1.1.2 燃料电池客车国外发展现状

1. 美国

美国在2006年专门启动了国家燃料电池公共汽车计划（National Fuel Cell City Bus Program，NFCBP），进行了广泛的车辆研发和示范工作，2011年美国燃料电池混合动力公共汽车实际道路示范运行单车寿命超过11000h；到2015年，运行的公交车平均累计运行时间已经达到9000h（仍然在运行），车辆寿命最长超过18000h；2016年，美国燃料电池公共汽车的使用寿命已达到20000～30000h，车辆性能达到传统柴油客车水平，实现每天19h的运行，故障间隔里程大于4000mile（1mile≈1.6km）[2]。2019年，北美最大客车制造商New Flyer推出Xcelsior CHARGE H2TM燃料电池大型客车如图1.5所示。

图1.5 Xcelsior CHARGE H2TM燃料电池大型客车

Xcelsior CHARGE H2TM燃料电池重型运输客车40英尺型号的整车配置见表1.5。Xcelsior CHARGE H2TM客车是一款利用压缩气态氢为燃料的电动汽车，采用巴拉德公司的燃料电池技术。该车型续驶里程可达563km，可根据不同型号和运行条件在6～20min内完成加氢。

表1.5 整车主要配置

2. 欧洲

欧洲的燃料电池客车示范计划（HYFLEET-CUTE）于2003—2010年在10个城市示范运行了30辆第一代戴姆勒燃料电池客车Fuel Cell Citaro，累计运行130万mile。但是第一代纯燃料电池客车燃料电池的效率为38%～48%，寿命只有2000h，经济性较差[3]。在此基础上，欧洲燃料电池客车示范项目（CHIC）又于2011年在5个城市开展了26辆第二代燃料电池公共汽车Citaro Fuel Cell-Hybrid示范运行，如图1.6所示。

该型号氢燃料电池客车的整车主要配置见表1.6。第二代燃料电池客车总质量为13.2t，与前代相比减小约1t；电池设计寿命为6年，改进后的燃料电池和锂电池可节省50%氢消耗，燃料电池由两个模块组成，可提供120kW的功率，每个单元60kW；续驶里程为250km。其目标是实现燃料电池汽车性能达到目前燃油汽车的标准。

图1.6 奔驰Citaro Fuel Cell-Hybrid氢动力燃料电池客车

表1.6 整车主要配置

3. 日本

日本的商用车公司也在大力投入氢燃料电池客车的研发中。由丰田汽车持股50.1%的日野公司，从1997年开始着手研发燃料电池技术，到2002年9月正式推出了首台氢燃料电池公交车FCHV-BUS2。这是日野第一台氢燃料电池技术整车，这款车在2005年1月投入运营，累计运载超过百万人次。在2015年，日野联手丰田又推出了第二代燃料电池客车。这台车的燃料电池系统参考了丰田Mirai的“丰田燃料电池系统”（TFCS）。2021年，丰田在东京奥运会上投入100辆燃料电池客车SORA，如图1.7所示。

该型号燃料电池客车的整车主要配置见表1.7。SORA搭载了与丰田首款氢燃料汽车Mirai相同的TFCS，其动力总成包括两个114kW的燃料电池组和双电机驱动，电机最大功率为113kW，峰值转矩为335N·m。为SORA提供动力源的是总容量达600L的10个氢气罐，同时配备了一块镍氢电池以应对紧急情况。此外，SORA还搭载了大容量外部供电系统，用于紧急情况时的动力输出，最大功率9kW，燃料满载的情况下可供应235kW·h。

图1.7 丰田SORA燃料电池客车

表1.7 整车主要配置

4. 韩国

韩国从2002年开始研发燃料电池电动汽车，2005年采用巴拉德的电堆组装了32辆SUV，2006年推出了自己研发的第一代电堆，组装了30台SUV和4辆大客车，并进行了示范运行；2009—2012年间，开发了第二代电堆，装配了100台SUV，开始在国内进行示范和测试，并对电堆性能进行改进；2012—2015年，推出了第三代燃料电池SUV和客车，开始全球示范。基于现代汽车在氢燃料电池技术方面的领先优势，2020年9月27日，现代汽车宣布向沙特阿拉伯出口氢燃料电池客车Elec City FCEV，如图1.8所示。这是现代汽车首次面向中东地区展开氢燃料电池车业务的出口贸易。

该型号燃料电池客车的整车主要配置见表1.8。该款氢燃料电池客车车身尺寸为10995mm×2490mm×3420mm，配备了180kW的燃料电池系统，该系统由两个90kW的氢燃料电池组成，配有耐用的氢扩散层和电解质膜。180kW的最大输出功率可提供充足的驱动力，即使在丘陵路况下也是如此。车顶有5个氢气罐，总共可储存34kg氢气，并配备有78.4kW·h的电池，适合交通拥堵区段较多的路线或长途行驶路线，以及坡路区段等耗电率较高的行驶路线，一次充电可行驶约474km。另外，采用ZF新中央电机，确保品质的同时提高了运营效率。

图1.8 现代Elec City燃料电池客车

表1.8 整车主要配置