燃料电池产业链深度研究之技术路线及产业厂商

电动汽车的关键能源动力技术包括电池系统、电机技术、控制器。电池系统、电机技术和控制器是电动汽车所特有的技术，也是对车厂来说需要掌控的技术核心。

电池系统是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量（E）、能量密度（Ed）、比功率（P）、循环寿命（L）和成本（C）等。要能与燃油汽车进行竞争，最关键的就是要做出比能量高、比功率大、使用寿命长、重量轻的高效能电池。

 

电动汽车用电池经历了三代的发展，从早期的铅酸电池到现在大热的锂离子电池，再到燃料电池，技术持续进步，电池性能也在不断优化。目前广泛应用于燃料电池汽车的是质子交换膜燃料电池PEMFC （也叫氢燃料电池），它以纯氢为燃料，具备能量转换效率高、噪音低、无污染、寿命长、启动迅速、比功率大和输出功率可随时调整等性能优势。

 

全球以燃料电池为主营业务的厂商不多，主要集中在欧美国家和日本。除此之外，各大车厂都有燃料电池研发和生产部门，为燃料电池汽车配套。根据百度图片及数据，主流的燃料电池厂商包括美国Fuel Cell Energy、美国BE布鲁姆能源、加拿大Ballard、美国Plug Power等。

一、氢燃料电池是燃料汽车动力应用的主流路线

就燃料电池本身来说，其主要是通过电解质区分。根据电解质的不同，常用的燃料电池可以分为五大类：质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和磷酸燃料电池。

而燃料电池所需要的燃料有氢气、天然气、沼气，甚至甲醇等，目前看来，氢燃料是最被寄予期望的一种燃料。它燃烧放出的热量高，燃烧产物是水，不污染环境，制备的原料是水，资源无约束。一般来说，氢燃料电池主要是指质子交换膜燃料电池。

 

1.质子交换膜燃料电池（氢燃料电池）是汽车动力应用的主要技术路线

质子交换膜燃料电池（PEMFC）使用固体聚合物作为电解质，含有铂或者铂合金催化剂的多孔碳作为电极，由于其主要采用氢气作为燃料，因此又被成为氢燃料电池。

与其他燃料电池相比，质子交换膜燃料电池可以在相对较低的温度（大约80℃）下运行，使得其能够更快的启动、对其他部件损害小，因此拥有更长的使用寿命。此外，燃料电池还具有较高的能量密度，较轻的重量和较小的体积。

质子交换膜燃料电池主要应用在交通运输和一些固定式的应用，特别适用于乘用车。

 

质子交换膜燃料电池是继碱性燃料电池、磷酸盐燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池之后，迅速发展起来的温度最低、比能最高、启动最快、寿命最长、应用最广的第五代燃料电池。

但是质子交换膜电池需要贵金属铂作为催化剂，来分离氢的原子核和电子。并且铂催化剂对一氧化碳非常敏感，如果使用碳氢化合物作为燃料的话，燃料电池系统中还需要增加反应器，这都增加了质子交换膜燃料电池的成本，考虑到清洁环保性及燃料电池系统中的反应器成本等各因素，目前各个质子交换膜燃料电池厂商主要将氢气作为燃料，欧美日韩政府也出台政策鼓励修建加氢站。

目前这一路线由于反应温度较低，综合性能最好，最清洁环保，是最主流的汽车燃料电池的技术路线。

 

全球主流的质子交换膜燃料电池厂商

Ballard是全球最大的质子交换膜燃料电池厂商之一。Ballard Power Systems位于加拿大，是一家研发、生产和销售质子交换膜燃料电池的企业，是拥有国际领先燃料电池技术的企业，截止目前，其生产的氢燃料电池总容量约为150MW。其主要产品是固定式电源系统、燃料电池动力模块和燃料电池堆。

Plug Power是全球最大的叉车用质子交换膜燃料电池厂商。其前身是于1997年由数据终端设备能源公司EdisonDevelopmentCorp.和MechanicalTechnologyInc.组成的合资公司，公司位于美国。目前主要设计和开发利用质子交换膜燃料电池制造的能源产生系统。其燃料电池产品主要用于室内叉车，其用户包括耐克、宝马、沃尔玛、家得宝、梅赛德斯、克罗格等。