2、大汽車(chē)廠商之間、車(chē)廠與燃料電池廠商之間的合作不斷

當(dāng)前全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越加殘酷的情況下，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、合作共贏成為最好的市場(chǎng)戰(zhàn)略。

2013年7月2日，本田和通用汽車(chē)宣布，將在燃料電池車(chē)領(lǐng)域（主要是氫動(dòng)力車(chē)）展開(kāi)正式合作共同開(kāi)發(fā)，成為業(yè)內(nèi)第三批宣布加入燃料電池開(kāi)發(fā)的大型汽車(chē)集團(tuán)。

2013年，豐田汽車(chē)和寶馬集團(tuán)簽訂約束性協(xié)議，并宣布在2012年6月29日的備忘錄基礎(chǔ)上細(xì)化了合作內(nèi)容。

豐田和寶馬雙方認(rèn)為燃料電池技術(shù)是實(shí)現(xiàn)零排放的解決方案之一，兩家公司將共享該領(lǐng)域的技術(shù)，并聯(lián)合開(kāi)發(fā)一款基礎(chǔ)性燃料電池車(chē)系統(tǒng)，不僅包括燃料電池堆棧和整個(gè)系統(tǒng)，也包括氫燃料貯存箱、馬達(dá)和電池。豐田表示計(jì)劃在2020年前后將合作開(kāi)發(fā)的燃料電池車(chē)投入市場(chǎng)，

而寶馬則表示新車(chē)發(fā)布時(shí)間尚未考慮。此外，雙方還將聯(lián)合評(píng)估氫燃料相關(guān)設(shè)施開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，并為推廣燃料電池車(chē)建立必要的標(biāo)準(zhǔn)條款。此前寶馬曾于2006年推出過(guò)7系氫能源版BMW Hydrogen 7，但一直沒(méi)有大規(guī)模量產(chǎn)。

2015年，媒體數(shù)據(jù)顯示，豐田將提供給馬自達(dá)燃料以及插電混動(dòng)版技術(shù)，而馬自達(dá)將向其提供SkyActiv創(chuàng)馳藍(lán)天動(dòng)力系統(tǒng)。

2016年，戴姆勒宣布同福特、雷諾-日產(chǎn)結(jié)成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，共同加快氫燃料電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的商業(yè)化，三方共同研發(fā)的氫燃料電池汽車(chē)將于2017年推出。

3、日本廠商不斷推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化，2013年聯(lián)合國(guó)工作組會(huì)議決定采用日本方案的安全標(biāo)準(zhǔn)

燃料電池車(chē)?yán)萌剂想姵卮偈寡鹾蜌浒l(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力，以此驅(qū)動(dòng)馬達(dá)并作為汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力，然而在推進(jìn)燃料電池車(chē)普及的過(guò)程中，制定防止氫爆炸的安全標(biāo)準(zhǔn)一直是待解的重大課題。日本于2005年在主要國(guó)家中最早制定了安全標(biāo)準(zhǔn)，并一直以此推進(jìn)談判。日本方案的安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，車(chē)內(nèi)用于燃料電池排水的排水管內(nèi)的氫氣濃度不得超過(guò)4％。必須配備安全裝置，以在管內(nèi)氫氣濃度達(dá)到4％后，阻止氫注入，防止爆炸。此外，在耐久性方面，要求容器在承受2萬(wàn)2千次提高或降低內(nèi)部壓力后也不發(fā)生變形。

2013年6月24-28日在瑞士日內(nèi)瓦召開(kāi)的聯(lián)合國(guó)工作組會(huì)議上，日本、美國(guó)和歐盟等33個(gè)國(guó)家和地區(qū)在有關(guān)燃料電池車(chē)安全性的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方面在采用日本方案上各國(guó)正式達(dá)成協(xié)議，中國(guó)和印度等新興市場(chǎng)國(guó)家也表示支持。

此后日本政府不斷簡(jiǎn)化行駛實(shí)驗(yàn)申請(qǐng)手續(xù)，以促進(jìn)豐田和日產(chǎn)汽車(chē)等廠商的開(kāi)發(fā)，日系車(chē)廠商有望按日本國(guó)內(nèi)性能參數(shù)進(jìn)行出口。

4、2015年豐田開(kāi)放燃料電池系統(tǒng)專利，將進(jìn)一步助推燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)的發(fā)展

2015年1月，豐田宣布將無(wú)償提供5680項(xiàng)燃料電池系統(tǒng)相關(guān)專利(包括正在申請(qǐng)中的專利)的使用權(quán)。根據(jù)內(nèi)容，在市場(chǎng)導(dǎo)入初期，豐田無(wú)償提供燃料電池組約1970項(xiàng)、高壓儲(chǔ)氫罐約290項(xiàng)、燃料電池控制系統(tǒng)約3350項(xiàng)、加氫站相關(guān)專利約70項(xiàng)，專利基本涵蓋了氫燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈。

我們認(rèn)為，開(kāi)放專利，是繼豐田技術(shù)取得重大商業(yè)化突破、推出低成本燃料電池汽車(chē)Mirai之后的又一個(gè)里程碑。僅靠豐田一家或少數(shù)幾家，難以短時(shí)間內(nèi)推動(dòng)氫燃料電池車(chē)的發(fā)展，開(kāi)放專利讓更多車(chē)廠參與進(jìn)來(lái)，共同對(duì)抗傳統(tǒng)燃油車(chē)、做大燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)才是最關(guān)鍵的。

四、燃料電池汽車(chē)技術(shù)路線選擇及產(chǎn)業(yè)鏈解析——站隊(duì)？

電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵能源動(dòng)力技術(shù)包括電池系統(tǒng)、電機(jī)技術(shù)、控制器。電池系統(tǒng)、電機(jī)技術(shù)和控制器是電動(dòng)汽車(chē)所特有的技術(shù)，也是對(duì)車(chē)廠來(lái)說(shuō)需要掌控的技術(shù)核心。

電池系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力源泉，也是一直制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵因素。電動(dòng)汽車(chē)用電池的主要性能指標(biāo)是比能量（E）、能量密度（Ed）、比功率（P）、循環(huán)壽命（L）和成本（C）等。要能與燃油汽車(chē)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，最關(guān)鍵的就是要做出比能量高、比功率大、使用壽命長(zhǎng)、重量輕的高效能電池。

電動(dòng)汽車(chē)用電池經(jīng)歷了三代的發(fā)展，從早期的鉛酸電池到現(xiàn)在大熱的鋰離子電池，再到燃料電池，技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，電池性能也在不斷優(yōu)化。目前廣泛應(yīng)用于燃料電池汽車(chē)的是質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC （也叫氫燃料電池），它以純氫為燃料，具備能量轉(zhuǎn)換效率高、噪音低、無(wú)污染、壽命長(zhǎng)、啟動(dòng)迅速、比功率大和輸出功率可隨時(shí)調(diào)整等性能優(yōu)勢(shì)。

全球以燃料電池為主營(yíng)業(yè)務(wù)的廠商不多，主要集中在歐美國(guó)家和日本。除此之外，各大車(chē)廠都有燃料電池研發(fā)和生產(chǎn)部門(mén)，為燃料電池汽車(chē)配套。根據(jù)百度圖片及數(shù)據(jù)，主流的燃料電池廠商包括美國(guó)Fuel Cell Energy、美國(guó)BE布魯姆能源、加拿大Ballard、美國(guó)Plug Power等。

（一）氫燃料電池是燃料汽車(chē)動(dòng)力應(yīng)用的主流路線

就燃料電池本身來(lái)說(shuō)，其主要是通過(guò)電解質(zhì)區(qū)分。根據(jù)電解質(zhì)的不同，常用的燃料電池可以分為五大類(lèi)：質(zhì)子交換膜燃料電池、堿性燃料電池、固體氧化物燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池和磷酸燃料電池。

而燃料電池所需要的燃料有氫氣、天然氣、沼氣，甚至甲醇等，目前看來(lái)，氫燃料是最被寄予期望的一種燃料。它燃燒放出的熱量高，燃燒產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境，制備的原料是水，資源無(wú)約束。一般來(lái)說(shuō)，氫燃料電池主要是指質(zhì)子交換膜燃料電池。

1、質(zhì)子交換膜燃料電池（氫燃料電池）是汽車(chē)動(dòng)力應(yīng)用的主要技術(shù)路線

質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）使用固體聚合物作為電解質(zhì)，含有鉑或者鉑合金催化劑的多孔碳作為電極，由于其主要采用氫氣作為燃料，因此又被成為氫燃料電池。

與其他燃料電池相比，質(zhì)子交換膜燃料電池可以在相對(duì)較低的溫度（大約80℃）下運(yùn)行，使得其能夠更快的啟動(dòng)、對(duì)其他部件損害小，因此擁有更長(zhǎng)的使用壽命。此外，燃料電池還具有較高的能量密度，較輕的重量和較小的體積。

質(zhì)子交換膜燃料電池主要應(yīng)用在交通運(yùn)輸和一些固定式的應(yīng)用，特別適用于乘用車(chē)。

質(zhì)子交換膜燃料電池是繼堿性燃料電池、磷酸鹽燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池之后，迅速發(fā)展起來(lái)的溫度最低、比能最高、啟動(dòng)最快、壽命最長(zhǎng)、應(yīng)用最廣的第五代燃料電池。

但是質(zhì)子交換膜電池需要貴金屬鉑作為催化劑，來(lái)分離氫的原子核和電子。并且鉑催化劑對(duì)一氧化碳非常敏感，如果使用碳?xì)浠衔镒鳛槿剂系脑?，燃料電池系統(tǒng)中還需要增加反應(yīng)器，這都增加了質(zhì)子交換膜燃料電池的成本，考慮到清潔環(huán)保性及燃料電池系統(tǒng)中的反應(yīng)器成本等各因素，目前各個(gè)質(zhì)子交換膜燃料電池廠商主要將氫氣作為燃料，歐美日韓政府也出臺(tái)政策鼓勵(lì)修建加氫站。

目前這一路線由于反應(yīng)溫度較低，綜合性能最好，最清潔環(huán)保，是最主流的汽車(chē)燃料電池的技術(shù)路線。

全球主流的質(zhì)子交換膜燃料電池廠商：

Ballard是全球最大的質(zhì)子交換膜燃料電池廠商之一。Ballard Power Systems位于加拿大，是一家研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售質(zhì)子交換膜燃料電池的企業(yè)，是擁有國(guó)際領(lǐng)先燃料電池技術(shù)的企業(yè)，截止目前，其生產(chǎn)的氫燃料電池總?cè)萘考s為150MW。其主要產(chǎn)品是固定式電源系統(tǒng)、燃料電池動(dòng)力模塊和燃料電池堆。

Plug Power是全球最大的叉車(chē)用質(zhì)子交換膜燃料電池廠商。其前身是于1997年由數(shù)據(jù)終端設(shè)備能源公司EdisonDevelopmentCorp.和MechanicalTechnologyInc.組成的合資公司，公司位于美國(guó)。目前主要設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)利用質(zhì)子交換膜燃料電池制造的能源產(chǎn)生系統(tǒng)。其燃料電池產(chǎn)品主要用于室內(nèi)叉車(chē)，其用戶包括耐克、寶馬、沃爾瑪、家得寶、梅賽德斯、克羅格等。

HydrogenicsCorp是一家位于加拿大的制氫和燃料電池設(shè)計(jì)生產(chǎn)商，成立于1988年。它主要有兩塊業(yè)務(wù)：電解氫方案和燃料電池產(chǎn)品。其燃料電池產(chǎn)品主要用于車(chē)輛、UPS和通信基站備用電源。HyPMTM是HydrogenicsCorp的用于電動(dòng)車(chē)的燃料電池動(dòng)力解決方案平臺(tái)，能夠提供30-180kW的燃料電池動(dòng)力解決方案。

中國(guó)的質(zhì)子交換膜燃料電池廠商：

大連新源動(dòng)力，已實(shí)現(xiàn)燃料電池關(guān)鍵材料及關(guān)鍵部件、電堆組裝的小批量生產(chǎn)，建成可年產(chǎn)5500KW燃料電池堆用關(guān)鍵部件的批量生產(chǎn)線，同時(shí)在車(chē)用燃料電池系統(tǒng)集成安裝、調(diào)試、運(yùn)行等方面擁有優(yōu)勢(shì)地位。長(zhǎng)城電工參股新源動(dòng)力近10%。

上海神力科技，主營(yíng)氫質(zhì)子交換膜燃料電池，是我國(guó)燃料電池技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)先者。通過(guò)承擔(dān)與完成國(guó)家"九五"重點(diǎn)攻關(guān)計(jì)劃、"十五"863及"十一五"863重大攻關(guān)計(jì)劃燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)課題，已成為具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃料電池技術(shù)并達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。安凱客車(chē)、長(zhǎng)安汽車(chē)也與上海神力科技合作，開(kāi)發(fā)氫燃料汽車(chē)，并擁有一定的技術(shù)儲(chǔ)備。

2、固體氧化物燃料電池（SOFC）能效轉(zhuǎn)換率高、不需要貴金屬作催化劑，持續(xù)拓展應(yīng)用固體氧化物燃料電池（SOFC）使用無(wú)孔陶瓷氧化物作為電解質(zhì)，擁有約60%的轉(zhuǎn)化效率，如果利用其散發(fā)的熱量，最高轉(zhuǎn)化率高達(dá)85%。

固體氧化物燃料電池是燃料電池中抗硫性最強(qiáng)的，并且一氧化碳也不會(huì)影響其運(yùn)行效率，因此它可以使用多種燃料，例如天然氣、沼氣、煤氣、甲烷等，對(duì)燃料的適應(yīng)性強(qiáng)；不需要使用貴金屬催化劑；使用全固態(tài)組件，不存在對(duì)漏液、腐蝕的管理問(wèn)題；積木性強(qiáng)，規(guī)模和安裝地點(diǎn)靈活等。SOFC可用于發(fā)電、熱電回用、交通、空間宇航和其他許多領(lǐng)域。

但是，較高的運(yùn)行溫度使得SOFC材料的使用壽命較短、啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，此外還需要隔熱措施防止人被燙傷，這都限制了SOFC的適用范圍，目前用于分布式發(fā)電及余熱供熱等應(yīng)用占比更多，但很多廠商也在引導(dǎo)它的應(yīng)用走向船舶動(dòng)力、汽車(chē)動(dòng)力等應(yīng)用。