解析七大路线图之三：燃料电池汽车技术路线图（收藏版）

       10月26日，中国汽车工程学会在其年会上发布了《节能与新能源汽车技术路线图》，包括节能汽车、纯电动和插电式混合动力汽车、燃料电池汽车、智能网联汽车、汽车制造技术、汽车轻量化技术及动力电池技术等七大领域未来15年的发展路线制定。工业和信息化部装备工业司副司长瞿国春强调，路线图为汽车产业发展指明了发展方向，明晰了重点和路径，希望成为行业一致的行动指南。

为了详细解读这份关乎中国汽车产业发展的七大路线图，第一电动网将结合《节能与新能源汽车技术路线图》完整版，分七篇逐一介绍七大技术路线图的制定背景以及详细的发展规划。此文为第三篇：燃料电池汽车技术路线图。

氢作为交通运输行业的储能物质，具有可以大规模稳定储存、持续供应、远距离运输、快速补充的特点和优势，在未来以分布式为主、排放量为特征的能源构架中，氢能源系统会与电力系统并存互补，共同满足交通运输、家庭生活、工业生产的能源需求。

交通运输碳排放量在未来相当长的时间内仍将持续增长，公路运输领域是增长的重点。因此，氢能燃料电池商用车在我国交通节能减排中具有重要的战略作用。我国交通领域能耗和碳排放具有显著的构成特点，公路运输的二氧化碳排放量占比最大，公路货运和城市客运碳排放占比63%和23%(2012年)，是减排的重点领域。

在中国制造2025战略规划中，对燃料电池汽车做出了相关要求。在2025年，燃料电池汽车年产销10万辆。以城市私人用车、公共服务用车的批量应用为主，实现燃料电池技术的推广应用。通过优化燃料电池系统结构设计，加速关建部件产业化，大幅降低燃料电池系统成本。在燃料电池系统技术方面，突破高可靠性膜、催化剂及双极板，供给系统关键部件高可靠性等技术难题。在关键零部件方面，燃料电池冷启动温度降至-40℃以下，质量比功率达到2.5kW/kg，寿命超过500h，产能超过1万套。

氢能燃料电池汽车发展历程

2000年之前，主要完成了氢能燃料电池汽车的概念设计和原理性验证；2000年以后，开展燃料电池攻关研究，陆续进行技术验证性示范考核；2010年开始，在特定用途领域商业化并取得成功；在2015年以后，乘用车开始面向部分区域的私人用户销售，初步进入商业化阶段。

中国：基本完成了燃料电池电动汽车的性能研发阶段，整车性能已经达到传统汽车水平，解决了示范中发现的核心技术问题中发现的核心技术问题。燃料电池商用车的可靠性、经济性和便利性满足商业示范运营需求。燃料电池乘用车的性能接近用户接受的水平。燃料电池电堆技术基本满足车用要求，车用燃料电池系统功率密度提高1倍以上。车用燃料电池成本接近实用化要求。

美国：2005年8月，美国国会通过了新的能源法案，氢能被列入“主流能源”选择之一；在2010年后陆续发布了氢能与燃料电池计划(2011年)、氢燃料电池技术评价报告(2012年，部分更新到2015年)，近十年的研发总投入达到24.5亿美元，示范的各类道路车辆超过180辆，并在特种用途车辆(叉车)推广超过8000辆。

2013年5月，美国能源部(DOE)成立了推进氢基础设施的联盟“H2USA”，该计划目标是通过创立公众-私人伙伴计划克服建设氢基础设施面临的障碍，从而促进氢燃料电池汽车在全美的商业推广。

欧盟：2003年制定《欧盟氢能路线图》，5年内投入20亿欧元，用于氢能、燃料电池及燃料电池汽车的研发与示范。2008年，欧盟、欧洲工业委员会和欧洲研究社团联合制定了2020年氢能与燃料电池发展计划。2014年发布《地平线2020》计划继续支持“燃料电池与氢能联合执行体(FCHJU)”战略目标：2020年氢燃料电池汽车保有量50万辆、加氢站1000座、氢气50%来自非化石能源。

日本：2013年6月，日本政府发表的《日本再兴战略——JAPAN is BACK》提出，要扩大家庭用燃料电池普及，从2015年开始要大力推广燃料电池车并实现全球最快普及。2014年7月，日本经产省公布《氢能源白皮书》，介绍了氢作为能源利用的意义、建设氢社会的政策动向、制造、运输、存储、利用等技术发展以及现在的课题和今后的发展方向等。2014年发布了氢能/燃料电池战略发展路线图，明确了氢能应用战略步骤及目标。

国内氢能源电池汽车技术发展现状

经过863计划，我国初步掌握了燃料电池关键材料、部件及电堆的关键技术，基本建立了具有自主知识产权的车用燃料电池技术平台，燃料电池在国内外开展了多次示范运行。2015你那，燃料电池系统技术现状：-20℃启动及-40℃存储、寿命3000h；功率密度2kW/L、比功率1kW/kg；能量效率60%；铂担量0.6g/kW。燃料电池汽车：百公里氢能耗≤8.5kg(客车)，≤1.1kg(轿车)；开展了北京、上新加坡等不同环境的考核运行；具备百辆级动力系统与整车生产能力。

HFCV产业化关键技术与制约因素：功率密度是车用燃料电池的动力输出指标，它对燃料电池动力系统的小型化、轻量化以及成本的影响最大。寿命是燃料电池动力系统实现车用的基本指标。优化电堆及系统结构，强化电池的管理，也是提高电堆耐久性的有效措施。成本是车用燃料电池动力系统开发的导向性指标。

制约我国氢能燃料电池汽车的关键指标：1、燃料电池的耐久性问题，国内相关企业氢燃料电池的稳定寿命还在3000小时左右，而国际先进技术已经可以达到5000小时以上。2、关键材料和核心零部件薄弱：燃料电池用电催化剂、质子交换膜、炭纸等关键材料的开发多停留于实验室和样品阶段，空气压缩机和氢气回流泵等关键部件没有产品供应。3、氢气储存问题，储氢材料的储氢容量重量比至少要达到5%-7%才有实用价值，35MPa的碳纤维缠绕金属内胆气瓶(Ⅲ)的储氢密度为3.9%，需要开发碳纤维缠绕塑料内胆气瓶Ⅳ(5.5%)。

氢能燃料电池汽车总体技术路线图