經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，世界新能源汽車大會(huì)（WNEVC）于2019年7月1-3日在海南博鰲隆重召開。大會(huì)著眼于全球汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和生態(tài)環(huán)境的持續(xù)改善，通過聚集全球?qū)＜抑腔酆彤a(chǎn)業(yè)精英，共同交流探討新能源汽車在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、政策創(chuàng)新、市場模式創(chuàng)新等領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn)與發(fā)展趨勢，凝聚產(chǎn)業(yè)共識(shí)，明晰汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的方向，探索電動(dòng)化、智能化、共享化協(xié)同發(fā)展的有效路徑。在“氫能及燃料電池技術(shù)創(chuàng)新”的主題峰會(huì)上，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員、中國工程院院士衣寶廉院士發(fā)表了演講，內(nèi)容如下：

各位嘉賓，各位同行，上午好，我今天報(bào)告的題目是《提高車用燃料電池的可靠性和耐久性》。分兩部分，第一部分介紹中國燃料電池的現(xiàn)狀，第二部分講可靠性和耐久性。

燃料電池與鋰電池一樣，是按電化學(xué)原理發(fā)電的，工作方式是靠內(nèi)燃機(jī)，能量儲(chǔ)存在氫罐當(dāng)中，比較安全，電池不會(huì)爆炸也不會(huì)著火，只要電池里面出問題把氫氣切斷就可以。用燃料電池代替內(nèi)燃機(jī)，跟燃油車相比，油箱由氫瓶替代，好處就是排出的是水。適合重載和遠(yuǎn)程車。現(xiàn)在國際上達(dá)到了4缸內(nèi)燃機(jī)水平，有的好的達(dá)到了6缸，每立升3千瓦，壽命最長達(dá)到25000小時(shí)。Pt用量還是比較大的問題，國際上達(dá)到0.2g/kW，希望達(dá)到0.1g/kW。國內(nèi)比較高，在0.3-0.4g/kW。

我們2008年北京奧運(yùn)會(huì)23輛，2009年19輛到加州，2010年有一輛大巴參加新加坡的世氫會(huì)，2010年參加上海世博會(huì)示范運(yùn)行。上汽為了考察電動(dòng)車對環(huán)境的適應(yīng)性又搞了一個(gè)創(chuàng)新征程，燃料電池在西藏也開，就是速度慢一點(diǎn)。中國成立了氫能聯(lián)盟，剛剛發(fā)布了白皮書，里面包括了很多央企。2018年國家支出8億多支持和燃料電池有關(guān)的研究，最大的兩筆一個(gè)是新源動(dòng)力拿到的，做電堆的，一個(gè)是濰柴拿到的，做發(fā)動(dòng)機(jī)的。

國內(nèi)有3000輛左右燃料電池汽車在示范運(yùn)行，這是我們國家發(fā)表的公告數(shù)。大部分功率在30kW-60kW之間。現(xiàn)在國內(nèi)的成本大概是1：1，就是輔助系統(tǒng)、電池系統(tǒng)和電堆大概是1：1，現(xiàn)在電堆也開始下降，我們過去裝車的電堆體積比溶率都是每立升2kW，現(xiàn)在已經(jīng)提升到3kW，成本也大幅度下降，一臺(tái)空壓機(jī)就是4萬塊左右。國內(nèi)40多個(gè)省市先后發(fā)布?xì)淠苡?jì)劃，典型的還是上海市，上海大通FCV80已經(jīng)開始公開銷售，每輛30萬。榮威950可以做到-30℃啟動(dòng)，也可以銷售了。億華通是電池系統(tǒng)做得最好的單位。宇通是大巴車做得比較好的單位，兩家的大巴車在張家口進(jìn)行試行，證明燃料電池在冬天運(yùn)行非常合適，因?yàn)樗挠酂峥梢越o車取暖。燃料電池在冬天運(yùn)行是非常成功的，這是張家口的證明。國鴻可以做出30kW到100kW的電堆。大巴車在云浮也裝了有軌電車。

通過十幾年的工作，不但有了產(chǎn)品也形成了隊(duì)伍。這是大連化物所做的3kw/L的電堆，額定功能75kW，峰值功率85kW。我們?nèi)f部長前天在長春的科協(xié)年會(huì)上說，我們的燃料電池在壽命、可靠性、適用性基本達(dá)到車輛使用要求，中國初步掌握了相關(guān)核心技術(shù)，基本建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，未來要加強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新，加快氫燃料電池全面發(fā)展。

我們掌握了燃料電池的核心技術(shù)，進(jìn)行了大量的示范運(yùn)行，累積了經(jīng)驗(yàn)，具備大規(guī)模示范運(yùn)行的條件。

下面我講第二方面問題。第一個(gè)是工況問題，電流波動(dòng)、電壓波動(dòng)、溫度濕度波動(dòng)、壓力波動(dòng)造成電堆壽命的縮短，為了解決這一快速加載問題，我們由萬鋼部長提出搞電電混合。第二個(gè)是限制高電壓，特別是啟動(dòng)停車電壓更高。高電壓會(huì)導(dǎo)致碳氧化之后會(huì)有流失，抑制高電壓是延長燃料電池壽命的主要問題。啟動(dòng)停車形成氫空界面。我們學(xué)生做了實(shí)驗(yàn)，最有效的辦法是放電，放電以后基本消除啟動(dòng)循環(huán)的影響，這是新源動(dòng)力做的結(jié)果，如果說不解決啟動(dòng)停車的高電壓問題，那么每個(gè)循環(huán)大概每節(jié)電池要0.37毫伏，采用了我們自己制定的程序，幾乎60次循環(huán)沒有衰減。這是燃料電池衰減的很主要問題。控制電壓低于0.8V，電池基本沒有衰減。

還有一個(gè)，因?yàn)槿剂想姵氐乃畣⑼栴}，這也是影響燃料電池大量推廣應(yīng)用的問題。有三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，在燃料電池有三種水，在冬天燃料電池停車要吹走自由水，再結(jié)冰就不會(huì)破壞電機(jī)結(jié)構(gòu)和膜的結(jié)構(gòu)。第二個(gè)是做到-20℃以上可以靠一定的加載程序自啟動(dòng)，不需要外部能源。在-20℃到-40℃當(dāng)中，可以通過氫泵，把氫泵到氧電機(jī)跟氧反應(yīng)，也可以把氫混到氧氣反應(yīng)，從20℃到-40℃還要實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)，還是要靠一定能耗，光靠一定程序啟動(dòng)不起來。在這個(gè)過程中配上豐田車載水含量在線監(jiān)控。第三個(gè)方面，電堆陽極水管理，一定要把氫氣循環(huán)起來，這樣的話防止積水，燃料電池堆壽命可以提升好幾千小時(shí)。在發(fā)展中國家空氣當(dāng)中的硫比較多，特別是北方，冬天取暖的時(shí)候，氫氣當(dāng)中也有一定的二氧化硫，一定要凈化掉，空氣當(dāng)中硫化氫、空氣當(dāng)中的二氧化硫，這對電池是一個(gè)累積性的毒化作用，中毒以后采用點(diǎn)位脈沖掃描辦法恢復(fù)，但是這種恢復(fù)恢復(fù)不到原先的水平，因?yàn)樵诿}沖點(diǎn)位掃描的時(shí)候也要氧化一部分，有一定催化劑要流失。我們引進(jìn)一臺(tái)車做實(shí)驗(yàn)，原本說能做3年，結(jié)果3個(gè)月就垮了，他們后來說電池衰減和北京環(huán)境二氧化硫是一致的。二氧化氮、二氧化硫同時(shí)存在的時(shí)候，二氧化氮可以減掉二氧化硫毒化作用?？梢杂瞄_路法和電壓脈沖發(fā)活化。我們現(xiàn)在用電化學(xué)，把二氧化硫氧化成三江并流。

還有電池安全問題，氫安全問題、電安全問題過去一直在提。我們需要建立燃料電池堆在運(yùn)行時(shí)的健康指標(biāo)，必然燃料電池突然停車。實(shí)際燃料電池在這方面比鋰電池簡單得多，因?yàn)槿剂想姵厮^將來出事情都是氫氧互毀，一般我們的操作都是氫氧高于空氣壓力，所以只要在空氣出口加一個(gè)氫氣傳感器就可以了，就能表明電堆健康狀態(tài)。氫氣能度低于千分之五的時(shí)候我認(rèn)為是正常的，如果高于千分之五，就是要檢修了，就要用黃燈顯示。對電堆來說，這一個(gè)指標(biāo)基本可以表征電堆的安全性方面的指標(biāo)，所以燃料電池在車上的安全狀態(tài)有漏電、漏氫一系列事情，但是對于電堆的狀況，完全可以用空氣當(dāng)中的氫含量表征。研究還有一個(gè)問題正在研究解決，突然撞車，現(xiàn)在都是一個(gè)堆，比如豐田，一個(gè)堆都是200多伏直流，如果兩個(gè)母線碰到，特別是正極母線就有被電死的可能，怎么樣在撞車的瞬間把燃料電池電壓降到安全電壓以內(nèi)，笨的辦法帶一個(gè)氮?dú)馄?，最好的方法還是放電，但是放電容易損害電堆，我們還在做實(shí)驗(yàn)研究，最后從標(biāo)委會(huì)定一個(gè)方法，在我們國家燃料電池車上采納，盡管撞車的可能性很小，就算撞車正極母線掉到地上的機(jī)率也很小，但是我們也要搞。

最后建議是完善發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈，建立關(guān)鍵材料的生產(chǎn)線和關(guān)鍵部件的空壓機(jī)。提高電堆的工作電流密度，提高電堆的體積和重量比功率。深入研發(fā)電堆衰減機(jī)理，開發(fā)抗腐蝕、穩(wěn)定的新材料，大幅度提升發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性和耐久性。

謝謝大家。