燃料電池需要考慮各種車用工況下的可靠性和耐久性問題。從上世紀(jì)90年代到2005年，國際上解決了燃料電池對車用工況的適用問題,。從2005年到2012年,，燃料電池的成本實(shí)現(xiàn)了下降，其成本已經(jīng)接近純電動(dòng)汽車,，稍貴一點(diǎn)。之后，2015年成為了燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展元年,，實(shí)現(xiàn)了市場化。
其實(shí),，在2014年12月15日,，豐田Mirai氫燃料電池車在日本正式上市，宣布成功商業(yè)化,，同時(shí)宣布它的專利不收費(fèi),，這對整個(gè)行業(yè)意義重大。但是由于加氫站的制約,，豐田在推廣氫燃料電池小轎車之后,，轉(zhuǎn)向了大巴車型，并從2015年開始在東京做示范運(yùn)行,。
目前,，本田等各大公司也在推出燃料電池新型嬌車。最近,，本田正與通用合作,，建設(shè)燃料電池堆生產(chǎn)線。今后,，隨著各大企業(yè)燃料電池堆生產(chǎn)線的建設(shè),，燃料電池的產(chǎn)量將會(huì)成倍增加。
就電池系統(tǒng)而言,，受工況影響,，燃料電池產(chǎn)業(yè)花了15年時(shí)間才解決了燃料電池在不同工況狀態(tài)下的車用需求,，使用時(shí)間達(dá)到5千到1萬小時(shí)。工況對性能影響非常大,，解決工況問題,，首先要上電電混合，把工況變化壓力傳給鋰電池,，燃料電池在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)下運(yùn)行,，壽命大幅度提高。其次要防止電池長期處在大于0.85的高電壓下工作,，在怠速,、開路時(shí)可給二次電池充電，給水箱加熱或利用空氣循環(huán),。對車的啟停,，要采用放電的方法，消除空氣進(jìn)入氫腔引起的高電壓等?，F(xiàn)在,，國內(nèi)外的差距主要是在電堆的陽極水管理方面。我們希望國內(nèi)做發(fā)動(dòng)機(jī)的企業(yè)盡快把這件事情做好,，燃料電池的使用時(shí)間就有望提高1000-2000小時(shí),。
我們也希望科研機(jī)構(gòu)能夠與生產(chǎn)單位進(jìn)行深層合作，把控制衰減的方法更好地運(yùn)用到電池系統(tǒng)當(dāng)中,。但是,，這些在單池已證明的各種有效方法，應(yīng)用到電堆上,，還有很多工作需要做,，我們希望能夠通過真誠合作來提高電堆的可靠性和耐久性。
從國際上看,，空壓機(jī)成本下降速度比較慢,。要想降低燃料電池系統(tǒng)的成本，降低空壓機(jī)和氫循環(huán)泵的成本很重要,，氫氣瓶的成本也需要大幅度下降,。綜合來看，燃料電池汽車成本下降對燃料電池,、空壓機(jī),、氫瓶、氫循環(huán)泵成本控制都要有嚴(yán)格要求,。
在空壓機(jī)領(lǐng)域,，比如佛山某廠商生產(chǎn)的空壓機(jī)，它的主要問題是噪聲比較大，可靠性稍微偏低,。在氫氣瓶制造方面,，我們已經(jīng)在生產(chǎn)35MPa的氫氣瓶，75MPa的氫氣瓶還在研發(fā)當(dāng)中,。只有采用塑料內(nèi)膽(可鍍),，才能用低強(qiáng)度的碳纖維，這樣氫瓶的成本也能降下來,，但這需要進(jìn)行大量的研發(fā)工作,。
空壓機(jī)、高壓儲(chǔ)氫瓶是制約我們進(jìn)一步大幅度降低燃料電池成本的關(guān)鍵問題,。我們也希望國家能夠提供支持,，解決這方面的問題。另外,，我們還需要盡快制定大巴車的安全標(biāo)準(zhǔn),，比如氫氣瓶到底能不能放在車底下，氫氣管線特別是接頭部分允不允許通過駕駛艙和載客艙等,。我們還需要考慮撞車以后，燃料電池的高壓如何解決?比如,，目前豐田采用的是一個(gè)堆,，一旦發(fā)生碰撞，一個(gè)堆200多伏電壓,，而且里面有殘存氫,，這將是非常危險(xiǎn)的。這些問題都需要從實(shí)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)方面進(jìn)行解決,，實(shí)現(xiàn)撞車后燃料電池電堆電壓迅速降至安全電壓以下,。
碳紙這塊，國內(nèi)主要是中南大學(xué)在進(jìn)行研發(fā),，產(chǎn)品性能已超日本Torry公司,，但是在國內(nèi)并沒有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，這主要是因?yàn)槿鄙儋Y金支持?，F(xiàn)在,，企業(yè)不太愿意對其進(jìn)行投資，主要是考慮到短期內(nèi)的資金利潤率,。因此,，燃料電池關(guān)鍵材料的商業(yè)化問題、生產(chǎn)線的建立問題,，是整個(gè)行業(yè)必須面臨的最大問題,。
對薄金屬雙極板，沖壓和激光焊接方面，我們的技術(shù)都已經(jīng)過關(guān)了,，剩下的是表面改性技術(shù),，比如用等離子噴涂進(jìn)行表面改性。我們用金屬雙極板做出的電堆,，工作電流密度是1安倍,，比國際上的1.5安培的低，因此電堆的功率密度也比豐田,、通用的低,。
采用電噴涂制備的新型膜電極組件(MEA)比一般噴涂的產(chǎn)品性能好一點(diǎn)。而且在有序化電極方面,，我們也做到了接近3M公司的水平,，但是這種方法難以批量生產(chǎn)，需要對其進(jìn)行改造,，以適應(yīng)批量生產(chǎn)工藝要求,。
我們與國外的差距部分還有MEA的在線水含量測量，這也是豐田的一個(gè)優(yōu)點(diǎn),。我們需要向國外學(xué)習(xí),，比如豐田不僅能夠在線測量MEA水含量，而且能夠在線控制MEA水含量,。目前,，世界上在燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，也只有豐田有這種在線水含量測量能力,。
就加氫站的建設(shè)而言,，我們已經(jīng)掌握了相關(guān)技術(shù)，但是仍然需要考慮,，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化以后如何降低成本的問題?，F(xiàn)在，我們需要花近1400萬元才建設(shè)一個(gè)加氫站,，國家補(bǔ)助400萬元,。加氫站建設(shè)還需進(jìn)一步降低成本。
在示范運(yùn)行方面,，宇通在生產(chǎn)燃料電池大巴車領(lǐng)域是國內(nèi)比較早的,，目前已經(jīng)做到四代產(chǎn)品了。宇通還建了加氫站,，這在私企當(dāng)中是第一家,。目前，宇通的加氫站已經(jīng)開始運(yùn)行了,。福田和億華通合作,，也在生產(chǎn)燃料電池客車,。廣州國鴻氫能科技公司的巴拉德的膨脹石墨雙極板生產(chǎn)線已經(jīng)建起來了，與巴拉德合作開發(fā)的產(chǎn)品主要是大巴車,，目前已經(jīng)有30多輛車開始了示范化運(yùn)營,。
目前，國內(nèi)車用燃料電池發(fā)展有二條技術(shù)路線,，一條以新源動(dòng)力為代表的的自主研發(fā),，應(yīng)進(jìn)一步提高電池系統(tǒng)的可靠性與耐久性，并降低電堆的成本和鉑用量,。另一條以廣州國鴻氫能科技公司為代表的引進(jìn)加拿大Ballard技術(shù),，希望能消化吸收并再創(chuàng)新，比如解決引進(jìn)技術(shù)的電堆不適于在零下溫度儲(chǔ)存和啟動(dòng)問題,。