中国燃料电池汽车的成长之路
油价一路飙升和环境日益恶化让我们切身感受到了石油经济推动世界前进时日趋沉重的脚步,众多跨国企业不断推出其最新的清洁汽车,似乎也在暗示我们一个新的时代即将来临。去年年初,在上海国际汽车展上,创纪录的同时出现了五辆氢动力汽车,他们分别出自通用、戴姆勒—克莱斯勒、宝马、本田、尼桑等公司之手。年底丰田普瑞斯还未出世,其节能、环保的概念就已尽人皆知。
Sequel、Prius、Hydrogen3一个个耳熟能详的名字不断地在我们眼前闪现,“洋车”来势凶猛。相对于在商业运作上十分老练的跨国企业而言,中国的氢动力汽车研发团队就要安静得多。不鸣则已,一鸣惊人,不飞则已,一飞冲天。我们的超越系列燃料电池轿车、清能系列燃料电池大巴其实也已跃世而出。
上路
除宝马公司外,一般都将氢动力汽车视为氢燃料电池汽车的代名词。中国早在1958年就开始研究燃料电池,经过多年积累和发展,总体技术水平已接近国际先进水平,这也为中国汽车工业的跨越式发展提供了可能性。
1998年,一辆以大众的“高尔夫”为原型的燃料电池汽车诞生了。该车由清华大学和北京理工大学联合研制,虽然5kW的燃料电池发动机功率,其象征意义更大于实用,但是中国的燃料电池汽车终于上路了。
2000年,上海神力科技有限公司开发出“氢动力一号”燃料电池游览车,并参加了当年的上海国际工业博览会。2001年,北京绿能公司与清华大学以及北京工业学院合作,研制出了以燃料电池为动力的出租车、客车和12个座位的公共汽车。
同年,上汽集团与通用汽车中国公司合资组建上海泛亚汽车技术中心,推出了一辆名为凤凰的燃料电池汽车,该车以别克GL8为原型,采用通用汽车的燃料电池发动机。所以就其整体技术而言,更多的还是海外技术中国制造。
在蹒跚的步履中,中国氢动力汽车迈出了第一步。
飞驰
2002年至2005年,随着“十五”863电动车重大专项的第二轮、第三轮的相继启动,中国燃料电池汽车也真正迎来了大发展的时代,研发也渐渐向实用化、产品化靠拢,而不再停留在原理的验证上。
分别由清华大学和同济大学领衔的燃料电池大巴与燃料电池轿车的研制进程也明显加快。
时间上溯到2002年,在这一年的10月,清华第二代燃料电池大巴(第一代并未正式装车)走出了实验室。2003年7月同济大学的燃料电池轿车“超越一号”也研制成功。两车分别配备了上海神力科技有限公司研制的60kW燃料电池大巴发动机和33kW燃料电池轿车发动机。时速分别超过60km/h和100km/h的燃料电池大巴和轿车已初步具有了实用价值。中国燃料电池汽车乘势而起。
当中国燃料电池汽车再次令世界对中国汽车界刮目相看,是在一年以后。2004年5月,清华大学燃料电池城市客车B型实用样车研制成功。120kW的功率,80km/h的速度使其拥有了挑战戴姆勒-克莱斯勒的底气。当月在北京举行的第二届国际氢能大会(Hyforum2004)上,这辆大巴与戴姆勒-克莱斯勒的CITARO燃料电池大巴一前一后行驶在长安街上。从凯宾斯基宾馆到人民大会堂虽然只有11公里的路程,却凝聚了中国燃料电池汽车工作者6年的心血。此后几乎所有的超越系列燃料电池轿车和清能系列燃料电池大巴都采用了上海神力科技公司提供的发动机。
2004年5月,“超越二号”呱呱坠地。这辆由上海神力提供发动机,同济大学总成的燃料电池轿车性能相比于上一代有了跨越性的进步。燃料电池发动机重量由超越一号的426公斤降低到360公斤,功率却提升了7kW。零到百公里加速时间也由原来的40多秒迅速提升到26.7秒。此时距“超越一号”出世仅过了一年零七个月。
2004年8月武汉理工大学与东风汽车公司联手,成功研制出以25千瓦氢燃料电池作为动力的轿车———“楚天一号”。
还是在这一年的10月,全球清洁汽车“必比登挑战赛”在上海嘉定的国际赛车场举行。全世界各种类型的清洁汽车云集赛场,一争高低。作为清洁汽车的终极形式,燃料电池汽车受到了最为广泛的关注。中国有三种车型、五辆燃料电池电动车出现在赛场上,这些使用上海神力发动机的燃料电池汽车大放异彩。清华大学的燃料电池城市客车、同济大学的燃料电池轿车“超越二号”参加了各项测试和比赛,并取得良好成绩(“超越二号”参加的七项竞技指标有五项达到A级)。上海神力科技有限公司自行研制的两辆燃料电池游览车作为赛场工作车辆,接送参赛的专家、贵宾,其优越性能获得乘坐专家的一致好评。
2005年4月,“超越3号”闪耀登场。相比于上一代的“超越2号”,改变的并不仅仅是称谓。得益于发动机功率的提高和重量的下降,零到百公里加速只需19秒。关键参数之一的燃料电池发动机功率密度(即发动机净输出功率除以发动机重量)达到了160W/kg的世界先进水平。
随后的几个月多辆“超越三号”燃料电池轿车不断从同济大学的校园里驶出。此时由上海神力提供的第三代燃料电池动力系统已经实现了多平台的兼容。尤其是其中基于奇瑞“东方之子”的“超越三号”燃料电池轿车发动机的重量功率比密度达到了200W/kg,其百公里耗氢0.962公斤的燃料经济性甚至达到国际领先水平。超越三号系列轿车目前行使里程已突破35000公里,运行示范也即将开始。更重要的是通过小批量的试生产,上海神力和以同济大学为主体的上燃动力踏上了产业化之路。
2005年,清华大学的清能系列燃料电池大巴也开始踏上清洁能源之路。采用上海神力燃料电池发动机的“清能一号”、“清能三号”行驶里程自2005年中以来已分别突破12000公里和7000公里,燃料电池发动机性能依旧稳定。我们用事实证明中国燃料电池大巴已具备了较高的实用性,这也为2006年的示范运行从技术上提供了保证。据悉,最新一代的两辆清能系列燃料电池大巴目标样车也将问世。
不到四年时间,中国氢动力汽车在驶入快车道后一路飞驰,逐渐逼近了业界领先者,完成了在传统汽车领域不可能完成的任务。但是这一切还不够,因为我们志在超越。
超越
自1973年世界第一次石油危机爆发以来,如何跨越因石油枯竭而造成的能源危机一直困扰着人们。去年油价持续在高价位徘徊,事实告诉我们能源危机并非危言耸听。同时由于常年使用化石能源所导致的环境污染也在逼迫我们寻找新的出路。清洁能源汽车的发展已成为不可逆转的世界潮流,这对于在传统燃油汽车领域已几乎无望赶超领先者的中国而言,与其说是挑战不如说是机遇。
新能源之路荆棘丛生,悄然崛起的中国燃料电池汽车一路驶来颇不容易。技术路线另辟蹊径使我们的能以更低的成本制造出更高效的燃料电池汽车,这也为我们在燃料电池汽车产业化上实现超越提供了现实的基础。中国燃料电池汽车的发展史就是一个不断突破不断超越的奋斗史。但是今后的道路将更为崎岖。缺少足够的实际运行数据是中国燃料电池汽车实用化、产业化面临的重要问题,只有实际的运行才能发现问题,解决问题,不断完善系统。幸好我们的燃料电池轿车和城市客车的示范运行将在今年上半年开始。虽然相比于国外数百辆的示范规模和多年的示范经验,中国还有很长的路要走。在这场没有马达声轰鸣的竞赛中,领先者的优势已不再那么明显,后来者正以惊人的速度追赶,超越。
在沉默中致力于超越,在困境中执著于创新。中国用短短七八年的时间、不到十亿元人民币的科研经费,使中国燃料电池汽车的差距与国外领先水平缩短到五年左右。为了中国汽车业的未来,更为了中国的未来,中国燃料电池汽车必须也必然完成超越。