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自2022年以來，眾多燃料電池企業(yè)陸續(xù)推出了200kW以上的大功率產(chǎn)品，但是這些大功率燃料電池系統(tǒng)卻鮮有裝車的消息傳出。
近日，高工氫電從多家燃料電池企業(yè)了解到，200kW以上的大功率燃料電池系統(tǒng)驗(yàn)證接近成熟，有望在今年年底前陸續(xù)裝車試驗(yàn)。行業(yè)預(yù)測，到2024年下半年，將會有搭載200kW以上大功率燃料電池系統(tǒng)的氫能重卡批量上市。

為何眾燃料電池系統(tǒng)企業(yè)堅(jiān)持向大功率方向發(fā)展，當(dāng)前大功率燃料電池系統(tǒng)裝車還受到哪些因素制約？

200kW動(dòng)力需求只是“起步價(jià)”

隨著“雙碳”目標(biāo)的穩(wěn)步推進(jìn)，汽車行業(yè)也在經(jīng)歷著巨大的變革。重卡、攪拌車等工程車輛有望率先實(shí)現(xiàn)氫燃料電池動(dòng)力的轉(zhuǎn)型。同時(shí)，國家對燃料電池汽車推廣示范的政策導(dǎo)向，也開始鼓勵(lì)重卡等大功率車型。

根據(jù)高工氫電產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）《燃料電池汽車數(shù)據(jù)庫》（交強(qiáng)險(xiǎn)口徑），2023年1-7月，國內(nèi)氫燃料電池汽車?yán)塾?jì)上牌銷量達(dá)到3116輛，其中重卡銷量排名第一，占比約為41.1%，已逐漸成為燃料電池商用車市場的“主角”。

然而，由于重卡等工程車輛對動(dòng)力要求比較高，往往要超過200kW?？墒钱?dāng)前的氫燃料電池裝車功率還停留在120kW左右的范圍內(nèi)，從而導(dǎo)致氫能重卡在實(shí)際運(yùn)行中不得不面臨“小馬拉大車”的局面。

三一氫能科技有限公司總經(jīng)理宛朝輝表示，從實(shí)際使用情況來看，49噸牽引車動(dòng)力要到達(dá)211.5kW，45噸攪拌車動(dòng)力動(dòng)力需求在200.7kW以上，54噸自卸車動(dòng)力需求更是在240.8kW以上。200kW動(dòng)力需求只是氫能工程車輛的“起步價(jià)”。

目前燃料電池汽車的動(dòng)力總成是由燃料電池系統(tǒng)和動(dòng)力電池組構(gòu)成。以現(xiàn)在國內(nèi)49噸的氫燃料電池重卡為例，其續(xù)航里程在300—430公里之間。重卡配備的燃料電池系統(tǒng)功率約在60-150kW，同時(shí)需要再配備容量為60-140kWh的鋰電池作為儲能。

一般情況下，當(dāng)燃料電池重卡使用中功率110kW的燃料電池系統(tǒng)，其需要同時(shí)搭配大于100kWh的動(dòng)力電池組。在實(shí)際使用過程中，當(dāng)車輛啟動(dòng)或負(fù)荷較小時(shí)，由動(dòng)力電池工作；當(dāng)加速、上坡或載重負(fù)荷較大時(shí)，燃料電池和動(dòng)力電池共同工作；等到巡航時(shí)，功率恒定負(fù)荷較小，僅需燃料電池工作；在減速下坡以及剎車的時(shí)候，負(fù)荷較小，動(dòng)力能量回收，再給動(dòng)力電池組充電。

氫璞創(chuàng)能副總經(jīng)理賴平化告訴高工氫電，當(dāng)前一些中小功率的氫能重卡還無法適應(yīng)高速公路運(yùn)營場景，這些車輛在急加速、爬坡以及超載情況下，需要?jiǎng)恿﹄姵胤烹娧a(bǔ)償燃料電池系統(tǒng)功率，若時(shí)間一長，便容易造成動(dòng)力電池組欠電，導(dǎo)致重卡無法長時(shí)間高負(fù)荷工作。

大功率燃料電池系統(tǒng)將在年底前試裝車

在政策與市場需求的共同推進(jìn)下，近年來我國燃料電池系統(tǒng)不斷向高功率邁進(jìn)。從2022年開始，上燃動(dòng)力、國鴻氫能、鯤華科技、氫藍(lán)時(shí)代、重塑科技等企業(yè)相繼推出了功率超200kW的燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)品，氫璞創(chuàng)能、新研氫能、清能股份、雄韜氫瑞等電堆企業(yè)也在向這一方向延伸。

國內(nèi)主流燃料電池電堆及系統(tǒng)集體在向大功率快速迭代，然而目前國內(nèi)市場上鮮有大功率的氫能燃料電池汽車產(chǎn)品出現(xiàn)。一位業(yè)內(nèi)人士向高工氫電透露，這主要是受新產(chǎn)品驗(yàn)證周期和購置成本等因素影響。

在產(chǎn)品驗(yàn)證方面，雖然不同功率的電堆差別不大，但從生產(chǎn)、技術(shù)角度來看，更大功率電堆意味著單節(jié)電池片數(shù)量增長，容易導(dǎo)致單片電壓過低出現(xiàn)緊急停機(jī)故障，這要求企業(yè)的產(chǎn)品在質(zhì)量、精度、一致性等方面，必須嚴(yán)格把關(guān)反復(fù)進(jìn)行驗(yàn)證。

此外，由于燃料電池汽車車身空間有限，要求燃料電池系統(tǒng)體積設(shè)計(jì)必須緊湊。目前主流大功率燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)多采用雙堆單系統(tǒng)或單堆單系統(tǒng)。然而無論哪種設(shè)計(jì)方案都必須要保證電堆內(nèi)部供氣均勻。如果氣體分配不均可能會導(dǎo)致整個(gè)燃料電池系統(tǒng)的使用壽命縮短。這也需要企業(yè)在燃料電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性上花費(fèi)較長時(shí)間進(jìn)行驗(yàn)證。

隨著時(shí)間的推移，各家企業(yè)產(chǎn)品驗(yàn)證即將進(jìn)入到試裝車階段。國鴻氫能副總經(jīng)理劉志祥表示，近年來，國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)企業(yè)已逐步積累了一套較為成熟的研發(fā)驗(yàn)證體系，經(jīng)過一系列嚴(yán)格驗(yàn)證之后，在今年年底前，市場上會推陸續(xù)出功率超200kW的燃料電池重卡樣車。

在購置成本方面，由于國家在2021年將燃料電池系統(tǒng)最大補(bǔ)貼功率上限設(shè)定在了110kW，因此在當(dāng)前燃料電池示范城市群補(bǔ)貼周期內(nèi)，功率超200kW的燃料電池重卡，也只能享受110kW功率范圍的補(bǔ)貼，這無疑增加了氫能重卡的購置成本。

然而從長遠(yuǎn)來看，大功率燃料電池重卡能夠在使用成本方面來彌補(bǔ)企業(yè)增加的購置成本。宛朝輝表示，隨著燃料電池系統(tǒng)功率的提升，氫車的氫耗會逐步降低。經(jīng)測算，相比于當(dāng)前功率110kW的燃料電池重卡，200kW的燃料電池重卡在與動(dòng)力電池匹配得當(dāng)?shù)那闆r下，每百公里最高可節(jié)省1.5公斤以上的氫氣。綜合成本而言，大功率氫能重卡在整個(gè)生命周期內(nèi)，節(jié)省下來的氫氣使用成本將遠(yuǎn)超車輛購置成本。

當(dāng)前大功率燃料電池“裝車”已成為必然的發(fā)展趨勢。高工氫電綜合多位業(yè)內(nèi)人士意見認(rèn)為，最晚明年下半年，功率超200kW的燃料電池重卡將批量上市。隨著燃料電池大功率技術(shù)的不斷提升和應(yīng)用，將促進(jìn)燃料電池重卡應(yīng)用規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。

原標(biāo)題：大功率燃料電池何時(shí)“上車”？