东风汽车氢燃料电池技术新突破――零下30℃快速启动

在武汉经开区东风新能源汽车产业园2号园区，有一个氢动力实验室，技术人员正在进行氢燃料电池系统零部件测试。

2018年，东风公司牵头承担了国家重点研发专项《全功率燃料电池乘用车动力系统平台及整车开发》，推出了国内首款全功率燃料电池车――东风氢舟H2e，能在零下30℃环境下快速启动。科技部高技术研究发展中心表示，该车整车性能达到国内领先、国际先进水平。

国内首款全功率燃料电池车

无污染、零排放的氢能，被视为“21世纪最具有发展前景的二次能源”。

2021年，中国氢燃料电池车保有量仅9000辆。根据中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》预测，至2035年，氢燃料电池汽车保有量将达到100万辆左右。

“与纯电动车相比，氢燃料电池车在节能环保、续航里程、抗低温、补能便利性等方面更具优势。”东风技术中心前瞻技术研究院氢元研发经理张剑说。

面对巨大的市场潜力，众多车企加速氢燃料电池研发布局。2018年，东风公司技术中心牵头、集合15家单位承担国家重点研发专项《全功率燃料电池乘用车动力系统平台及整车开发》项目，旨在打造国内首款高效率、高安全性全功率燃料电池乘用车，助力东风公司抢占新能源汽车制高点。

张剑介绍，经过3年攻坚，东风技术团队先后在整车、氢燃料电池系统等方面开展研究，研发了70千瓦、120千瓦电堆和50千瓦、80千瓦燃料电池系统，并建立了先进的试制试验基地，开发了国内首款全功率燃料电池车――东风氢舟H2e。

燃料电池很“扛冻”

在距离武汉1000公里的广东省佛山市，两台东风氢舟H2?e已投入示范运营。东风氢舟H2?e是根据东风风神AX7打造的，其能量来源就是东风自主研发的氢燃料电池系统。

“在零下30℃的环境下，东风氢舟H2e便能快速启动，加氢3分钟，续航里程能达到500公里，氢气利用率为95%，百公里耗氢量仅为0.751千克，大约花费不到30元，仅为燃油车的二分之一。”张剑说。

与普通储能电池不同，燃料电池是一种能量转换装置，在工作时必须有能量（燃料）输入，才能产出电能，其研发既涉及软件设计、又涉及硬件开发。“让燃料电池系统实现低温快速启动、高氢利用率、高安全性并非易事。”张剑坦言，“就像在岔路众多的山道上前行。”

他介绍，去年年初，在攻克氢燃料电池系统低温启动中，团队成员每天工作超15小时，反复修改程序、调试系统、优化策划，仅用了5天，便实现了燃料电池系统在零下18℃自启动、零下20℃辅助加热启动，启动时间从首次的9.6分钟缩减到2.5分钟。随着技术升级，东风氢燃料电池系统已实现了在零下30℃环境下快速启动。

氢安全也至关重要。研发过程中，研发团队通过对车载储氢系统做过温、过压、碰撞等一系列保护，并加载各类传感器实时监控，顺利完成了70兆帕氢燃料电池车碰撞试验，且全程无氢气泄漏，这在国内还是首次。

此外，在氢燃料电池系统集成与控制、电堆、膜电极、双极板等核心零部件上，东风公司实现了技术的自主可控。

争当产业链“链长”

好的成果，有广泛应用才算真的好。

去年，东风技术中心自主研发的80千瓦燃料电池系统成功搭载到东风汽车股份有限公司12吨、18吨轻型商用车上，近期将在武汉经开区开展示范运营。

2020年，由东风技术中心孵化的科技型企业――东风悦享科技有限公司还推出了氢能版“无人驾驶Sharing-VAN”，这款能搭载六人的“胶囊”车，没有方向盘、油门、刹车、驾驶座，只有两排座位，通过5G信号便能实现武汉、广州、十堰等地数千公里远程云控。

北京冬奥会期间，来自丰田、吉利、北汽等车企的1000台氢燃料电池大巴车、小轿车、特种车集中投入运营，并配备了30多个加氢站，成为冬奥会期间一道亮丽的风景线。

“不过，就整个氢燃料电池车应用情况来看，普及率还是较低。”张剑表示，发展受限主要在于加氢站基础设施不足以及燃料电池成本过高。促进氢能产业发展，还需要实现技术突破，也需要政府和上下游产业链企业携手。

“氢燃料电池是东风公司‘科技跃迁’和未来战略的重要组成部分。”他说，在氢能汽车领域，东风公司将争当产业链“链长”，继续深耕技术领域，做好现有产品的迭代升级，不断提高竞争力，同时持续拓展应用场景，开发更多新产品。

关键词： 氢燃料电池