有關(guān)全球的挑戰(zhàn)，大家都比較清楚，我們簡單地過一下。大家了解，目前交通的模式，重要是依賴于傳統(tǒng)的汽車，應(yīng)該說無論是從能源和環(huán)保這兩個(gè)方面都不具有可持續(xù)性，這里面我想說有關(guān)能源的問題，我們國家的石油依存度逐年新增，特別是石油車的保有量新增，關(guān)于石油的需求會(huì)越來越大，而且我們石油進(jìn)口對外的依存度達(dá)到了60%。

那么關(guān)于這種能源的情況，環(huán)境污染也對我們國家造成了極大的挑戰(zhàn)，我們大家了解關(guān)于二氧化碳的排放，在杭州G20峰會(huì)上遞交了我們的承諾，低碳化一定是未來的發(fā)展趨勢，關(guān)于汽車而言，還有二氧化碳的排放，消耗能源是很重要的一個(gè)原因。

基于這樣的情況，未來汽車的發(fā)展，我們認(rèn)為是能源的多樣化。關(guān)于能源多樣化而言，電動(dòng)汽車或者說汽車的電氣化一定是今后的未來發(fā)展趨勢。這里面我想說，可以從兩個(gè)方面來講，第一個(gè)方面我們說驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)化，我們了解采用了驅(qū)動(dòng)電動(dòng)化以后，自動(dòng)回饋，使驅(qū)動(dòng)效率得到了很大的提高。右邊的表格當(dāng)中典型城市行駛工況牽引與制動(dòng)能量消耗，采用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)化才可以把制動(dòng)的能量進(jìn)行回收，提高效率。

那么第二個(gè)方面就是能源的多元化，大家了解，由于我們國家對外石油資源的依存度越來越高，所以國家的能源安全就越來越重要，保證我們國家的能源安全，最有效的方法就是能源的多元化。那么關(guān)于能源多元化來說，對汽車工業(yè)一定要找到一個(gè)中間的載體，中間的能源，這樣關(guān)于汽車工業(yè)的發(fā)展就會(huì)至關(guān)重要，目前比較理想的中間的載體一個(gè)就是電，第二個(gè)就是氫氣，所以目前的純電動(dòng)汽車和燃料動(dòng)力電池汽車成為國內(nèi)外爭相發(fā)展的重點(diǎn)。

今天的重要是動(dòng)力鋰電池和電動(dòng)汽車，我這里做了一個(gè)比較，這個(gè)觀點(diǎn)應(yīng)該說得到了比較大多數(shù)的專家的認(rèn)可，就是說未來的新能源汽車重要是純電動(dòng)汽車和燃料動(dòng)力電池汽車兩種。一般來說在里程比較短的情況下，采用純電動(dòng)汽車比較多，而在行駛里程比較長采用燃料汽車比較多，這個(gè)表格也給出了各種重要的新能源汽車二氧化碳排放的情況。從這個(gè)表格當(dāng)中我們可以看出，無論是純電動(dòng)汽車，還是燃料動(dòng)力電池汽車都會(huì)極大降低二氧化碳的排放，這是第一個(gè)方面，由于前面兩位嘉賓都做了詳細(xì)的介紹，我就簡單概括。

第二個(gè)方面我們介紹一下燃料動(dòng)力電池汽車，做一下燃料動(dòng)力電池汽車的簡介，今天在座有很多的公司家，我介紹一下燃料動(dòng)力電池汽車的有關(guān)方面，希望引起各位公司家、各位領(lǐng)導(dǎo)的重視，加大燃料動(dòng)力電池汽車方面的投入。燃料動(dòng)力電池汽車最基本的或者是核心的部分，我們叫它燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)，在國內(nèi)我們也稱之為燃料動(dòng)力電池發(fā)動(dòng)機(jī)，它和動(dòng)力鋰電池的最大不同就是利用了氫氧反應(yīng)出現(xiàn)電，這個(gè)方面來說類似于我們傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，不是一個(gè)電池，是一個(gè)發(fā)電的裝置。燃料動(dòng)力電池汽車比較有代表性的事例，豐田的Mirai在2014年十二月十五日在日本上市，無論是價(jià)格和性能都在國內(nèi)外引起了強(qiáng)烈的反響。這是一個(gè)比較典型的例子。

緊接著在2015年的三月份，本田公布了他的FCVClarity汽車，這個(gè)基本和豐田的類似，各種指標(biāo)某一些方面甚至超過了豐田的指標(biāo)，其實(shí)本田的汽車應(yīng)該說是最早實(shí)現(xiàn)，大概在2007年豐田的第一代汽車以租賃的方式供用戶進(jìn)行駕駛。第三個(gè)就是現(xiàn)代ix35，韓國現(xiàn)代起步比較晚，應(yīng)該說跟我們國家基本上類似，大概大量的投入也是在2000年左右，但是現(xiàn)在的汽車發(fā)展的比我們國家快很多，應(yīng)該說現(xiàn)代汽車應(yīng)該比豐田公布還要早，豐田是2014年的十二月份，現(xiàn)代是2014年的四月份已經(jīng)正式開始銷售。

我們做的工作，重要是在同濟(jì)大學(xué)期間完成的，2000年開始研究燃料汽車，最早做的超越一號(hào)，超越二號(hào)，超越三號(hào)，后來跟有關(guān)的汽車廠研究了一些轎車，2008年的奧運(yùn)會(huì)，總共給上海大眾生產(chǎn)了24輛的轎車，在這以后又在美國的加州進(jìn)行了長達(dá)半年的試行。第二個(gè)事件是上海的世博會(huì)，我們跟有關(guān)的整車廠，一汽、上汽、奇瑞等等，推出了90輛的燃料動(dòng)力電池汽車，推出了100輛的燃料動(dòng)力電池場館車，所以總共是193輛的燃料動(dòng)力電池汽車在上海世博會(huì)上進(jìn)行了長達(dá)半年的運(yùn)行。這是燃料動(dòng)力電池整個(gè)汽車的情況。

今天我重點(diǎn)介紹一下燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)，特別是燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)當(dāng)中的關(guān)鍵的部件和系統(tǒng)當(dāng)中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。剛剛趙總也提到，我們國家燃料動(dòng)力電池技術(shù)在關(guān)鍵部件、關(guān)鍵材料和國外的差距還是比較大的。這有一個(gè)示意圖，最重要的部件就是燃料的電堆，為了使它正常的工作，就要源源不斷地供應(yīng)空氣，供應(yīng)氫氣，所以我們要一個(gè)氫氣的供應(yīng)體，所以我們就要一個(gè)空氣的供應(yīng)體，另外我們說燃料動(dòng)力電池在工作的時(shí)候氫氧反應(yīng)生成水，這個(gè)水一方面有可能堵塞，另外一方面又起到濕潤燃料動(dòng)力電池電堆當(dāng)中的電解質(zhì)，也就是膜的用途。所以對電堆而言，既是必不可少的又有一定的危害，所以說燃料動(dòng)力電池的水熱管理系統(tǒng)，對電堆的冷卻，第二方面對出現(xiàn)水的回收和對氫氣對空氣的加濕，這個(gè)是燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)重要的一個(gè)原理。

這個(gè)表格是顯示的美國GOE統(tǒng)計(jì)的，目前燃料動(dòng)力電池的系統(tǒng)重要的技術(shù)指標(biāo)和2020年的發(fā)展目標(biāo)，從這個(gè)表格當(dāng)中我們可以得到這么一個(gè)結(jié)論，目前在國際上，包括日本、美國、德國，燃料動(dòng)力電池的技術(shù)已經(jīng)成熟，下一個(gè)階段，燃料動(dòng)力電池的技術(shù)重要是集中在降低成本產(chǎn)業(yè)化的階段，這個(gè)表格當(dāng)中也可以看出來，燃料動(dòng)力電池汽車跟傳統(tǒng)的汽車有突出的優(yōu)點(diǎn)，效率比較高，這里面目前的最高的效率已經(jīng)達(dá)到了60%，而2020年將會(huì)達(dá)到65%，我們大家了解關(guān)于傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)像豐田普銳斯公布的，效率達(dá)到的60%，這個(gè)在汽油車當(dāng)中已經(jīng)是最高了。所以說燃料動(dòng)力電池顯著的優(yōu)點(diǎn)可以看出來，這個(gè)是有關(guān)簡介。

第三部分我介紹一下燃料系統(tǒng)當(dāng)中的一些關(guān)鍵的部件，這里面特別是希望能夠供有關(guān)的公司家們進(jìn)行參考。我們認(rèn)為燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，重要是有4個(gè)，第一個(gè)是電堆，我們說燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)、燃料動(dòng)力電池發(fā)動(dòng)機(jī)是燃料電動(dòng)汽車的心臟，而電堆又是燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)的關(guān)鍵的一點(diǎn)，電堆我們說就是把空氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)輸入的氫氣和空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)出現(xiàn)電，這個(gè)是我們國內(nèi)外的一個(gè)重要的電堆，其中比較有名的就是豐田和本田他們最近公布的電堆，他這個(gè)電堆體積比功率已經(jīng)達(dá)到了每升3.1千瓦，我們國內(nèi)做的產(chǎn)品級的大概每升在1.2千瓦左右，實(shí)驗(yàn)室上做到每升2千瓦左右，所以能夠看出我們跟國外的差距還是比較大的。另外在這樣的一個(gè)關(guān)鍵部件當(dāng)中，又涉及到很多的關(guān)鍵材料，這里面重要是催化劑、膜、碳石、GDL（音），這幾個(gè)在我們國家基本來說是空白的，或者是有一些個(gè)別的公司研發(fā)，產(chǎn)品的可靠性耐久性和國外的差距比較大，基本上在應(yīng)用當(dāng)中用的比較少，關(guān)鍵材料絕大部分是國外的產(chǎn)品，這也導(dǎo)致了我們國家燃料動(dòng)力電池的成本要比國外高很多。

這個(gè)表格是給出了目前電堆在2013年達(dá)到了一個(gè)具體的狀態(tài)，美國DOE在2020年要達(dá)到的一個(gè)技術(shù)目標(biāo)。

第二個(gè)部件是氫氣循環(huán)系統(tǒng)，或者說是氫氣循環(huán)泵。我們大家了解，燃料動(dòng)力電池用的燃料是氫氣，那么氫氣的電堆為了提高它的化學(xué)反應(yīng)速度，我們希望新增氫氣在電堆當(dāng)中的濃度，新增它的壓力，所以說我們就希望能夠在電堆當(dāng)中的氫氣循環(huán)起來，這里面會(huì)帶來很多的好處，這個(gè)好處一是可以提高功率密度，二是可以減輕補(bǔ)水，所以氫氣供應(yīng)系統(tǒng)、氫氣循環(huán)泵是很關(guān)鍵的部件。目前對氫氣循環(huán)大概是有這么幾種情況，第一是不循環(huán)，這個(gè)是在我們國家十一五、十二五絕大部分的樣機(jī)采用，第二個(gè)是引射器，第三種氫氣循環(huán)泵，這個(gè)是重要的特點(diǎn)，今后應(yīng)該說重要以氫氣循環(huán)泵為主，在個(gè)別的情況下對引射器和氫氣循環(huán)泵相結(jié)合。

第三個(gè)關(guān)鍵的部件是加濕器。剛剛已經(jīng)提到了電堆當(dāng)中的電解質(zhì)是一個(gè)質(zhì)子交換膜，在工作的時(shí)候這個(gè)膜要保持濕潤狀態(tài)，一方面是供氫的質(zhì)子傳遞用途，另外一方面可以降低內(nèi)阻，保持電堆內(nèi)部的水動(dòng)態(tài)平衡，提高電堆性能和耐久性，這個(gè)部分就是加濕器。加濕器的發(fā)展經(jīng)歷了很多的過程。在以前有用寒冷法，有用噴水加濕，現(xiàn)在是利用排氣對進(jìn)氣進(jìn)行加濕，目前在國內(nèi)這一塊基本是空白，重要是美國的公司、韓國的公司供應(yīng)的產(chǎn)品當(dāng)中有。這個(gè)是我們說給加濕器的具體要求。

下面一個(gè)關(guān)鍵的部件是空氣壓縮機(jī)，或者說是我們叫它燃料動(dòng)力電池的專用壓縮機(jī)，它的用途很簡單，就是為電堆供應(yīng)一定溫度、一定壓力、一定流量的空氣。我們國內(nèi)目前的壓縮機(jī)這個(gè)行業(yè)應(yīng)該說是比較齊全的，為何在燃料動(dòng)力電池當(dāng)中不能應(yīng)用呢？燃料動(dòng)力電池有一個(gè)特殊的要求，就是要無油，也就是說空氣當(dāng)中的油不允許存在，這樣的話目前的傳統(tǒng)壓縮機(jī)不能用在燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)當(dāng)中，所以說我們就要開發(fā)燃料動(dòng)力電池專用的無油壓縮機(jī)。那么這個(gè)圖是目前我們做的，所謂的無油潤滑的高速壓縮機(jī)，為了車用我們說燃料動(dòng)力電池的壓縮機(jī)一定要體積小、重量輕，所以為了滿足這樣的要求，我們采用離心式的壓縮機(jī)，軸承采用空氣軸承，而電機(jī)采用高短速，短速達(dá)到10萬轉(zhuǎn)，國內(nèi)上基本是10萬-15萬轉(zhuǎn)之間，這個(gè)燃料動(dòng)力電池專用壓縮機(jī)在國內(nèi)僅僅有個(gè)別的廠家在研發(fā)，實(shí)際上跟國外的差距還是比較大的。

這張圖是給出了目前主流燃料當(dāng)中汽車當(dāng)中采用的壓縮機(jī)的重要的形式，從這里面可以看到，除了豐田他用的是羅茨式的其他都是離心式，當(dāng)然現(xiàn)在也有鼓風(fēng)機(jī)是采用的低壓式的，豐田為何采用羅茨式的壓縮機(jī)呢？大家了解豐田原來是豐田紡織，這個(gè)里面他的羅茨壓縮機(jī)在紡織上有大量的應(yīng)用，所以豐田積累了大量的技術(shù)，他把這個(gè)技術(shù)移植到這個(gè)當(dāng)中。但是采用這樣的壓縮機(jī)也帶來一定的問題，這個(gè)問題就是有油潤滑，盡管密封做的很好，但是有少量的油有可能漏到里面去，特別是隨著使用的時(shí)間越長，漏油情況越嚴(yán)重，所以說豐田也正在跟有關(guān)的零部件供應(yīng)商在合作開發(fā)，所以基于這個(gè)方面，我們認(rèn)為還是利用離心式空氣軸承式的高速壓縮機(jī)是比較適合。這個(gè)是對空氣壓縮機(jī)的技術(shù)要求。

燃料動(dòng)力電池剛剛提到4個(gè)技術(shù)，第一個(gè)是水熱管理技術(shù)，燃料動(dòng)力電池當(dāng)中電解質(zhì)質(zhì)子交換膜在工作的時(shí)候要保持濕潤的狀態(tài)，否則這個(gè)氫離子的傳遞會(huì)很難傳遞，另外一方面電內(nèi)阻會(huì)增大，另外一方面氫氧反應(yīng)在生成水，假如管理不當(dāng)?shù)那闆r下會(huì)把這個(gè)流道堵住，所以阻止氧氣和氫離子的進(jìn)入，所以功率會(huì)下降。水熱管理的目標(biāo)就是保證這個(gè)膜濕潤，從此就防止了在陰極和陽極堵水的可能。豐田在公布Mirai最近的這個(gè)車當(dāng)中，應(yīng)該說它的核心的關(guān)鍵技術(shù)就是在它的水管理當(dāng)中做的工作，這個(gè)工作應(yīng)該公布以后引起了各大車廠的轟動(dòng)，他把水管理做到極致，具體來講他把加濕器取消掉了，原來空氣系統(tǒng)進(jìn)行加濕，他把這個(gè)取消，豐田的這個(gè)目的是為了降低成本，沒有這個(gè)加濕器了，他的成本會(huì)大大下降，他是怎么做到的呢？應(yīng)該說采用了幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)，一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是他把這個(gè)膜做的很好，原來的是在20個(gè)微米以上，而豐田的這個(gè)膜采用了10個(gè)微米，那么這個(gè)膜變薄了以后就有利于陰極向陽極的水傳遞，和陽極向陰極的水傳遞，這個(gè)是第一個(gè)措施。第二個(gè)措施是空氣和氫氣采用逆流的方式，流動(dòng)正好是相反，第三個(gè)措施就是把這個(gè)熱管理控制在空氣入口這邊，溫度比較低，出口的溫度比較高，這樣在溫度比較低的時(shí)候，由于空氣不加濕，溫度比較低，隨著蒸發(fā)量的下降，膜就不容易變干，這是第三個(gè)。第四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是氫氣采用很大的循環(huán)量進(jìn)行循環(huán)，做了這樣的技術(shù)就實(shí)現(xiàn)了所謂的自增濕的技術(shù)，怎么實(shí)現(xiàn)的呢？我可以簡單說一下。

先看空氣這一側(cè)，開始的時(shí)候他沒有水，但是隨著反應(yīng)進(jìn)行在空氣出口的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)大量的水，這個(gè)時(shí)候因?yàn)檫@邊的濃度比較高，就會(huì)從空氣側(cè)向氫氣側(cè)傳遞，這個(gè)時(shí)候我們說氫氣在流動(dòng)的過程當(dāng)中把水分從入口帶到出口，由于空氣這一側(cè)濃度比較低，所以說又從陽極向陰極傳遞，就實(shí)現(xiàn)了所謂的自增濕的情況，這個(gè)是豐田在這一輪當(dāng)中的過程，另外一方面系統(tǒng)大大的簡化，成本降低，所以說號(hào)稱這個(gè)車賣700萬日元。另外一個(gè)降低成本的技術(shù)是原來的氫瓶是碳纖維，后來跟廠家合作，把碳纖維的要求降低，成本下降，氫瓶當(dāng)中碳纖維不要要求那么高，這個(gè)是豐田降低成本兩個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)。

第二個(gè)是低溫冷起動(dòng)，關(guān)于新能源汽車，即使是純電動(dòng)汽車，低溫起動(dòng)仍然是有挑戰(zhàn)性，動(dòng)力鋰電池在低溫下的性能應(yīng)該是比常溫下要差很多，燃料動(dòng)力電池也面對著同樣的挑戰(zhàn)，他的挑戰(zhàn)是什么呢？我們說關(guān)于燃料動(dòng)力電池汽車來說反應(yīng)的快，零下的時(shí)候水會(huì)結(jié)冰，假如結(jié)冰的量比較多的話，我們說這個(gè)電解質(zhì)的這層膜很薄，10個(gè)微米，冰碴子會(huì)出現(xiàn)一些問題。所以說低溫起動(dòng)在燃料動(dòng)力電池當(dāng)中有一個(gè)核心的關(guān)鍵技術(shù)，那么目前應(yīng)該說豐田的Mirai、本田等等都實(shí)現(xiàn)了在零下30度的起動(dòng)，我們國內(nèi)的上汽通用做到了零下25度。這個(gè)是怎么做到的呢？重要是從這三個(gè)方面考慮，第一個(gè)方面是說在停機(jī)的時(shí)候要想辦法把它出現(xiàn)的水分從陽極和陰極排除掉，這樣減少了結(jié)冰的數(shù)量。第二個(gè)措施就是保溫，這樣的話減緩溫度降低的速率，第三個(gè)是起動(dòng)的時(shí)候加熱，它這個(gè)加熱應(yīng)該說不是依賴于動(dòng)力鋰電池的加熱，而是利用燃料動(dòng)力電池本身的一個(gè)自加熱，也就是說這個(gè)圖可能是比較專業(yè)，這個(gè)是工作圖，1.4-1.0的區(qū)間是出現(xiàn)熱，絕大部分的氫氣是變成了電，在低溫啟動(dòng)的一瞬間，通過控制的措施，在工作的這個(gè)點(diǎn)，這個(gè)時(shí)候是大量的出現(xiàn)熱，而這個(gè)小量的出現(xiàn)電，出現(xiàn)這個(gè)電只要維持壓縮機(jī)和燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)自身工作要的電就可以了，而大量的這個(gè)熱把電堆快速地從零下20度，零下30度加熱到零上就可以順利起動(dòng)，所以這樣的技術(shù)應(yīng)該說在國外的重要的廠家都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在零下30度甚至可以做的更低，這一點(diǎn)應(yīng)該說比動(dòng)力鋰電池在低溫起動(dòng)上面解決的更好。去年我們到日本豐田進(jìn)行交流的時(shí)候，我們也問他，為何在燃料動(dòng)力電池汽車當(dāng)中不采用鋰離子電池而是鎳鋅電池？他們說鋰離子電池在低溫啟動(dòng)上沒有得到解決，而鎳鋅電池已經(jīng)得到了解決。

第三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)我們叫它系統(tǒng)的控制技術(shù)，燃料動(dòng)力電池大家了解，它的耐久性是很關(guān)鍵的問題，目前在國際的先進(jìn)水平上，在轎車上可以運(yùn)行20萬公里，或者說5000小時(shí)，功率衰減不超過10%，那么在客車上，可以做到1萬個(gè)小時(shí)，這個(gè)耐久性是怎么做的呢？一方面在關(guān)鍵的材料，關(guān)鍵的部件，很大的一部分在控制，經(jīng)過大量的研究，影響燃料動(dòng)力電池壽命的關(guān)鍵因素有這么幾個(gè)，動(dòng)態(tài)工況，起動(dòng)，持續(xù)怠速，低溫儲(chǔ)存和起動(dòng)，經(jīng)過這幾個(gè)影響耐久性的關(guān)鍵的因素，如何來對咱們的系統(tǒng)進(jìn)行控制是比較關(guān)鍵的問題。

這個(gè)圖是我們中心基于耐久性、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性考慮的一個(gè)控制策略圖，從起動(dòng)過程，運(yùn)行過程、故障改善做的。另外現(xiàn)在空氣控制系統(tǒng)都是中壓或者是高壓系統(tǒng)，我們要把空氣的供應(yīng)和壓力分別進(jìn)行控制，進(jìn)行壓力和流量的節(jié)流。另外就是這邊是氫氣供應(yīng)系統(tǒng)，這邊是空氣供應(yīng)系統(tǒng)，剛剛已經(jīng)提到了電解質(zhì)的膜很薄，豐田就10個(gè)微米，如何來保證這個(gè)空氣和氫氣它們之間的壓差？這個(gè)壓差假如大的話，會(huì)把這個(gè)膜去掉，我們目前要限制空氣這一側(cè)和氫氣這一側(cè)的壓差不超過0.5，這個(gè)我們就可以通過一個(gè)控制的方法來使得這個(gè)氫氣系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)隨動(dòng)，這個(gè)是比較關(guān)鍵的。

燃料動(dòng)力電池汽車的發(fā)展趨勢

最后簡單提一提今后燃料動(dòng)力電池的發(fā)展方向。我們認(rèn)為未來重要的做的工作是壽命、成本、可靠性這幾個(gè)方面要做大量的工作。這個(gè)是我們國家在十三五燃料動(dòng)力電池的支持，燃料動(dòng)力電池去年已經(jīng)支持了一個(gè)比較大的項(xiàng)目，一個(gè)是有關(guān)電堆，一個(gè)是有關(guān)材料，還有一個(gè)今年要起動(dòng)的關(guān)于燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)方面的支持，現(xiàn)在本來已經(jīng)公布，預(yù)計(jì)在今年的十一月份，十二月份馬上就可以起動(dòng)。