9月4日-6日,由中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司、中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)、中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)以及中國(guó)汽車(chē)報(bào)社共同主辦的第十六屆中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達(dá))國(guó)際論壇在天津隆重召開(kāi)。其中,在9月6日舉辦的線上會(huì)議中,來(lái)自中汽中心檢測(cè)認(rèn)證事業(yè)部王芳,給大家?guī)?lái)主題演講《燃料電池汽車(chē)的測(cè)試評(píng)價(jià)與技術(shù)發(fā)展研判》。
以下內(nèi)容為現(xiàn)場(chǎng)演講實(shí)錄:
王芳:各位專(zhuān)家、各位同行,大家好,我叫王芳,來(lái)自中汽中心檢測(cè)認(rèn)證事業(yè)部,我負(fù)責(zé)的工作主要是新能源汽車(chē)及關(guān)鍵部件的測(cè)試、評(píng)價(jià)和標(biāo)準(zhǔn)化。今天我想跟大家分享的內(nèi)容主要是《燃料電池汽車(chē)的測(cè)試評(píng)價(jià)與技術(shù)發(fā)展研判》。
我的報(bào)告內(nèi)容會(huì)分為四個(gè)部分,首先來(lái)看第一部分是政策環(huán)境與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的簡(jiǎn)單分析。
從2006年開(kāi)始,燃料電池汽車(chē)作為新能源汽車(chē)發(fā)展“三縱三橫”里面的“一縱”,一直受到高度的重視。實(shí)際上燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展一系列關(guān)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策、投資、規(guī)劃等等,都在新能源汽車(chē)的相關(guān)政策和規(guī)劃里得到了充分的體現(xiàn)。
在這樣一個(gè)大的背景下,燃料電池汽車(chē)的年產(chǎn)量也在逐年遞增,到2019年底,累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到6300輛。這里面有三個(gè)特點(diǎn):第一,主要是以商用車(chē)為主,第二,這兩年的增速是最迅猛的,第三,推廣的地域性分布是相對(duì)非常集中的。
燃料電池汽車(chē)整個(gè)產(chǎn)業(yè)具有上下游的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)鏈非常長(zhǎng)的特點(diǎn),實(shí)際上我們把它又分為兩個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈:一個(gè)是燃料電池汽車(chē)以及它的上游燃料電池關(guān)鍵部件等等這樣一個(gè)燃料電池汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)鏈。另外一個(gè)就是制氫、產(chǎn)氫、用氫、運(yùn)氫、儲(chǔ)氫的氫能產(chǎn)業(yè)鏈。
這幾年,各個(gè)地方也非常的重視氫能與燃料電池汽車(chē)的發(fā)展。截止到目前,大概有40多個(gè)省市出臺(tái)了各個(gè)地方的發(fā)展規(guī)劃。這40多個(gè)省市相對(duì)也是比較集中的,我們可以看到,與它相對(duì)應(yīng),也是已經(jīng)形成了三大產(chǎn)業(yè)集群,包括華北、華南和華東三大產(chǎn)業(yè)集群,涉及到的相關(guān)燃料電池企業(yè)有上百家的規(guī)模。這些區(qū)域集群里面,相對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈比較完善,研發(fā)的資源也比較豐富,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也走在全國(guó)的前列。所以它應(yīng)該是將來(lái)燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推廣示范先行區(qū)。
第二部分,跟大家分享一下氫能與燃料電池標(biāo)準(zhǔn)的體系。
與產(chǎn)業(yè)鏈一樣,標(biāo)準(zhǔn)也是分為兩大板塊,首先第一個(gè)是氫能的板塊。氫能板塊已經(jīng)有一系列的,包括加氫站的建設(shè)規(guī)范,加氫槍和加氫機(jī)的要求,以及安全使用的一些技術(shù)條件。
燃料電池板塊,實(shí)際上我們把這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系分為整車(chē)級(jí)、燃料電池級(jí)和氫系統(tǒng)級(jí)三大部分。這三大部分目前已經(jīng)在使用的有六個(gè)標(biāo)準(zhǔn),包括五個(gè)方面的內(nèi)容,但這六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)都制定得比較早了,隨著這幾年技術(shù)發(fā)展的快速提升,這六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都啟動(dòng)了修訂工作;首先整車(chē)的是安全要求和最高車(chē)速的,燃料電池包括發(fā)動(dòng)機(jī)的性能要求和模塊要求,氫系統(tǒng)包括加氫口和車(chē)載氫系統(tǒng)的要求。
這些標(biāo)準(zhǔn)里面,這個(gè)26779,就是燃料電池汽車(chē)加氫口的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展是最快的,在前兩周的標(biāo)準(zhǔn)審查會(huì)中它已經(jīng)通過(guò)了審查,進(jìn)入到了報(bào)批階段。
除了這幾個(gè)修訂的標(biāo)準(zhǔn)之外,還有幾個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)正在制定或者準(zhǔn)備制定的階段,包括能量消耗量、續(xù)航里程、電磁兼容、低溫冷啟動(dòng)等一些標(biāo)準(zhǔn),我后面跟大家分享的測(cè)試技術(shù)內(nèi)容也會(huì)把這些作為一個(gè)重點(diǎn)來(lái)跟大家做交流。
國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)主要也是在安全、性能和燃料加注這幾個(gè)方面展開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作,包括ISO,包括GTR的法規(guī),這些標(biāo)準(zhǔn),我們中國(guó)都在深度參與的過(guò)程中。以GTR為例,包括氫安全、碰撞安全、燃料消耗量和氣瓶的性能,這些標(biāo)準(zhǔn)我們都在國(guó)標(biāo)的制定過(guò)程當(dāng)中,同時(shí)與GTR13有一個(gè)深度的交流和協(xié)調(diào)的工作內(nèi)容,所以中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際的法規(guī)是處于同步、同節(jié)奏和深度協(xié)同的狀態(tài)。
第三部分內(nèi)容,想跟大家分享一下燃料電池相關(guān)的測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)內(nèi)容。
其實(shí)要想做好一款好的燃料電池汽車(chē),除了剛才提到的燃料電池相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以外,我們還需要做大量的研發(fā)驗(yàn)證和測(cè)試評(píng)價(jià)工作。我們中心有這樣一個(gè)測(cè)評(píng)團(tuán)隊(duì),也聯(lián)合行業(yè)內(nèi)的這些企業(yè),成立了一個(gè)燃料電池測(cè)評(píng)工作組,開(kāi)展相關(guān)的工作。我們梳理出了燃料電池汽車(chē)的綜合測(cè)評(píng)體系和燃料電池部件的測(cè)評(píng)體制。對(duì)于整車(chē)來(lái)說(shuō),它會(huì)涉及到動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性、舒適性以及電磁兼容等等一系列的測(cè)試評(píng)價(jià)項(xiàng)目。時(shí)間關(guān)系,今天只能跟大家分享其中很小很小的幾點(diǎn)內(nèi)容,如果大家感興趣,我們可以在會(huì)后進(jìn)行深度的交流。
首先想跟大家分享的是氫安全和氫排放的測(cè)試。我們?cè)谧鲞@樣的測(cè)試評(píng)價(jià)時(shí),一方面關(guān)心測(cè)試條件的設(shè)置、測(cè)試裝備的要求,另一方面是關(guān)心對(duì)測(cè)試對(duì)象的測(cè)試內(nèi)容和研判標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)參數(shù)。實(shí)際上對(duì)于氫安全的測(cè)試來(lái)說(shuō),一方面我們會(huì)關(guān)心氫泄漏測(cè)試的密閉空間體積上的要求,換氣率的要求,另外一方面,我們也會(huì)關(guān)心測(cè)試對(duì)象,包括傳感器的精度、測(cè)量的對(duì)象等等這樣一些評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)。
第二個(gè)想分享的就是低溫冷啟動(dòng),這是全行業(yè)都關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)話題。實(shí)際上對(duì)先進(jìn)的車(chē)輛進(jìn)行測(cè)試時(shí),我們也在關(guān)注它里面的控制策略,它的冷啟動(dòng)的保護(hù)措施等等,就是各家策略上的異同點(diǎn)。實(shí)際上我們?cè)跍y(cè)這個(gè)對(duì)象的時(shí)候,會(huì)關(guān)心它的低溫冷啟動(dòng)的溫度,它的冷啟動(dòng)的功率以及冷啟動(dòng)的時(shí)間。在我們?cè)趯?duì)一些先進(jìn)的燃料電池汽車(chē)測(cè)試過(guò)程當(dāng)中,我們又發(fā)現(xiàn)了,比如在低溫冷啟動(dòng)的時(shí)候,它的氫排放的量也是引起了我們的關(guān)注。所以我們現(xiàn)在也在探討,在冷啟動(dòng)過(guò)程當(dāng)中,氫排放的限制是不是也是我們應(yīng)該關(guān)心的一個(gè)點(diǎn)。
第三個(gè)想分享的就是能量消耗量和續(xù)航里程的測(cè)試。在這個(gè)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程和測(cè)試評(píng)價(jià)的技術(shù)交流當(dāng)中,我們關(guān)注的焦點(diǎn)包括全功率的車(chē)輛和有可外接充電車(chē)輛測(cè)試的差異性。另外,現(xiàn)在隨著部件的集成度越來(lái)越高,這種測(cè)試方法和測(cè)試內(nèi)容是否會(huì)有一些調(diào)整,這是我們討論得比較多的內(nèi)容。
實(shí)際上我們現(xiàn)在大部分會(huì)采用短縮法里面一些關(guān)鍵要點(diǎn)的研究和研判科學(xué)性、準(zhǔn)確性的考量。目前采用壓力溫度法、質(zhì)量法和流量法這三種方法去做大量的對(duì)比分析,看它們測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。因?yàn)槲覀円胫贫ㄒ粋€(gè)全球、全行業(yè)認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)它的測(cè)試項(xiàng)目的要求,我們一定要選出一個(gè)可重復(fù)性和可重現(xiàn)性都非常好的,能夠在第三方比較有權(quán)威性的使用方法,所以在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中,有很多關(guān)注測(cè)試方法以及評(píng)價(jià)手段的討論。
部件部分的測(cè)試,我們也有個(gè)比較完備的體系了,包括燃料電池電堆和燃料電池輔助部件,以及燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng),不同的層級(jí)關(guān)心的項(xiàng)目是不一樣的,但是里面有一些共同點(diǎn),比如說(shuō)安全性,比如說(shuō)性能,比如說(shuō)壽命可能是我們都關(guān)心的一些內(nèi)容,所以我后面跟大家稍微簡(jiǎn)單分享一點(diǎn)部件測(cè)試的關(guān)心焦點(diǎn)。
第一個(gè)是以24554燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)為例,實(shí)際上這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在修訂當(dāng)中,我們?cè)谛抻嗊^(guò)程中會(huì)關(guān)心它的啟動(dòng)特性、功率的特性、動(dòng)態(tài)響應(yīng)的特性、氣密性的狀態(tài)以及緊急停機(jī)功能的評(píng)價(jià)。
在這里特別想提的一點(diǎn)就是關(guān)于燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和耐久性,以及環(huán)境適應(yīng)性的評(píng)價(jià),這是我們?cè)诮粌赡暧懻摲浅6嗟膬?nèi)容。就是關(guān)于燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性,我們現(xiàn)在希望通過(guò)多種手段,能夠快速、準(zhǔn)確地做好它的評(píng)價(jià)。一方面我們通過(guò)實(shí)車(chē)數(shù)據(jù)的采集,另一方面通過(guò)轉(zhuǎn)鼓的試驗(yàn),我們制定一個(gè)相對(duì)可靠的、耐久性的測(cè)試工況,去對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性、耐久性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。另一方面,我們也希望通過(guò)強(qiáng)化的試驗(yàn)和加速因子的設(shè)定,去形成一個(gè)高精準(zhǔn)確度的加速測(cè)試方法,這是我們這個(gè)行業(yè)非常迫切需要的方法。
實(shí)際上我在電動(dòng)汽車(chē)的整個(gè)測(cè)試評(píng)價(jià)過(guò)程中也會(huì)有這樣一個(gè)感觸,對(duì)于基于實(shí)車(chē)運(yùn)行的工況,我們?nèi)绾慰茖W(xué)、快速的實(shí)現(xiàn)對(duì)這個(gè)車(chē)以及部件壽命的快速評(píng)價(jià),本身它在十幾年來(lái)一直是一個(gè)難題。對(duì)于燃料電池汽車(chē)來(lái)說(shuō),比較好的一點(diǎn)就是當(dāng)燃料電池汽車(chē)這兩年快速發(fā)展的時(shí)候,我們的大數(shù)據(jù)平臺(tái)、大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)得到了一個(gè)很好的發(fā)展,所以我們可以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上同步的結(jié)合實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù)和實(shí)車(chē)運(yùn)行的大數(shù)據(jù),能夠盡快制定這樣一個(gè)可靠的、快速的耐久測(cè)試方法。
部件的測(cè)評(píng)還有幾個(gè)方面比較重要,現(xiàn)在正在開(kāi)展的工作,只能簡(jiǎn)單的跟大家提一下,第一個(gè)就是發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)的試驗(yàn),它是跟整車(chē)?yán)鋯?dòng)實(shí)驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的。我們正在對(duì)24554進(jìn)行修訂,明確的會(huì)把發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)的實(shí)驗(yàn)要求也在那里得到一個(gè)體現(xiàn)。
第二就是高低溫儲(chǔ)存的試驗(yàn),實(shí)際上高低溫儲(chǔ)存作為一個(gè)補(bǔ)貼的試驗(yàn)項(xiàng)目,它在里面考核會(huì)進(jìn)行氣密性和運(yùn)行的試驗(yàn)評(píng)價(jià),實(shí)際上我們會(huì)在這個(gè)測(cè)試?yán)锟吹秸麄€(gè)燃料電池電堆實(shí)驗(yàn)本身是沒(méi)有什么問(wèn)題的,但是燃料電池系統(tǒng)如果在這種低溫環(huán)境下工作的話,它有可能會(huì)出現(xiàn)其他的連接件、輔助部件的凍壞問(wèn)題,從而出現(xiàn)防凍液泄露等狀況,這是我們需要關(guān)注的內(nèi)容。
第三就是電磁兼容的測(cè)試。我們知道燃料電池汽車(chē)是一個(gè)大功率輸出的特性,它跟傳統(tǒng)電動(dòng)汽車(chē)又會(huì)有一些差異性,所以燃料電池部件電磁兼容的測(cè)試跟電動(dòng)汽車(chē)電池系統(tǒng)的部件電磁兼容測(cè)試又有不一樣的表現(xiàn)特征,所以它的電磁兼容測(cè)試也是我們關(guān)心的一個(gè)焦點(diǎn)。
除了燃料電池部件以外,我們還要關(guān)注的一個(gè)板塊是氫氣循環(huán)棒、空壓機(jī)等輔助部件。因?yàn)榻刂沟侥壳?,其?shí)標(biāo)準(zhǔn)基本沒(méi)有針對(duì)這些輔助部件的正規(guī)要求和技術(shù)規(guī)范,所以我們團(tuán)隊(duì)也在開(kāi)展包括氣液兩項(xiàng)流、轉(zhuǎn)速、流量、效率、穩(wěn)定性等等指標(biāo)參數(shù)定性和定量的測(cè)試評(píng)價(jià)工作。實(shí)際上我們現(xiàn)在已經(jīng)有一些團(tuán)標(biāo)在制定過(guò)程當(dāng)中,后面會(huì)陸陸續(xù)續(xù)提出一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng),去進(jìn)一步充實(shí)我們整個(gè)燃料電池汽車(chē)的測(cè)試評(píng)價(jià)體系。
第四部分是對(duì)技術(shù)水平的簡(jiǎn)單分析和發(fā)展研判。實(shí)際上我剛才也提到,燃料電池汽車(chē)的發(fā)展隨著這兩年快速的推動(dòng)和行業(yè)的深度投入,技術(shù)的發(fā)展是非常迅猛的,但是我們也可以看到與國(guó)際的先進(jìn)水平相比,有一些方面我們還有很多提升空間,包括堆的功率密度,也包括儲(chǔ)氫系統(tǒng),包括關(guān)鍵的原材料,包括催化劑、碳紙、密封機(jī)等原材料。所以總結(jié)起來(lái),實(shí)際上我們可以看到,目前我們關(guān)鍵的材料還是需要有一定的投入和關(guān)注,去提升這方面的自主開(kāi)發(fā)能力。
第二是我們的配套基礎(chǔ)設(shè)施,像加氫站等相關(guān)建設(shè)的法規(guī)和建設(shè)力度還需要推動(dòng)。
第三是現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)體系我也跟大家做了一個(gè)充分的分享,還需要進(jìn)一步完善,我們也在努力的推進(jìn)這樣的工作以及測(cè)試平臺(tái)的完善。
實(shí)際上我們中心在近兩年一直在規(guī)劃建設(shè)一個(gè)涉氫的全面服務(wù),以燃料電池汽車(chē)的測(cè)試平臺(tái),我們現(xiàn)在規(guī)劃了四棟涉氫的樓,從燃油電池整車(chē),到燃油電池系統(tǒng)到關(guān)鍵輔助部件,到燃油電池原材料的測(cè)試評(píng)價(jià),我們會(huì)形成一個(gè)綜合的測(cè)試能力,這個(gè)測(cè)試平臺(tái)明年4月份會(huì)全面的投入使用。我們也希望通過(guò)我們的工作能夠?yàn)樾袠I(yè)做一定的貢獻(xiàn),能夠給這些企業(yè)提供全面的、高水平的研發(fā)測(cè)試服務(wù),同時(shí)也為國(guó)家的法規(guī)測(cè)試把好質(zhì)量關(guān)。所以我們也希望通過(guò)我們的努力,通過(guò)全行業(yè)的努力,能夠最大程度的推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
我相信在政策的戰(zhàn)略引導(dǎo)下,在我們?nèi)袠I(yè)技術(shù)人員科技創(chuàng)新持續(xù)投入的基礎(chǔ)上,我們一定能夠通過(guò)自身的提升、國(guó)內(nèi)外的交流、技術(shù)的引領(lǐng),來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于燃料電池汽車(chē)健康、快速的發(fā)展。
我的分享就是這些,謝謝各位專(zhuān)家和各位同行。
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