- 燃料電池汽車整車控制系統(tǒng)開發(fā)實踐
- 李建威 胡東海 方成
- 2916字
- 2023-08-28 19:43:42
1.2.2 燃料電池客車國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
1. 宇通客車
作為客車行業(yè)引領者,宇通自2009年開始研發(fā)第一代燃料電池客車,率先取得國內(nèi)首個燃料電池商用車資質(zhì)認證和產(chǎn)品公告。經(jīng)過10余年發(fā)展,宇通在燃料電池客車領域的探索已碩果累累:截至2020年7月,累計推廣燃料電池汽車超過7200輛,建成加氫站約80座。宇通氫燃料客車具備低氫耗、高安全、低溫環(huán)境適應性強等優(yōu)勢;加氫時間8~10min,續(xù)駛里程超過500km,可實現(xiàn)-30℃低溫起動,100km氫耗4.3kg。目前宇通客車已推出第三代燃料電池客車,型號為ZK6126FCEVG5,如圖1.17所示。
該型號燃料電池低入口城市客車的整車主要配置見表1.17。作為宇通最新第三代公交車產(chǎn)品,它融合宇通睿控技術,氫燃料加注時間僅需10min,測試工況下續(xù)駛里程較第二代產(chǎn)品有明顯提升,超過600km,尤其是成本下降了50%。該型號燃料電池客車還采用一級踏步、低入口“宇光”新造型。該車還搭載了ECAS空氣懸架、無障礙通道、全氣囊駕駛員按摩座椅、駕駛區(qū)隔離設施、帶衛(wèi)星定位功能的行駛記錄儀、液晶顯示儀表、360°全景環(huán)視系統(tǒng)、視覺預警系統(tǒng)等人性化、智能化配置,帶來更出色的駕乘體驗,并確保車輛的安全性與可靠性。

圖1.17 ZK6126FCEVG5型燃料電池低入口城市客車
表1.17 整車主要配置

2. 中通客車
2014年,中通開始研發(fā)氫燃料電池客車,并組建了專業(yè)的燃料電池產(chǎn)品研發(fā)團隊。2016年底成功推出國內(nèi)首臺9m氫燃料客車,2018年,中通第二代氫燃料客車產(chǎn)品——10.5m氫燃料客車面世,整車操控性、舒適性、安全性等全面提升。中通客車在燃料電池系統(tǒng)設計、燃料電池熱管理控制、氫系統(tǒng)設計、燃料電池系統(tǒng)標定與測試、整車控制、整車匹配與仿真等方面,進行了深入的研發(fā)與測試,至今已涵蓋客運、公交、高端商務、物流等在內(nèi)的全系列氫燃料電池客車產(chǎn)品。北京2022年冬奧會,40輛中通氫燃料客車被選定為媒體專用車,此次參與冬奧會后勤保障的40輛12m中通新N系氫燃料電池客車是中通開發(fā)的第四代燃料電池客車,如圖1.18所示。
該型號燃料電池低入口城市客車的整車主要配置見表1.18。中通新N系氫燃料電池客車在續(xù)駛里程和可靠性方面都有了大幅提升,搭載60kW燃料電池系統(tǒng)、錳酸鋰動力電池、自主研發(fā)的電池控制系統(tǒng)以及整車控制系統(tǒng),加一次氫氣能夠行駛500km以上,產(chǎn)品更安全、更節(jié)能。同時,車輛配備有空氣凈化及消毒裝置、溫度監(jiān)測儀等,起到疫情防護作用。安全方面則配備了整車噴淋滅火系統(tǒng)、煙霧檢測報警裝置等,車輛安全性能進一步加強。因這批車輛行駛路線主要是奧運村到崇禮南,針對路線的高寒環(huán)境,中通客車還對車身的低溫適應性和車廂內(nèi)的保溫性能進行了重點開發(fā),可實現(xiàn)-35℃車輛正常起動、運行,車內(nèi)溫度可保持在15℃。

圖1.18 中通新N系氫燃料電池客車
表1.18 整車主要配置

3. 上汽大通
上汽大通2001年開始氫燃料電池相關技術的研發(fā),啟動了鳳凰一號燃料電池汽車項目;2010年與清華大學、同濟大學共同合作研發(fā)的174輛燃料電池汽車在世博會運行;2017年,上汽大通MAXUS FCV80作為中國首款商業(yè)化運營燃料電池寬體輕客,在上海、撫順、佛山、大連、無錫、長治和青島等城市開展示范運營,如圖1.19所示。在全年有2個月平均最低氣溫低于-20℃,極端最低氣溫甚至達到-30℃的撫順,F(xiàn)CV80燃料電池輕客經(jīng)受住了極寒天氣的考驗,總體運行狀況良好。

圖1.19 上汽大通MAXUS FCV80燃料電池輕客
該型號燃料電池寬體輕客的整車主要配置見表1.19。作為以上汽新一代氫燃料電池系統(tǒng)為動力源而開發(fā)的可插電式雙動力源燃料電池汽車,F(xiàn)CV80搭載國內(nèi)領先的新一代電堆系統(tǒng)、一體化高功率密度燃料電池動力總成、達到國際水平的35MPa供氫系統(tǒng)及高效的制動能量回收系統(tǒng)。同時,燃料電池堆快速低溫冷起動溫度為-10℃,不需要外部加熱系統(tǒng),適用于中國大部分地區(qū)。上汽MAXUS FCV80可以在3min內(nèi)給車輛注滿氫燃料,氫耗17g/km,比傳統(tǒng)燃油車更節(jié)能,用車成本僅相當于燃油車的1/3。
表1.19 整車主要配置

4. 廈門金旅
作為全國第一家實現(xiàn)新能源客車商業(yè)化運營的客車制造商,在技術研發(fā)和運營實踐上,金旅一直以來都是國內(nèi)新能源客車的先行者。在燃料電池汽車領域,金旅起步早、儲備足。早在2010年,金旅客車就成立了專門的技術研發(fā)團隊,并在2016年推出了第一代氫燃料電池客車。在技術層面上,金旅氫燃料電池系列客車采用國際頂尖氫燃料電堆技術,具有低氫耗、長壽命、高效率、高可靠性等優(yōu)點,并且在實際運營中具有長里程(續(xù)駛里程超過500km)、快充注(一次加氫10~15min)、零污染、零排放等諸多優(yōu)勢。截至目前,金旅已開發(fā)了8~12m全系列氫燃料電池客車產(chǎn)品,進一步豐富了產(chǎn)品矩陣。圖1.20為金旅川流系列8.5m氫燃料電池公交車,是金旅響應國家新能源政策、結(jié)合自身技術優(yōu)勢,全新開發(fā)的一款新能源城市客車,作為金旅氫燃料電池公交車家族里的主打車型,已經(jīng)在多地實際上線運行,運營情況良好。在北京“見證品牌力量——2021年度中國商用車品牌營銷盛典”中,金旅客車XML6855JFCEV川流系列氫燃料電池城市客車獲“氫燃料電池客車之王”獎項。

圖1.20 金旅XML6855JFCEVJ0CA氫燃料電池城市客車
該型號氫燃料電池城市客車的整車主要配置見表1.20。在客車內(nèi)部,氫燃料電池客車在設計方面采用與金旅常規(guī)純電動客車不同的三排座椅布局,車輛中控臺上配備有胎壓監(jiān)測器、氫燃料防泄漏應急提示器、氫氣監(jiān)測器等,保障行車安全。
表1.20 整車主要配置

5. 蘇州金龍
早在2005年,蘇州金龍海格客車便聯(lián)合上海交通大學、蘇州創(chuàng)元集團、神力科技等高校和高科技企業(yè)共同研發(fā)氫燃料電池客車。2006年3月,海格第一代氫燃料電池公交車在上海世界客車博覽會上展出并獲得廣泛贊譽。在第一代的基礎上,2008年,海格客車聯(lián)合清華大學共同承擔國家863項目,引領性地首次采用鋰電池+100kW燃料電池的“電電混合”方案,研制出第二代氫燃料電池低地板城市客車。2018年,海格又推出了自主研發(fā)的第四代氫燃料電池客車,并實現(xiàn)商業(yè)化運營。目前海格聯(lián)合豐田汽車、上海重塑科技推出了第五代10.5m氫燃料電池公交產(chǎn)品,如圖1.21所示。

圖1.21 海格KLQ6106GAFCEV1型氫燃料電池城市客車
該型號氫燃料電池城市客車的整車主要配置見表1.21。該車采用第六代蔚藍造型,功率響應速度更快,同時采用先進的均衡技術,兼顧燃料電池和鋰電池的壽命,燃料電池系統(tǒng)使用壽命可達15000h;采用豐田公司的電堆,能量密度達到3.1kW/L,最高效率達到65%。海格KLQ6106GAFCEV1型燃料電池城市客車100km耗氫量在7.2kg左右,續(xù)駛里程達500km,可實現(xiàn)-30℃低溫起動、-40℃低溫存放和停機自動保護功能。
表1.21 整車主要配置

6. 北汽福田
福田汽車成立于1996年,2006年福田汽車與清華大學、億華通組建了聯(lián)合的研發(fā)團隊,是全球最早投入氫燃料電池客車研發(fā)及生產(chǎn)的企業(yè)之一,目前已掌握整車控制集成技術、智能安全技術、節(jié)能技術等全鏈條核心技術。2008年福田歐輝成功研發(fā)第一代氫燃料電池客車,從2008年北京奧運會開始就進行了示范性運營。2018年生產(chǎn)出第四代氫燃料電池客車,2016—2019年,福田汽車在氫燃料客車領域累計獲得189臺訂單。2022北京冬奧會期間,140臺福田歐輝BJ6122FCEVCH氫燃料大客車投入使用,如圖1.22所示。

圖1.22 福田歐輝BJ6122FCEVCH氫燃料電池城市客車
該型號燃料電池城市客車的整車主要配置見表1.22。福田歐輝BJ6122采用國內(nèi)首創(chuàng)的億華通-豐田150kW大功率燃料電池發(fā)動機,且搭載了70MPa氫系統(tǒng)。150kW燃料電池是將兩臺80kW燃料電池通過串聯(lián)實現(xiàn)的,70MPa系統(tǒng)將原來3.5kg的氫氣裝載量提升到了5kg,續(xù)駛里程達600km以上,大幅拓展了氫燃料電池客車的應用范圍;加氫速度達到了336m/s的亞音速,氫氣加注時間僅為10~15min。其氫系統(tǒng)、氣瓶、瓶閥選型以及數(shù)模設計、整車管路設計等整車控制集成技術,均達到行業(yè)領先水平。
表1.22 整車主要配置
