1、氢燃料电池商用车系统架构开发与集成技术 内部资料请注意保密绝密机密秘密1Contents 目录燃料电池客车架构分解及国内外已有车型二福田燃料电池客车研发情况介绍三国家及不同地区对氢能发展支持政策一福田欧辉燃料电池系统集成路线四2Contents 目录燃料电池客车架构分解及国内外已有车型二福田燃料电池客车研发情况介绍三国家及不同地区对氢能发展支持政策一福田欧辉燃料电池系统集成路线四3一、国家及不同地区对氢能发展支持政策时间政策名称及主要内容2019“推进充电，加氢等设施建设”写入政府工作报告2019绿色产业指导目录（2019年版）鼓励发展氢能利用设施建设和运营，燃料电池装备以及在新能源汽车和船舶

2、上的应用2019柴油货车污染治理攻坚战行动计划提出要鼓励各地组织开展燃料电池货车示范运营，建设一批加氢示范站2018关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知制定了燃料电池补贴标准2017“十三五”交通领域科技创新专项规划提出要深入开展燃料电池车核心专项技术研发，推进加氢基础设施和示范考核技术发展2017汽车产业中长期发展规划提出“逐步扩大燃料电池车试点示范范围”2016“十三五”国家战略性新兴产业发展规划提出“系统推进燃料电池车研发与产业化”2016节能与新能源汽车技术路线图发布氢燃料电池车技术路线图2016国家创新驱动发展战略纲要提出“开发氢能、燃料电池等新一代能源技术”2016能源

3、技术革命创新行动计划（2016-2030年）提出“氢能与燃料电池技术创新”为重点任务之一近三年国家对氢能及燃料电池产业的支持政策4一、国家及不同地区对氢能发展支持政策地区政策名称地区政策名称北京北京市加快科技创新培育新能源智能汽车产业的指导意见北京市“十三五“时期加强全国科技创新中心建设规划上海上海市燃料电池车发展规划上海市科技创新“十三五”规划辽宁辽宁省加快发展新能源汽车的实施方案阜新市推进氢能产业发展工作方案安徽安徽省战略性新兴产业“十三五”发展规划重庆关于加快新能源汽车推广应用的实施意见福建福建省新能源汽车产业发展规划（2017-2020年）山西山西省“十三五”战略性新兴产业发展规划山西

4、省氢能源产业中长期发展规划湖北武汉市制造2025行动纲要武汉市氢能产业发展规划方案武汉市经济技术开发区（汉南区）加氢站审批及管理办法江苏江苏省“十三五”新能源汽车推广应用实施方案张家港市氢能产业发展三年行动计划（2018-202年）张家港市氢能产业发展规划（征集意见）苏州市氢能产业发展指导意见（试行）常熟市氢燃料电池车产业发展规划如皋市扶持氢能产业发展实施意见浙江浙江省新能源发展“十三五”规划浙江省新能源汽车产业“十三五”发展规划浙江省培育氢能产业发展的若干意见（征求意见稿）宁波加快氢能产业发展的指导意见嘉善县推进氢能产业发展和示范应用实施方案（2019-2022年）河北河北省战略性新兴产业发

5、展三年行动计划河北省新能源汽车产业“十三五“发展规划（2016-2020年）河北省氢能源产业中长期发展规划河北省张家口市可再生能源示范区发展规划张家口氢能源示范城市发展规划（2018-2035）四川四川省节能减排总和工作方案（2017-2020年）四川省“十三五”战略性新兴产业发展规划成都市氢能产业发展规划（2019-2023年）近年来22个省市的发展规划中提到了大力支持氢能源产业发展本表未完，下页继续5一、国家及不同地区对氢能发展支持政策地区政策名称山东山东省”十三五”战略性新兴产业发展规划山东省新能源产业发展规划（2018-2028年）山东省氢能源产业中长期发展规划关于做好潍坊市汽车加氢站

6、规划建设运营管理工作的意见陕西陕西省”十三五”战略性新兴产业发展规划陕西省低碳试点工作实施方案神木市氢能源产业发展规划（2018-2065）（征求意见稿）河南河南省”十三五”战略性新兴产业发展规划贵州贵州省“十三五”新兴产业发展规划广东广东省新能源汽车产业发展规划（2013-2020年）深圳市发展和改革委关于组织实施深圳市新材料产业2019年第一批扶持计划的通知佛山市氢能源产业发展规划（2018-2030年）佛山市南海区新能源汽车产业发展规划（2015-2025年）佛山市南海区促进加氢站建设运营及氢能源车辆运行扶持办法东莞市新能源汽车产业发展“十三五”规划天津天津市节能与新能源汽车示范推广及产

7、业发展规划（2013-2020年）天津市新能源产业发展三年行动计划（2018-2020年）新疆新疆维吾尔自治区新能源汽车产业“十三五”发展规划内蒙古关于关于加快新能源汽车推广应用的实施意见内蒙古自治区现代能源经济发展战略规划纲要（2019-2035年）内蒙古自治区现代能源经济发展行动计划（2019-2020年）内蒙古自治区氢能源产业中长期发展规划吉林关于进一步促进新能源汽车加快发展的政策意见吉林省氢能源产业中长期发展规划白城市氢能产业发展规划海南海南省清洁能源汽车发展规划海南省氢能发展暨全域性国家级氢能试验区建设战略研究6一、国家及不同地区对氢能发展支持政策发改委：能源技术革命创新行动计划20

8、50年实现普及应用实现氢能制取利用新探索的突破性进展2030年实现大规模推广应用：大规模氢的制取、存储、运输、应用一体化，氢站现场储氢、制氢模式的标准化；完全掌握燃料电池核心关键技术建立完备的燃料电池材料、部件、系统的制备与生产产业链2020年实现示范运行基本掌握高效氢气制备、纯化、储运和加氢站等关键技术；基本掌握催化剂、膜电极、高一致性电堆及系统集成技术突破关键材料、核心部件、系统集成、过程控制等关键技术2025年实现推广应用以城市私人用车、公共服务用车的批量应用为主优化燃料电池系统结构设计，加速关键部件产业化，大幅降低燃料电池系统成本7一、国家及不同地区对氢能发展支持政策上海：2020年，

9、车3000辆，加氢站5-10座，产值150亿；2025年，车3万辆，加氢站50座，产值150亿；2030年，产值突破3000亿。苏州：2020年，车800辆，加氢站10座，产值100亿；2025年，车1万辆，加氢站40座，产值500亿。佛山：到2025年，推广叉车5000辆，乘用车10000辆，客车5000辆。氢燃料电池汽车补贴方面，目前实行地方补贴与国家补贴1：1的城市有上海、武汉、深圳、佛山；北京、成都为1:0.5。武汉：2020年，车20003000辆，加氢站520座，产值100亿；2025年，车1万3万辆，加氢站30100座，产值1000亿。u近年来，国家大力支持燃料电池汽车产业发展，

10、先后发布了“十三五”国家科技创新规划、“十三五”国家战略性新兴产业发展规划、中国制造2025、能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）等政策u部分省市也相继发布了产业规划及支持政策8一、国家及不同地区对氢能发展支持政策u当前，氢能燃料电池汽车产业热点地区正积极布局氢能燃料电池汽车产业，鼓励本地企业开展技术研发及产业化工作，围绕产业各环节积极吸引国内外优势资源落地发展u从企业数量的增加看，我国氢燃料电池相关行业已经进入了一个快速增长期9Contents 目录燃料电池客车架构分解及国内外已有车型二福田燃料电池客车研发情况介绍三国家及不同地区对氢能发展支持政策一福田欧辉燃料电池系统集成路线四

11、10二、燃料电池客车架构分解及国内外已有车型未来燃料电池客车发展方向燃料电池客车全电动化智能化、网联化轻量化n 全天候 n 低成本n 高安全n 高可靠n 智能化：辅助驾驶、自动驾驶、智能驾驶n 网联化：车联网、大数据、云平台n 全铝车身n 高强钢n 结构减重n 密度减小改进创新环保精细化可靠性配置优化目标：全系列L3水平的智能化水平新能源客车。目标：降重15%25%目标：满足法规及整车性能指标前提下，适应当取消电池补贴时，成本不高于传统客车。电动化安全性智能化轻量化精细化环保性配置优化成本优化11未来燃料电池客车新增加的燃料电池堆产业链及供应商催化剂Johnson Matthey 贵研铂业Ta

12、naka 武汉喜马拉雅BASF 苏州擎动动力日清纺 宁波中科科创umicore 昆山桑莱特国内催化剂的性能略高于国外水平，但放大生产技术水平较低，处于小批量试制阶段。膜电极Gore、科慕 武汉理工新能源3M 新源动力Dow 武汉喜马拉雅旭硝子 昆山桑莱特东丽 苏州擎动动力ballard 南京东焱氢能国内膜电极的Pt载量较高，但性能低于国外水平，目前还处于半手工生产状态。双极板石墨板：SGL、石墨板：上海神力POCO Graphite、上海弘枫、杭州鑫能石墨、Bac2、GrafTech、金属双极板：新源动力、HARIMA 上海佑戈、上海治臻金属板：Cellimpact、复合双极板：新源动力、Da

13、na、Grabener、武汉喜马拉雅treadstone目前国内已有广顺空压机在上汽有实际应用，基本依赖进口。国内参与开发的供应商逐渐增加，预期在23年内能取得较大进展。质子交换膜科慕（杜邦）山东东岳Gore 武汉理工新能源3M，Solvay旭硝子AGC旭化成，Ballard国内质子交换膜性能与国外水平相近，但国内目前还处于小批量生产，成本较高。气体扩散层东丽，SGL 无AvcardFreudenberg国内尚还处于研制阶段，国外产品比较成熟且已实现大批量生产及商业化销售。质子交换膜氢气系统空压机氢气循环泵增湿器氢燃料电池发动机系统电堆辅助系统气体扩散层催化剂膜电极双极板二、燃料电池客车架构分

14、解及国内外已有车型12未来燃料电池客车新增加的燃料电池发动机附件产业链及供应商氢气系统储氢瓶Hexagon 斯林达Quantum 科泰克通用汽车 天海丰田 中材 中国中氢国外型和型瓶技术成熟；国外型储氢瓶技术成熟，使用35MPa和70MPa气瓶，型瓶处于开发阶段；国内生产气瓶的原材料碳纤维和树脂性能一致性差，供应紧缺，依靠进口。空气压缩机Honeywell 广顺新能源瑞典Opcon 雪人股份美国UQM丹麦Potex日立目前国内已有广顺空压机在上汽有实际应用，基本依赖进口。国内参与开发的供应商逐渐增加，预期在23年内能取得较大进展。国内外差距由于国内原材料和工艺的问题，国内应用于氢燃料电池汽车产

15、业的相关管、阀、接头、传感器产品一致性差，存在气密性差等问题。国外相关工艺成熟，国内主要依赖进口，目前博肯、舜华、科泰克等公司正在进行产品开发，预计2019年底产品投放市场。Perma-Pure 深圳伊藤迪DipontMann-HummelFreudenberg FCCT国内尚无成熟产品进行装车应用，国产性能亟待提高，一些研究单位开展了基础研究，国外已有成熟产品应用。增湿器氢气循环泵美国Park公司 无国外已有产品用于燃料电池汽车发动机，国内主要依赖进口、雪人股份、广顺新能源等企业正在进行产品的研发。燃料电池辅助系统PRD阀体、瓶口阀、减压阀、氢浓度传感器二、燃料电池客车架构分解及国内外已有车

16、型13二、燃料电池客车架构分解及国内外已有车型AC TransitCity of Burbank SunLine UTCSORA 14二、燃料电池客车架构分解及国内外已有车型客车厂家美国Van Hool美国New Flyer德国戴姆勒奔驰日本丰田和日野客车照片燃料电池功率120kW150kW260kW2114kW燃料电池厂家UTCBallardHD6AFCCTOYOTA 动力电池的容量或功率17.4kWh,锂离子(EnerDel)47kWh,锂离子(Valence)26kWh,锂离子(A123)21.6kWh 2个轿车用的镍氢电池模块电机功率或转矩285kWSiemens ELFA285kWS

17、iemens ELFA280kWWheel Hub Motor2110kW 2个轿车电机氢气气瓶350bar,8个350bar,8个350bar,7个700bar,8个氢气量40kg56kg35kg18kg耐久性18000h10000h12000h未公开续驶里程300英里300英里250km200km15二、燃料电池客车架构分解及国内外已有车型16Contents 目录燃料电池客车架构分解及国内外已有车型二福田燃料电池客车研发情况介绍三国家及不同地区对氢能发展支持政策一福田欧辉燃料电池系统集成路线四17三、福田燃料电池客车研发情况介绍研发规划总体规划技术规划资源保证三个阶段、三个系统、两大能力

18、第一阶段（第一阶段（20062006年至年至20162016年）：承接国家年）：承接国家863863科技项目，整合国内外燃料电池产业科技项目，整合国内外燃料电池产业链优质资源，成立专业开发团队系统并实现百台以上订单链优质资源，成立专业开发团队系统并实现百台以上订单第二阶段（第二阶段（20172017年至年至20202020年）：加强燃料电池系统和整车集成的开发能力，完成年）：加强燃料电池系统和整车集成的开发能力，完成8.58.5米至米至1212米车型的米车型的3 3种燃料电池系统的应用集成，整车及氢燃料电池系统技术指标种燃料电池系统的应用集成，整车及氢燃料电池系统技术指标不低于同期国家客车技术

19、路线图，达到国内先进水平不低于同期国家客车技术路线图，达到国内先进水平第三阶段（第三阶段（20212021年至年至20252025年）：整车及燃料电池发动机系统实现千台以上应用，年）：整车及燃料电池发动机系统实现千台以上应用，技术指标不低于同期国家汽路线图，达到际水平；建立多元模块化的氢燃料电池系技术指标不低于同期国家汽路线图，达到际水平；建立多元模块化的氢燃料电池系统平台及整车搭载平台，北京冬奥会示范运营统平台及整车搭载平台，北京冬奥会示范运营增程式燃料电池系统 系统功率 40120kW 电堆比功率 4kW/L，2kW/kg 冷启动温度：-40 系统寿命（整车搭载15000h 供氢系统：35

20、MPa IV型全功率燃料电池系统 系统功率 135230kW 电堆比功率 4kW/L，2kW/kg 冷启动温度：-40 系统寿命（整车搭载20000h 供氢系统：35MPa IV型燃料电池系统集成和控制策略 电堆及附件（BOP BOP）选型 FCU 控制策略编写 燃料电池系统集成 燃料电池系统性能集成整车集成能力 三电系统选型 燃料电池系统选型 车身与底盘改制 整车总布置及系统集成 整车性能集成 外部资源政府部门、检测机构、供应商、大学及科研机构、行业组织、集团内单位等资源整合 内部资源与北汽集团及福田集团研究总院深入沟通合作，研究选择可改制搭载燃料电池的车型平台 设备设施建设 FCU 硬件在

21、环测试台架和燃料电池系统测试台架，保障燃料电池系统开发能力建设 资金通过政府项目申请和自身投资结合，解决金需求18福田汽车与清华大学联合承接了国家“863计划”节能与新能源汽车重点项目中氢燃料电池电动客车的研发北京奥运会召开期间，3辆燃料电池公共汽车在北京市进行了示范运营福田汽车和清华大学共同承担了北京市科委“燃料电池客车研制及示范运营”科技计划项目燃料电池客车获得全球首个100辆批量订单60台车总运营里程已达到143万km49辆10米5燃料电池城市客车批量交付张家口公交总运营里程已接近300万km 第一款燃料电池客车公告，展开小规模示范运营第二燃料电池城市客车，服务于北京公交集团中标联合国U

22、NDP项目5辆12米燃料电池公交客车，在384路运行20062008200172018福田汽车与清华大学联合承接了国家科技部“新能源汽车重大专项”中氢燃料电池城市客车的研发福田汽车与清华大学、北京理工大学共同承接了北京市科委“面向冬奥环境高速燃料电池大客车”科技研发项目 北汽福田欧辉是中国最早从事燃料电池商用车研发企业之一，并获得中国第一款燃料电池客车公告。现有产品覆盖812米城市/城间客车，并率先在中国实现了商业化运营。示范运营累计总里程75460km行驶总里程65396km福田欧辉燃料电池客车的商用化运营里程超过450万公里25辆8T燃料电池物流车批量交付背景市场三、

23、福田燃料电池客车研发情况介绍19福田与亿华通共同定义与开发由福田设计，匹配计算，仿真；同时亿华通辅助配合设计开发，根据氢燃料电池系统的效率，车辆的功率匹配等计算和仿真数据设计样机，目前委托国家检测机构和亿华通进行相关设计验证测试燃料电池堆输出功率测试福田实验室由福田根据车辆的耗氢量，空间，亿华通氢燃料电池系统的氢气转化率等数据进行储氢系统及相关管路的设计布置，并委外进行氢泄露，储氢系统结构强度等相关性能验证燃料电池堆窜气测试福田实验室燃料电池系统高低温贮存测试福田实验室三、福田燃料电池客车研发情况介绍20三、福田燃料电池客车研发情况介绍燃料电池汽车技术路线-Technology roadmap

24、燃料电池汽车的两种技术路线：全功率型燃料电池汽车和氢电混合式燃料电池汽车。氢电混合式燃料电池汽车：集合了全功率燃料电池汽车（FCV）与纯动力电池汽车(EV)的优点，既控制了成本又保障了续航里程。采用氢-电混合的动力策略，在匀速行驶阶段，燃料电池发动机提供功率，在加速或爬坡行驶阶段，燃料电池发动机和动力电池共同提供功率。全功率型燃料电池汽车：成本高，技术壁垒较高，不适合当前的国情，同时在匀速行驶阶段燃料电池发动机的功率未完全释放，对燃料电池的寿命要求苛刻。UphillFlat surfaceDownhillFCSBatteryelectricdrivesysteminverterPDUH2Tan

25、kFCSBatteryelectricdrivesysteminverterPDUH2TankFCSBatteryelectricdrivesysteminverterPDUH2Tank21三、福田燃料电池客车研发情况介绍储氢罐的火烧、坠落、枪击、循环试验+车辆火灾试验福田燃料电池客车安全性能通过对电压、电流、温度以及绝缘电阻等参数的精确监控和在线分析，实现对整车电气网络（蓄电池、燃料电池、驱动电机）的安全预警与实时控制。整车电安全多重预警保护系统车辆电气碰撞监控系统 蓄电池及电动机温度分布的热成像测试 车载在线绝缘检测系统 车辆电气火灾监控系统氢安全：氢燃料爆炸三大条件：明火、密闭空间、4%

26、-74%比重，三者同时满足才可能导致事故发生。储氢瓶布置设计时采取开放式，无法形成密闭空间，氢气一旦泄露，可以及时疏散。同时氢系统中装配3-5只安全报警器，一旦有泄露会及时报警。氢碰撞结构安全设计电系统的碰撞保护 氢安全 电安电安全全 碰撞安全碰撞氢电多重耦合安全车顶氢瓶仓车厢加注仓燃料电池仓22搭载丰田金属极板氢燃料电池系统具备加氢，运营，监控全套方案设计能力福田与清华大学合作优化氢燃料电池客车的余热利用方案三、福田燃料电池客车研发情况介绍六叶螺杆罗茨空压机福田欧辉为丰田燃料电池堆开发的散热器丰田用氢气循环泵福田欧辉将引进国外燃料电池系统并与国内顶级院校共同设计下一代车型23三、福田燃料电池

27、客车研发情况介绍福田欧辉氢燃料电池客车现有车型已经涵盖8.5米、10.5米、12米，广泛应用于城市、旅游团体、定制班车等多种类型用途。未来规划了10.8、12米高速长续驶里程城间车型及18米大容量城市干线公交车型，并全面实现了全天候、高效率、长寿命、高密度、低成本和高安全的体系目标。车联网氢能实时监控加氢互锁智能识别智能功率分配全气候识别高防水等级全车EMC电动空调高效纯电驱动手机APP映射路况策略分析智氢搭载开发欧辉智蓝燃料电池项目，实现全天候、车联网、实时监控、智能功率分配、氢能实时监测、全车EMC等十余项技术。安全通过对电压、电流、温度以及绝缘电阻等参数的精确监控和在线分析，实现对整车的

28、安全预警与实时控制。氢安全结构安全电安全碰撞安全加注安全24Contents 目录燃料电池客车架构分解及国内外已有车型二福田燃料电池客车研发情况介绍三国家及不同地区对氢能发展支持政策一福田欧辉燃料电池系统集成路线四25四、福田欧辉燃料电池系统集成路线 福田欧辉与国内一流燃料电池动力系统集成商北京亿华通紧密合作，开发了多款车型并进行示范运营。北京亿华通自主开发、生产的燃料电池堆包括80kW及120kW等系列产品（集成系统后净输出60kW和100kW）。采用国产自主研发电堆；具备全天候-30低温启动、-40低温储存及停机自动保护；电堆体积功率密度达到2.2kW/L；采用低功率低压吹风机，具有低能耗

29、、低噪音和低故障的特点；高度集成化、模块化的设计，节省空间的同时降低维护成本；响应速度快，可实现快速无条件无损伤启动、关机；防护等级达IP67。国产60kW燃料电系统国产100kW燃料电系统26国内燃料电池著名企业电堆技术对标企业亿华通重塑新源动力广东国鸿核心能力 低压增程式燃料电池系统集成能力 丰富的商用车应用经验 电堆开发/双极板研制能力 低功率发动机集成能力 与上汽和东风在商用车的开发经验 膜电极制备能力 电堆生产能力 系统集成及设计能力 Ballard电堆组装及制备技术 9SSL 电堆，功率10kW 模块化或并组技术技术先进性 功率涵盖060kW，明年120kW 电堆功率密度1.5kW

30、/L 寿命10000h 功率涵盖040kW 电堆功率密度1.52kW/L 寿命10000h 功率060kW 电堆功率密度2kW/L 寿命20000h（实验室数据）功率1030kW 电堆功率密度1.5kW/L 寿命10000h(石墨堆)燃料电池电堆系统集成系统测试加氢设备运营监控四、福田欧辉燃料电池系统集成路线27国际燃料电池著名企业电堆技术对标企业TOYOTAElringKlingerBallardHydrogenics核心能力 膜电极，电堆生产能力 关键零部件开发能力，系统集成能力 整车集成及试验验证能力 低温启动，快速响应，无加湿 SOFC/PEMFC电堆研制 金属双极板及端板制造能力 拥

31、有膜电极制备，电堆自动化组装，动力模块集成和系统测试能力 应用领域涵盖能源及交通动力领域 工业制氢技术 燃料电池电堆生产制造能力技术先进性 功率涵盖0114kW 电堆功率密度3.1kW/L 寿命20000h 功率涵盖0150kW 电堆功率密度3.6kW/L 电堆寿命超10000h 功率涵盖0200kW 车用大巴超1万小时使用寿命 1.5kW/L(石墨堆)功率涵盖0120kW MW级制氢技术 电堆功率密度1.5kW/L(石墨堆)燃料电池电堆系统集成系统测试加氢设备运营监控四、福田欧辉燃料电池系统集成路线28四、福田欧辉燃料电池系统集成路线流场板催化剂层隔膜气体扩散层亿华通自主开发的80kW燃料电

32、池堆60kW氢燃料电池系统空压机氢气循环泵加湿器29四、福田欧辉燃料电池系统集成路线 福田欧辉正在布局做系统集成，并已经开始对比一些厂家的电堆性能，下面的指标是福田欧辉计划初步达到的情况 项 目参 数 电堆整体性能功率密度：3.1kW/L;2.0kW/kg，效率25%额定功率：65%，公交车用氢燃料电池系统2万h低温启动：-40FCE效率（净输出，%）50%负载时达到56，70%负载时达到54，90%负载时达到51，100%负载时达到50工作温度（）-4060 氢燃料电池发动机系统最高温度（）90过载功率kW不低于额定功率的10%氢气利用率 98%体积比功率(包含空压机，水泵等附件)（kW/L）0.34kW/L重量比功率(包含空压机，水泵等附件)（kW/kg）0.74kW/kg防护等级IP67