燃料電池汽車(chē)(FCV)，未來(lái)將與鋰電池純電動(dòng)汽車(chē)(BEV)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)(PHEV)一樣逐漸實(shí)現(xiàn)普及。但現(xiàn)階段仍然存在成本、耐久性、低溫啟動(dòng)以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等問(wèn)題。

一、 新能源汽車(chē)特性對(duì)比及應(yīng)用分級(jí)

以目前各類(lèi)型新能源汽車(chē)在續(xù)航里程、耐久性及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀的差異(表1)。

1.在能量補(bǔ)給時(shí)間、續(xù)航里程FCV全面領(lǐng)先BEV，最接近普通燃油車(chē)

2.在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及能源利用多樣性方面，與BEV相比存在不足。

3. 寒性、耐久性方面，有待提高，單車(chē)價(jià)格依然偏高。

圖1 各類(lèi)新能源汽車(chē)應(yīng)用分級(jí)

在其應(yīng)用上將逐漸分級(jí)(圖1)。BEV應(yīng)用于主要應(yīng)用于短途、微小型車(chē)輛。PHEV純電動(dòng)模式應(yīng)用于上下班等短途，混合動(dòng)力模式應(yīng)用于中長(zhǎng)途，車(chē)型為中大型及SUV。FCV受加氫站普及度限制，應(yīng)用于中長(zhǎng)途的市內(nèi)近郊，車(chē)型為中大型。

表1 各類(lèi)新能源汽車(chē)特性對(duì)比分析

二、 FCV燃料電池系統(tǒng)成本分析

FCV電池系統(tǒng)中燃料電池成本超過(guò)一半。燃料電池系統(tǒng)的核心關(guān)鍵燃料電池、空氣供給系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)成本占比最大，分別為61%、15%、7%。

圖2 FCV燃料電池系統(tǒng)成本分析

數(shù)據(jù)源:日本NEDO資料

燃料電池中電極觸媒成本超過(guò)一半。電極觸媒、氣體擴(kuò)散層、電解質(zhì)膜及隔膜等四大核心件為成本占比分別為53%、13%、10%、11%。

圖3 FCV燃料電池單體成本分析

數(shù)據(jù)源:日本NEDO資料

三、 燃料電池面臨主要問(wèn)題

FCV電池面臨成本、耐久性及低溫啟動(dòng)三大問(wèn)題。如圖4所示，成本問(wèn)題可以從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、零部件通用、材料以及制造工藝方面改進(jìn)等方面解決(見(jiàn)圖4)。據(jù)預(yù)測(cè)，隨著FCV的技術(shù)升級(jí)及規(guī)模化應(yīng)用，2010-15年內(nèi)其成本將降至目前的50%以下。耐久性問(wèn)題，主要集中在催化劑、質(zhì)子膜及電極的材料及制備技術(shù)層面。低溫啟動(dòng)通過(guò)對(duì)含水量及溫度控制，以及采用低溫掃氣及電池堆快速提溫，目前已經(jīng)得到大幅改善。

圖4 FCV三大問(wèn)題及解決方案

總之，F(xiàn)CV可適應(yīng)于中大型車(chē)以及中長(zhǎng)距離的行駛，但存在成本、耐久性以及低溫啟動(dòng)以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等問(wèn)題。隨著，規(guī)模化應(yīng)用及技術(shù)加速突破，F(xiàn)CV的問(wèn)題有望得到快速解決。

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