陈凤祥
工学博士
同济大学副教授
博士生导师
研究方向：
燃料电池发动机控制，控制理论与应用。
众所周知，汽车尾气排放污染严重，新能源汽车的发展和推广成为必然。特别在2015年，燃料电池客车、燃料电池汽车等词已经在国内外的网络上刮起了一阵旋风。今天，我们就来介绍一下清洁能源和绿色交通的终极解决方案——燃料电池汽车。
在汽车领域，我们所提及的燃料电池汽车，指的是氢燃料电池汽车。燃料电池的能量来源为氢气，氢气与空气中的氧气“温和”地发生反应，将氢能转化成电能并生成清洁产物——水。氢气的来源主要是太阳能、风能、生物能制氢以及工业副氢。
与能量储存型的锂离子电池相比较，燃料电池是能量转换型，更可靠安全。如我国北方冬季温度可低达30℃，在此环境温度下，锂电池的性能将衰减50%，而燃料电池只需30秒就可以达到额定功率的50%，和传统汽车相当，更具有可靠性。
在安全性方面，通常人们的思路是，带着一大罐可燃气体是不安全的，但是事实正好相反，氢气虽然可燃，但是需要助燃剂氧气，也就是说纯氢气是不会燃烧爆炸的，道理就像油锅着火，我们盖上锅盖阻隔氧气来进行灭火一样。丰田现代等企业还对燃料电池汽车进行了枪击、撞击、火烧等试验，均未有爆炸情况发生，安全性可以得到保证。锂电池的能量总是储存在电池内部，是不可控的，手机当中那么一小片锂电池，也时有爆炸的报道。
燃料电池汽车充氢与传统汽车加油无异，只需要几分钟时间就可以充满氢气。以去年年末上市的丰田MIRAI燃料汽车为例，3分钟将氢气充满后，可以行驶约650公里。整车寿命为15年，行驶里程为20万公里，目前已经针对日本以及欧美国家进行销售。
单纯地说燃料电池汽车的充电时间和续驶里程，大家可能没有概念，我们可以与锂离子电池纯电动汽车的数据对比一下。就前一阵子大热的特斯拉来说，它可以算得上是电动汽车中的贵族，外形炫酷，具有莲花跑车的“基因”，各项性能也是电动汽车中的佼佼者。普通情况下纯电动汽车的充电时间为6-10小时（充电电流导致充电时间不同），可以行使350公里左右。虽也可以大电流充电，但会致使电池寿命缩短。对比之下，燃料电池汽车以低于纯电动汽车1/100的充电时间，可以达到电动汽车近1倍的行驶里程，优势可见一斑。特别到冬天的时候，可以充分利用燃料电池产生的废热进行车辆内部加热，从而不影响续驶里程。
2015年上半年，财政部、发改委、工信部和科技部四部委联合下发新一轮新能源汽车补贴政策，在未来5年，补贴额度计划大幅下调，下调的范围包括各续驶里程的纯电动乘用车和插电式混合动力乘用车，但是并不包括燃料电池乘用车。2013年-2020年新能源汽车补贴标准如下表所示。从各种车型补贴金额的变化趋势和补贴金额，可以看出我国正在顺应时势，大力推进燃料电池汽车的商业化进程。
在2008年北京奥运会和2010年上海世博会中，燃料电池车辆作为示范车进行运行。燃料电池汽车无论在安全可靠性、充氢便捷性、续驶里程还是国家支持方面，都具有极大优势。目前，世界各大整车厂也都纷纷推出了燃料电池汽车或给出了时间表。可以预见，在未来燃料电池汽车将逐步成为汽车领域的主力军。