科技冬奧進(jìn)行時(shí)

零下30攝氏度極寒天氣下可實(shí)現(xiàn)浸車?yán)鋯?dòng);最大爬坡度高于20%的路面上車速可達(dá)每小時(shí)15至20公里;25分鐘內(nèi)車廂速熱可至10攝氏度……在不久前召開的中關(guān)村氫能發(fā)展論壇上，清華大學(xué)長(zhǎng)聘教授、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”專項(xiàng)——“氫能出行關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人楊福源向科技日?qǐng)?bào)記者亮出最新項(xiàng)目進(jìn)展。

楊福源介紹，截至目前，服務(wù)北京2022年冬奧會(huì)冬殘奧會(huì)的6款氫燃料電池客車已完成整車測(cè)試、提供動(dòng)力燃料的加氫站已建成2座、氫能調(diào)度系統(tǒng)與保障服務(wù)方案正在不斷完善，這意味著計(jì)劃于今年6月首批交付使用的“零碳排放”氫能汽車將正式開啟綠色出行。

100%國(guó)產(chǎn)技術(shù)打造綠色出行“利器”

與夏季奧運(yùn)會(huì)不同，冬奧會(huì)舉辦期間，氣溫低值可達(dá)零下三四十?dāng)z氏度，而且北京2022年冬奧會(huì)項(xiàng)目場(chǎng)館分布于北京、延慶、張家口3個(gè)賽區(qū)，距離跨度近200公里，低溫環(huán)境下的車輛啟動(dòng)、續(xù)航、山地路況對(duì)氫燃料汽車提出更高要求。

為此，北汽福田汽車股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱北汽福田)承擔(dān)了“冬奧服務(wù)場(chǎng)景下高性能氫燃料客車研發(fā)”任務(wù)。“面向冬奧會(huì)低碳出行重大需求，我們需要研發(fā)具備高經(jīng)濟(jì)性、高動(dòng)力性、快速冷啟動(dòng)與車站通訊功能的氫燃料電池客車。”北汽福田歐輝客車研發(fā)副總裁劉繼紅接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，關(guān)鍵零部件及核心技術(shù)突破并實(shí)現(xiàn)100%國(guó)產(chǎn)化替代是團(tuán)隊(duì)面臨的艱巨任務(wù)。

據(jù)了解，經(jīng)過近3年技術(shù)攻關(guān)，北汽福田團(tuán)隊(duì)研發(fā)了集智能化、平臺(tái)化、集成化、通用化于一體的新一代快速冷啟動(dòng)高功率密度燃料電池系統(tǒng)和極寒條件下快速升溫動(dòng)力電池系統(tǒng)。劉繼紅告訴科技日?qǐng)?bào)記者，整車集成熱管理技術(shù)可將燃料電池系統(tǒng)的余熱供車廂取暖，有效降低氫耗與電耗，達(dá)到節(jié)能效果。同時(shí)，整車動(dòng)力性的創(chuàng)新管理使燃料電池與動(dòng)力電池能量實(shí)現(xiàn)耦合，對(duì)整車動(dòng)力效率進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)低溫快速冷啟動(dòng)與節(jié)能運(yùn)行目標(biāo)。

2019年寒冬，在內(nèi)蒙古牙克石高寒地區(qū)，只見北汽福田12米氫燃料電池大巴車在大雪覆蓋的道路上行駛。經(jīng)過測(cè)試，車輛在低于零下25攝氏度環(huán)境下靜置72小時(shí)后，整車動(dòng)力電池系統(tǒng)平均加熱速率達(dá)到每分鐘5攝氏度;2020年同期，氣溫環(huán)境較一致的條件下，加熱速率達(dá)到每分鐘7.2攝氏度。

負(fù)責(zé)“氫燃料客車安全出行保障測(cè)試技術(shù)研究”的北京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院研發(fā)主任胡芳芳告訴科技日?qǐng)?bào)記者：“通過2019與2020年持續(xù)兩個(gè)冬季的檢測(cè)與評(píng)估顯示，氫燃料電池汽車低溫性能非常可靠，續(xù)駛里程明顯優(yōu)于純電動(dòng)汽車。”

根據(jù)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)之一的北京交通發(fā)展研究院預(yù)測(cè)，北京冬奧會(huì)期間，212輛“100%國(guó)產(chǎn)”氫燃料電池客車通過5座“100%綠氫”加氫站提供加氫服務(wù)，預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)每輛車每千米0.28升的節(jié)油效益，總節(jié)油量約9.6噸，實(shí)現(xiàn)每輛車每千米0.75千克的減碳效益，總碳減排量約30噸。

全鏈條監(jiān)管保障“綠氫”安全智慧調(diào)度

實(shí)現(xiàn)氫能出行的前提是氫能安全，氫的“制—儲(chǔ)—運(yùn)—加—用”全鏈條供需都須安全技術(shù)保障。楊福源強(qiáng)調(diào)，項(xiàng)目研究工作將圍繞氫能示范及奧運(yùn)服務(wù)和氫能安全及信息監(jiān)控兩條主線展開，信息平臺(tái)將為制氫廠、運(yùn)氫車、加氣站和示范車提供全鏈監(jiān)控，確保氫能使用“萬無一失”。

楊福源表示，清華大學(xué)正在負(fù)責(zé)開發(fā)氫能與燃料電池信息監(jiān)控平臺(tái)，通過仿真模擬與傳感器監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、加氫數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與模型維護(hù)，達(dá)到數(shù)據(jù)管理的效果，最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)用氫預(yù)測(cè)與智能運(yùn)氫調(diào)度。

據(jù)了解，該項(xiàng)目中氫能的制、儲(chǔ)、運(yùn)、加、用由北京億華通科技股份有限公司牽頭組織，加氫站分別位于大興、昌平、延慶、張家口等冬奧服務(wù)沿線。賽后，212輛氫能客車將繼續(xù)作為城市公交和旅游客車投入使用，加快張家口氫能城市建設(shè)步伐，并促成北京市延慶區(qū)打造氫能示范區(qū)，加速整個(gè)區(qū)域交通領(lǐng)域的能源轉(zhuǎn)型。