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李建秋 清华大学李建秋：关于燃料电池应用现状与前景

1月10日至12日，2020中国电动汽车百强论坛委员会在钓鱼台国宾馆隆重举行。本次论坛围绕“把握形势、聚焦转型、引领创新”的主题，邀请汽车、能源、交通、城市、通信等领域相关政府部门、行业组织和龙头企业，就产业、企业、政策的转型创新进行深入研讨。以下是清华大学车辆与运输学院党委书记、教授李建秋在本次论坛上的致辞:

李建秋 清华大学李建秋：关于燃料电池应用现状与前景


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清华大学车辆与运输学院党委书记、教授李建秋
【李建秋 清华大学李建秋：关于燃料电池应用现状与前景】尊敬的领导、专家、各位嘉宾，早上好！很高兴有这样的机会向大家汇报燃料电池的应用现状和前景。我将报告三个方面。
第一部分大家都很熟悉，所以我很快就通过了。目前在汽车动力系统方面，全世界所有企业都在做。以典型的丰田为例，它已经生产了一万多辆车，很现代。这次来了一辆真车，是本田的，奔驰的，宝马也在做，基本上汽车也在开发。在我国，汽车主要是纯电动的。从全球范围来看，燃料电池商用车的研发开始呈现出新的热潮，国内外都在做卡车，由尼古拉斯和巴拉德拥有。他们提出了无人平台的概念，由燃料电池提供动力。还有使用燃料电池作为动力的大型SUV和军车。在乘用车领域，尤其是在我国，各种汽车都在非常积极地发展。材料领域也取得突破，新一代燃料电池发动机铂耗持续下降。基础设施也是一个非常重要的瓶颈因素，限制了燃料电池汽车的发展。同时，我们也观察到，燃料电池在国防领域也在升温。在无人驾驶飞机方面，欧洲开始在潜艇上使用燃料电池。丰田月球车也准备使用燃料电池作为动力，所以从这些方面可以看出，燃料电池将在国民经济和国防领域得到广泛应用。
以下报道重点介绍我们清华团队在燃料电池方面的研究进展。我们主要做了几项工作。一是在多尺度建模和仿真方面，我们建立了建模和测试，可以实时测量沿流道的气体浓度，并依次校准我们的模型。我们认为这非常重要。在一般建模中，如何得到你的参数以及你能否预测实际运行，我们建立了从建模仿真到设计验证的闭环开发体系。
二是重点提高石墨双极板的功率密度。刚才我们几位老师也介绍过，未来燃料电池的功率密度会不断提高。我们认为根据我们目前的工作，明年我们认为石墨双极板的功率密度将额定在3-4 kW/L，到2025年石墨双极板的额定功率密度可以达到5-6 kW/L，我们最近突破了石墨双极板的精密加工技术。流道越密，其电流密度的均匀性越好，越容易改善。同时，众所周知，我们清华的团队，在欧阳老师的带领下，从整车开始，然后是动力系统，然后是发动机，然后是电偶堆。现在我们正进入膜电极阶段。
最近我们也做了一个小测试。加上自制的膜电极和高密度流道，0.6伏的电流密度达到了1.78安培。现有的一华通一般在1.3安培左右，性能提升还是比较大的。这样就为以后大电流的密度打下了良好的基础。冷启动方面，我们实现了-30度，并在张家口进行了持续验证。耐久性方面，从1万小时到2万小时。与此同时，企业的产业化也开始进入自主发展阶段。过去，我们的许多氢循环泵和空压机不得不使用进口零件。但是，从2019年开始，我们非常高兴地看到，由于国产发动机的数量，很多国产零部件驱动了这些上游零部件，这使得我们目前的成本和重量继续下降。亿华通新一代发动机YHTG60SS发动机已降至60kw 120kg。在这种情况下，如果你看一下，现在的商用车一般都是靠电力驱动的，传统的发动机比如柴油发动机或者天然气发动机都是用来发电的。无论重量和体积，燃料电池已经超越了传统发动机。这是一个象征性的技术进步。随着近年来燃料电池的发展，其在冷启动、发电效率、重量和体积等方面的性能与传统柴油机相当。

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