的匹配匹配動力性的功率,最后達到燃料電池和動力電池最優(yōu)的匹配。能量管理方面基于燃料電池動力系統(tǒng)耐久性多約束條件分析,研究電電混合動力系統(tǒng)多層工作模式劃分機制,通過基于滯環(huán)區(qū)間的有限狀態(tài)能量管理控制技術,提升動力系統(tǒng)的耐久性。大家也知道燃料電池系統(tǒng)或者是電機它的耐久性關乎成本,但是動力系統(tǒng)到整車上它的壽命就下降很快,這個主要原因就是燃料電池整車的控制上,我們在整車控制上也做了很多工作提升燃料電池系統(tǒng)的壽命。
另外一個就是實現了燃料電池系統(tǒng)的多尺度自適應控制,研究了基于副本(音)級別的容錯控制,提升系統(tǒng)的縝密性和可靠性。
在燃料電池系統(tǒng)方面,包括燃料電池系統(tǒng)的集成開發(fā),研究系統(tǒng)的模塊化和零部件的通用化設計方案,基于CFD仿真和關鍵零部件MAP圖的參數優(yōu)化,完成高集成度,高效能完成電池系統(tǒng)。
在燃料電池電池系統(tǒng)耐久性方面分析了系統(tǒng)的衰減機理,并基于這些衰減機理進行耐久性提升系統(tǒng)的開發(fā)。
包括低溫啟動方面研究了DC/DC主動拉載,同時降低動力空氣化系數的方法來提高燃油電池低溫啟動的性能。氫系統(tǒng)方面主要在車載氫系統(tǒng)輕量化方面,提高車載氫系統(tǒng)的儲氫密度,提高整車的續(xù)航里程。
另外就是氫電結構耦合安全,在燃料電池車上很重要的安全因素就是在電動車高壓電的基礎上做了高壓氫氣,這樣的話我們就需要做氫氣和高壓電接入做碰撞的測試,充電和加氫狀態(tài)的檢測。
另外一個很重要的方面就是測試評價,我們建立了單電池到電堆到燃料電池系統(tǒng),到關鍵零部件的測試評價能力,全面測試評價我們開發(fā)的燃料電池的技術?,F在已經具備的包括燃料電池系統(tǒng)電堆,空氣系統(tǒng)、專用DC/DC,高壓氫氣閥等系統(tǒng)的測試評價能力。未來基于鄭州市燃料電池與氫能工程技術研究中心,我們要建設材料,正規(guī)系統(tǒng),整合全方面的測試評價體系,已建成的實驗室建筑面積大于一萬平米,有一百多個進行四個層次的評價。
第四方面是整車開發(fā)方面,現在宇通完成了8米到12米雙配置的燃料電池客車整車產品,進行了11道測試,驗證了實車道路動力性、經濟性和穩(wěn)定性。
加氫站方面建立了中原地區(qū)的首個加氫站39兆帕的加注能力對客車進行加注,12米單車加注時間在10到12分鐘,為客車的實際利用率提高保障。我們的整車進行相關的安全測試,按照安全至上的原則,最簡的原則進行了區(qū)域布置和氫電的隔離,從設計層面提高整車的安全性。
安全測試包括安全氣瓶的可靠性,槍擊、爆炸、疲勞等實驗。整車的可靠性包括系統(tǒng)零部件經過權威的第三方測試,防水、防塵,確保零部件的可靠性。
整車方面,我們完成了整車的路況實驗,涉水實驗,可靠性實驗和整車在涉水和碰撞條件下的安全性和可靠性。同時我們也在實際道路上完成了整車的可靠性試驗和示范,這個里面包括整車在實際道路擁堵路況,靠邊停站,上下坡?lián)矶碌穆窙r都進行了相應的測試。從2016年12月測試里程超過12萬公里,12米燃料電池客車實際電車的氫耗在7.5公斤百公里的,滿足了城市的使用需求。燃料電池運行基本上沒有衰減。
最后一部分是整車示范運行的情況和未來的規(guī)劃?,F在宇通的燃料電池客車最大的量就是在張家口有25輛正在示范運行,從今年十一開始進行了批量的示范運行。始發(fā)站就是張家口的火車站到終點站明德北站,加氫站距離火車站的里程數五公里,實現了兩天加一次氫氣?,F在整體運行情況非常好,百公里氫耗7.5公斤左右,還是相對比較低的氫耗。
第二個結合GEF/SUNDP促進中國燃料電池汽車商業(yè)化發(fā)展項目,我們在鄭州推廣了三輛燃料電池車使用運行,現在已經有兩輛運行兩個多月,運行60多天累計的運行里程超過2萬公里,也實現2天加一次氫氣,8到10分鐘加滿氫氣,氫耗在百公里6到7公斤。
未來發(fā)展戰(zhàn)略方面首先我們認為在整個燃料電池汽車行業(yè)里面燃料電池客車,特別公交車商業(yè)化是優(yōu)先的,公交車受到政府的支持力度特別大,加氫基礎設施好布局,以集團客戶為主,示范帶動效果好,所以會優(yōu)先公交車商業(yè)化。
我們會加強國際合作,引進先進的燃料電池系統(tǒng),結合宇通的市場推廣能力、政策影響力、領先的燃料電池動力系統(tǒng)技術,帶動中國加氫基礎設施,為全國的氫能社會、氫能經濟貢獻力量。
在整車推廣方面,我們是優(yōu)先在補貼政策明確,有氫能源,加氫站布局計劃的城市進行燃料電池客車的推廣,并會因地制宜制定制氫、運氫和加氫的一體化解決方案,實現燃料電池客車小批量推廣,實現示范性運行。
氫能也是制約咱們客車推廣的一個重要因素,綜合氫能的產業(yè)鏈的相關企業(yè)共同推進氫能產業(yè)鏈的不斷完善。制氫方面近期和中期主要以工業(yè)副產氫為主,后期以煤制氫為主支撐燃料電池車推廣,未來以可再生能源為主的發(fā)展方向。
運氫開始也是以氣氫拖車為主,逐步隨著批量的增加液氫罐等方式來提高運氫的效率。加氫站在鄭州的示范運行也會相應對現有的加氫站進行擴建,滿足明年可能有60輛到100輛車的示范運行,這個加氫站日加氫能力達到120公斤,60輛車達到要求。在鄭州附近氫氣量非常多的,鄭州附近包括濮陽的偉祺化工,金馬焦化,神馬集團等集團都有很多副產氫,這些副產氫調用完以后基本上也有7.6億方(音)每年的產量,可以滿足9000輛商用車的運行,所以在副產氫富裕的地方城市的運行不是問題,主要是我們把氫氣利用起來。
這是我主要匯報的內容,我們在燃料電池客車方面未來的愿景就是燃料電池驅動未來,氫能改變能源格局,謝謝各位!