編者按：燃料電池汽車屬于電動(dòng)汽車的一種，其動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)與純電動(dòng)汽車基本相同，不同點(diǎn)在于動(dòng)力電池。早在2012年國務(wù)院發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020）》，燃料電池車便已列入其中，到2025年我國要實(shí)現(xiàn)燃料電池車區(qū)域小規(guī)模運(yùn)行，燃料電池車或?qū)⑹瞧囶I(lǐng)域下一目標(biāo)。
21世紀(jì)以來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與人類生活水平的逐漸提高，對于汽車的需求，也開始迅速增長。
汽車尾氣已經(jīng)成為大氣主要污染源之一，且傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車難以解決燃料緊張和降低污染物排放的難題。
因此，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，各國提倡采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來源的純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、燃料電池汽車等新能源汽車，減少甚至不排放溫室氣體，以降低對大氣的污染。
隨著世界各國環(huán)保意識的增強(qiáng)，減少或降低溫室氣體排放已經(jīng)形成共識，許多國家和地區(qū)都出臺了治理和限制大氣污染的相關(guān)政策。
一
目前，為了鼓勵(lì)燃料電池車的研發(fā)和商業(yè)化，世界各國政府出臺了相應(yīng)的措施與支持政策，對于燃料電池車的推廣與使用，也充滿期待。
在我國，2012年6月國務(wù)院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020）》將燃料電池車列入其中，規(guī)劃了燃料電池車的研發(fā)方向，將在關(guān)鍵基礎(chǔ)器件、FC系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施與示范等方面加大投入力度，爭取與世界同步發(fā)展。
2015年5月，國務(wù)院印發(fā)的《中國制造 2025》提出，將繼續(xù)支持燃料電池車發(fā)展，自主品牌的燃料電池車要與國際先進(jìn)水平接軌，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料和零部件國產(chǎn)化。
到2020年，我國FC壽命要達(dá)到5000h國際水平，功率密度2.5kW/L，續(xù)航里程500km，耐久性150000km，加氫時(shí)間3min，-30℃以下正常啟動(dòng)，將生產(chǎn)1000輛燃料電池車并示范運(yùn)行。
到2025年，我國要實(shí)現(xiàn)燃料電池車區(qū)域小規(guī)模運(yùn)行。
在日本，日本政府支持并引導(dǎo)車企研發(fā)燃料電池車，實(shí)行限購政策，面向豐田、本田、日產(chǎn)等車企購買燃料電池車。
日本大力推動(dòng)燃料電池車的商業(yè)化發(fā)展，規(guī)劃2010～2020年為初步普及階段，2020～2030年為實(shí)際普及階段，并計(jì)劃到2030年燃料電池車要達(dá)1500萬輛，占日本汽車市場的1/5左右。
在韓國，韓國政府計(jì)劃到2030年，燃料電池車要占新車總銷量的10%，且制定了購買燃料電池車的國家補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)和各種優(yōu)惠政策，同時(shí)幫助車企降低生產(chǎn)成本。
現(xiàn)代汽車集團(tuán)將繼續(xù)加快FC技術(shù)研發(fā)與推廣應(yīng)用，助力推進(jìn)韓國燃料電池車的市場化發(fā)展。
在美國，美國能源部與汽車研究理事會通過政府與車企協(xié)作方式共同研發(fā)燃料電池車技術(shù)與燃料氫供應(yīng)技術(shù)，政府通過政策和資金支持促進(jìn)燃料電池車商業(yè)化進(jìn)程。
2016年，美國能源部撥款600萬美元資助福特汽車公司與洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室開展FC科技研究，開發(fā)FC用低成本產(chǎn)品系統(tǒng)，確保美國清潔能源汽車研發(fā)工作處于領(lǐng)先水平。
在車企合作方面，通用與本田合作致力于開發(fā)下一代FC系統(tǒng)和儲氫技術(shù)，并計(jì)劃2020年前上市。
在歐洲，歐盟規(guī)劃到2020年，車用FC要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行，并且按照綜合性示范運(yùn)行、擴(kuò)展燃料供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)入歐洲主要汽車市場和實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化運(yùn)行等四個(gè)階段實(shí)現(xiàn)燃料電池車商業(yè)化。
歐盟主要國家也相繼布局了燃料電池車市場，比如，英國計(jì)劃到2030年燃料電池車達(dá)160萬輛左右，至2050年實(shí)現(xiàn)燃料電池車市場占有率30%~50%。
二
燃料電池汽車屬于現(xiàn)代電動(dòng)汽車的一種類型，其車身、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)與純電動(dòng)汽車基本相同，主要區(qū)別在于動(dòng)力電池不同。
純電動(dòng)汽車采用鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池等二次電池為動(dòng)力源，而燃料電池車采用燃料電池為動(dòng)力源，所有功率負(fù)荷均由燃料電池承擔(dān)。
燃料電池車的研發(fā)始于20世紀(jì)60年代，1966年美國通用汽車公司制造出了世界上第一輛氫燃料電池車，可容納兩名乘客，續(xù)航193公里，時(shí)速達(dá)113km/h，電池壽命1000h，限于成本、安全因素以及加氫設(shè)施等原因未能持續(xù)開發(fā)。
不過，美國一直高度重視氫氣能源和燃料電池車的研發(fā)，1987年開展的電動(dòng)汽車項(xiàng)目就包含燃料電池技術(shù)研發(fā)，并于1992年提出將燃料電池系統(tǒng)應(yīng)用于運(yùn)輸。
2003年，美國更是投入了高達(dá)12億美元的研究經(jīng)費(fèi)，用于推進(jìn)氫能和燃料電池技術(shù)，使車用燃料電池生產(chǎn)成本大幅下降。
在整車研發(fā)方面，通用汽車公司1990年開始研究質(zhì)子交換膜燃料電池在汽車上的應(yīng)用。
2001年10月，通用汽車推出“氫動(dòng)三號”液態(tài)氫燃料電池車，續(xù)航里程達(dá)400km，最大功率60kW，乘員5人，最高時(shí)速130km/h，0~100km加速時(shí)間13s。
2005年，通用汽車研發(fā)的ChevroletSequel型燃料電池車，續(xù)航里程達(dá)480km，質(zhì)子交換膜燃料電池可在-20℃下啟動(dòng)。
2007年，通用汽車公司啟動(dòng)了Project Driveway計(jì)劃，將100輛雪佛蘭Equinox FCV交付消費(fèi)者。
2009年，雪佛蘭Equinox FCV的總行駛里程達(dá)到了160萬公里。
美國福特汽車公司于2005年制造的Chevrolet Equinox型FCV，續(xù)航 里程320km，該款車于2007~2008年在美國洛杉磯等城市投入115輛用于商務(wù)運(yùn)行。
2007年，福特汽車與美國俄亥俄州立大學(xué)、加拿大巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)公司以及Roush Racing公司聯(lián)合制造出FusionHydrogen999世界上最快的燃料電池車，極速測試的最高時(shí)速達(dá)到207km/h。
三
我國的燃料電池車研發(fā)雖然起步較晚，但在國家“十五”、“十一五”和“十二五”規(guī)劃，以及863計(jì)劃和973計(jì)劃等重大項(xiàng)目的支持下，燃料電池車的技術(shù)研發(fā)也取得了重大進(jìn)展，正在逐步縮小與國外先進(jìn)水平的差距。
2003年，在上海國際工業(yè)博覽會上，同濟(jì)大學(xué)推出我國第一輛燃料電池動(dòng)力樣車（超越一號），最高時(shí)速105.8km/h，續(xù)航里程231km，從0至80km/h加速時(shí)間為15.4s。
上海汽車集團(tuán)在榮威750的基礎(chǔ)上，搭載超越燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)，組裝出了上海牌燃料電池車，該車最高時(shí)速150km/h，續(xù)航里程300km，百公里時(shí)速加速時(shí)間15s。
在2008年北京奧運(yùn)會、2010年上海世博會，以及2011年深圳大運(yùn)會期間，北汽福田/清華、上海大眾/同濟(jì)、長安志翔，以及五洲龍等燃料電池汽車進(jìn)行了示范運(yùn)行。
2012年1月，同濟(jì)大學(xué)牽頭成立了有多所大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和汽車企業(yè)參加的“中國燃料電池汽車技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”，集中國內(nèi)燃料電池車研發(fā)和生產(chǎn)的優(yōu)勢力量，根據(jù)燃料電池車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)需求，合作攻關(guān)、自主創(chuàng)新，促進(jìn)了我國燃料電池車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
2014年9月，大連新能源車展上，展示了由長城電工與上汽集團(tuán)合作生產(chǎn)的國內(nèi)首臺取得銷售許可的燃料電池車，最高時(shí)速達(dá)150km/h，續(xù)航里程達(dá)500km，標(biāo)志著我國燃料電池車已進(jìn)入了商業(yè)化。
然而，與國外先進(jìn)汽車生產(chǎn)企業(yè)相比，我國燃料電池車在可靠性、耐久性、低溫啟動(dòng)以及供氫系統(tǒng)等方面還有較大差距。
四
歐盟對燃料電池車研發(fā)也高度重視。
2001年，歐盟啟動(dòng)了“清潔能源伙伴計(jì)劃”，撥款1850萬歐元，支持倫敦等10個(gè)城市的FCB示范項(xiàng)目。
2007年，歐盟又啟動(dòng)了“歐洲清潔城市交通項(xiàng)目”，進(jìn)一步支持各個(gè)城市開展FCB示范運(yùn)行。
2009年，歐盟批準(zhǔn)了燃料電池和氫能技術(shù)項(xiàng)目行動(dòng)計(jì)劃，從第7框架計(jì)劃（2007-2012）中列支4.7億歐元，持續(xù)資助燃料電池車及基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)研發(fā)。
由于政府支持和大量研發(fā)資金的投入， 歐洲在燃料電池車的可靠性和成本控制等方面進(jìn)展迅速。
2012年，德國啟動(dòng)燃料電池及氫能國家創(chuàng)新計(jì)劃，政府與汽車生產(chǎn)企業(yè)合資支持燃料電池車、氫能等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。
2015年，德國已在本國建成了50個(gè)加氫站，可以為5000輛燃料電池車加氫服務(wù)。
20世紀(jì)80年代初期，奔馳汽車公司就開始了氫燃料電池的研發(fā)，后因工藝和技術(shù)問題一度停止。
近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，奔馳又繼續(xù)開始了氫燃料電池汽車的研發(fā)，并于2011年推出了36輛Citaro燃料電池客車，由20個(gè)運(yùn)營商使用，運(yùn)行時(shí)間140000h以上、行程超220萬km。
此外，2011年上海車展期，奔馳推出的B級燃料電池車也參加展出，其續(xù)航里程達(dá)到400km。
2015年，寶馬汽車公司展示了5系GT燃料電池車，其動(dòng)力系統(tǒng)和寶馬i8燃料電池車一致，最大輸出功率188kW，續(xù)航里程達(dá)483km，但該車型僅為研究車輛，尚無量產(chǎn)計(jì)劃。
五
日本與韓國對于燃料電池車的研發(fā)水平，要領(lǐng)先于世界其他國家。
日本的豐田、日產(chǎn)汽車公司和韓國的現(xiàn)代汽車公司研發(fā)的燃料電池車，耐久性與使用壽命，以及造價(jià)成本方面已超越了歐美。
2005年，豐田推出的TOYOTA FCHV，續(xù)航里程達(dá)到560km，可在-37℃正常啟動(dòng)。
2014年，豐田推出FCHV-adv，并在日本市場銷售，該車最大時(shí)速達(dá)160km/h，充氣時(shí)間3min，最大續(xù)航里程830km，售價(jià)約合人民幣37.6萬元。
2015年3月，F(xiàn)CHV-adv預(yù)售了1200輛，遠(yuǎn)超400輛的市場預(yù)期。
日本政府高度重視燃料電池車的推廣使用，2015年豐田公司推出的 Mirai FCV，加滿氫氣僅用3min，續(xù)航里程650km，起步到時(shí)速60km只需1-2s，燃料消費(fèi)約合人民幣0.66元/km，該車上市就受到政府機(jī)構(gòu)和企業(yè)界的熱捧，僅一個(gè)月日本國內(nèi)訂單達(dá)1500輛。
日產(chǎn)汽車公司于1996年開始燃料電池車的研發(fā)。
2005年，日產(chǎn)展示了X-Trail燃料電池車2005款型，最大功率90kW，最高時(shí)速150km/h，通過在該車上配備70MPa的高壓儲氫罐，開發(fā)出了最大續(xù)航里程500km的車輛。
日產(chǎn)還與雷諾汽車公司合作投資了850億日元開展燃料電池車的研發(fā)。2008年，本田汽車公司開始租售FCX Clarity燃料電池車，該車可在-30℃下正常啟動(dòng)，續(xù)航里程達(dá)620km。
2015年10月，本田推出一款燃料電池車，裝備了70MPa氫氣罐，3min可充滿氫氣，續(xù)航里程超過700km。其最大特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了燃料電池堆的小型化，電能輸出密度為3.1kW/L，達(dá)到當(dāng)前世界最高等級。
韓國現(xiàn)代汽車公司于1998年開始研發(fā)燃料電池車，是燃料電池車研發(fā)領(lǐng)域最早取得顯著成績的汽車制造商。
2000年，現(xiàn)代首次推出圣達(dá)菲燃料電池車，2006年利用自主研發(fā)的FC組裝了30臺運(yùn)動(dòng)型多功能車進(jìn)行示范運(yùn)行，隨著對FC電堆性的不斷改進(jìn)，進(jìn)行更新?lián)Q代。
2012年，現(xiàn)代推出第3代SUV型燃料電池車并進(jìn)行全球示范。
2013年，現(xiàn)代建成第一條燃料電池車生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)ix35 FCEV首次量產(chǎn)，成為全球首家量產(chǎn)燃料電池車的汽車制造商。
ix35 FCEV采用了輸出功率100kW的FC系統(tǒng)，備有兩個(gè)70MPa的氫瓶，能夠儲存5.63kg壓縮氫氣，可續(xù)航594公里，最高速度160km/h，可在-20℃以下正常啟動(dòng)行駛。
2014年，現(xiàn)代在美國加州舉行ix35FCEV上市儀式，標(biāo)志著量產(chǎn)燃料電池車在美國進(jìn)入商業(yè)化階段。
目前，現(xiàn)代準(zhǔn)備推出一款全新燃料電池車，外觀設(shè)計(jì)借鑒ix35，這款全新SUV最高時(shí)速可達(dá)187km/h，續(xù)航里程850km，有望替代ix35。
燃料電池車的研究與開發(fā)利用一直受到高度重視，盡管車用燃料電池的壽命、成本、性能等還需進(jìn)一步優(yōu)化，但汽車企業(yè)已開始燃料電池車產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備，有的甚至宣布進(jìn)入了量產(chǎn)階段。
相信，隨著燃料電池技術(shù)和整車生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，以及配套基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與完善，燃料電池車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將會更加廣闊。
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