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汽车利用氢气的梦想开始变为现实
2006年7月27日 9:15  来源:新华网

    我国自主研发的氢燃料电池轿车“超越3号”,平均每辆样车已经安全运行1.5万公里。国家863电动汽车重大专项总体组组长、同济大学校长万钢告诉记者,“超越3号”在城市行驶100公里氢燃料消耗1公斤,利用工业副产品生产1公斤氢燃料折合人民币约30元,而传统汽车每百公里耗用汽油10升,合人民币50多元。

    氢气如何比汽油还便宜?万钢教授解释说,这是依靠研发团队自主创新的一项工业副产品纯化技术,通过把炼钢厂、化工厂产生的焦炉气进行纯化提取成氢气实现的。

    研发燃料电池轿车:“超越1号”“超越2号”“超越3号”……

    氢燃料电池电动车是一种真正实现零排放的交通工具,它唯一排放的是纯净水,而且氢燃料电池制造过程和内部构件都对环境无毒害。

    “十五”期间,科技部设立了“863电动汽车重大专项”等一批国家重大科技项目,上海承担了该专项中的燃料电池轿车核心技术的前瞻性研究。上海市政府搭建技术攻关平台,组织有关的研究机构,协同上海同济大学、上海燃料电池汽车动力系统有限公司、上海汽车集团,围绕核心产品持续攻关,攻克了燃料电池汽车关键技术群,研发出新生代氢燃料电池汽车“超越”系列。

    2002年,项目团队开发出了第一代燃料电池动力平台并且通过国家验收。2003年7月,完成了基于第一代动力平台的燃料电池轿车试验样车“超越1号”的试制。在不断研发的基础上,项目团队于2004年5月又完成了基于第二代动力平台的燃料电池轿车试验样车“超越2号”。而“超越3号”是在2005年研发完成的,其中多项技术填补了国内空白,部分技术达到国际先进水平,形成了自主知识产权

    “超越3号”最为关键的有两项技术创新。一项是利用上海的工业副产品氢气资源,将制氢环节前移,车上直接装载氢燃料。这不同于其他的燃料电池车采用车载制氢方式,如“奔驰”通过甲醇重整制氢,“通用”则通过汽油重整制氢,为此,车辆必须装载复杂的制氢设备。“超越3号”目前在350公斤/平方厘米的压力条件下,用容积160升的储氢罐储存2公斤多的氢气,一次加氢可行驶230公里。

    另一项关键技术是用燃料电池和锂离子蓄电池配合的电——电混合动力技术来供电。汽车的供能过程是动态的,借助蓄电池的配合,可使燃料电池的供能过程相对平稳并把刹车时的动能转换成电能储存起来,完成踩油门时动力强劲输出而踩刹车时不浪费能源的动态控制。“超越3号”最高时速可达122公里,0到100公里时速的加速时间为19秒,“这些指标已经接近目前内燃机汽车的水平。”

    巴黎汽车挑战赛:我国燃料电池汽车跻身国际前列

    2006年6月9日至12日,我国自主研发的燃料电池轿车“超越3号”参加了在法国巴黎举行的第8届比比登清洁能源汽车挑战赛,顺利通过全部比赛程序,取得4“A”1“B”的优秀成绩,并且完成了120公里的拉力赛。

    国际技术委员会(ITC)成员、法国汽车协会主席多奥先生在演讲中说:“尽管各国对于何时实现氢经济还有争论,但是燃料电池汽车的进步是十分明显的,特别是中国的燃料电池汽车技术,与世界上任何国家的燃料电池汽车技术没有差距,而且我们知道,这完全是他们自主开发的。”

    “目前我国在这一研究领域的系统设计方面已与世界同步,一些开发思路和方法甚至有独到之处。”万钢告诉记者,通过测试数据对比分析,“超越3号”在系统结构上具有4个明显技术特征:

    一是证明了动力平台结构的可行性。使用现有车型配置燃料电池动力平台,同样可以满足驾驶平顺性、操纵稳定性和舒适性的技术指标,这样可以降低开发和推广燃料电池汽车的成本,也有利于国家支持的核心技术向企业扩展传输。

    二是证明了电——电混合动力系统的燃料经济性。所有其他参赛车辆都装载了80千瓦以上的燃料电池,而“超越3号”的燃料电池系统仅为45千瓦。由于采取了电——电混合的技术方案,特别是使用的锂离子电池和永磁电机性能优秀,在动能回收方面效率很高,瞬时助力功能较强,弥补了燃料电池的不足,提高了燃料经济性。

    三是证明了分电子控制系统的系统优化性能。2005年底专项验收以后,对“超越3号”进行了进一步系统优化。目前的控制系统保证了高效稳定性能。

    四是证明了使用工业副产氢气的经济性。在参赛车辆中,“超越3号”是唯一的可以使用纯度为4个9氢气(氢含量99.99%)的系统,其他车辆均要求5个9的氢气。

    开发工业副产经济:燃料电池汽车产业化有望实现

    氢能作为绿色能源,成为各国竞相投入开发的热点。专家预计,燃料电池轿车的大规模商业化大约在2020年左右。而万钢向记者透露,中国锻造工程院的一项研究课题明,仅上海工业置换出来的副产氢气总量就能够为14万辆燃料电池汽车提供氢燃料。

    基于使用工业副产氢气在经济方面的可行性,一份关于上海未来5年的燃料电池汽车“百千万”发展计划已经提出。万钢介绍说,根据该计划,上海将在2008年2月前完成100辆燃料电池汽车的试制,基于燃料电池的“绿色大巴”将行驶在北京奥运会各赛场之间,成为一道靓丽的风景线。2009年底完成1000辆多品种燃料电池汽车(含轿车和客车)的试制和小批量生产。到2010年上海世博会期间,将有一批燃料电池大客车、小轿车、场地车和邮政车投入运行。2011年——2012年形成万辆燃料电池汽车产能,这就意味着可以初步实现产业化,新型的“绿色出租”和“绿色公交”将为上海以及其他城市增添风采。

 
 [关键词]:汽车 氢气 燃料  发表评论    【推荐】 【打印

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