科技冬奧進行時

零下30攝氏度極寒天氣下可實現浸車冷啟動;最大爬坡度高于20%的路面上車速可達每小時15至20公里;25分鐘內車廂速熱可至10攝氏度……在不久前召開的中關村氫能發展論壇上，清華大學長聘教授、國家重點研發計劃“科技冬奧”專項——“氫能出行關鍵技術研究與應用示范”項目負責人楊福源向科技日報記者亮出最新項目進展。

楊福源介紹，截至目前，服務北京2022年冬奧會冬殘奧會的6款氫燃料電池客車已完成整車測試、提供動力燃料的加氫站已建成2座、氫能調度系統與保障服務方案正在不斷完善，這意味著計劃于今年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%國產技術打造綠色出行“利器”

與夏季奧運會不同，冬奧會舉辦期間，氣溫低值可達零下三四十攝氏度，而且北京2022年冬奧會項目場館分布于北京、延慶、張家口3個賽區，距離跨度近200公里，低溫環境下的車輛啟動、續航、山地路況對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(以下簡稱北汽福田)承擔了“冬奧服務場景下高性能氫燃料客車研發”任務。“面向冬奧會低碳出行重大需求，我們需要研發具備高經濟性、高動力性、快速冷啟動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副總裁劉繼紅接受科技日報記者采訪時表示，關鍵零部件及核心技術突破并實現100%國產化替代是團隊面臨的艱巨任務。

據了解，經過近3年技術攻關，北汽福田團隊研發了集智能化、平臺化、集成化、通用化于一體的新一代快速冷啟動高功率密度燃料電池系統和極寒條件下快速升溫動力電池系統。劉繼紅告訴科技日報記者，整車集成熱管理技術可將燃料電池系統的余熱供車廂取暖，有效降低氫耗與電耗，達到節能效果。同時，整車動力性的創新管理使燃料電池與動力電池能量實現耦合，對整車動力效率進行優化，實現低溫快速冷啟動與節能運行目標。

2019年寒冬，在內蒙古牙克石高寒地區，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。經過測試，車輛在低于零下25攝氏度環境下靜置72小時后，整車動力電池系統平均加熱速率達到每分鐘5攝氏度;2020年同期，氣溫環境較一致的條件下，加熱速率達到每分鐘7.2攝氏度。

負責“氫燃料客車安全出行保障測試技術研究”的北京市產品質量監督檢驗院研發主任胡芳芳告訴科技日報記者：“通過2019與2020年持續兩個冬季的檢測與評估顯示，氫燃料電池汽車低溫性能非?？煽?，續駛里程明顯優于純電動汽車。”

根據項目團隊之一的北京交通發展研究院預測，北京冬奧會期間，212輛“100%國產”氫燃料電池客車通過5座“100%綠氫”加氫站提供加氫服務，預計可實現每輛車每千米0.28升的節油效益，總節油量約9.6噸，實現每輛車每千米0.75千克的減碳效益，總碳減排量約30噸。

全鏈條監管保障“綠氫”安全智慧調度

實現氫能出行的前提是氫能安全，氫的“制—儲—運—加—用”全鏈條供需都須安全技術保障。楊福源強調，項目研究工作將圍繞氫能示范及奧運服務和氫能安全及信息監控兩條主線展開，信息平臺將為制氫廠、運氫車、加氣站和示范車提供全鏈監控，確保氫能使用“萬無一失”。

楊福源表示，清華大學正在負責開發氫能與燃料電池信息監控平臺，通過仿真模擬與傳感器監測，實現制氫、儲氫、運氫、加氫數據的實時采集與模型維護，達到數據管理的效果，最終實現科學用氫預測與智能運氫調度。

據了解，該項目中氫能的制、儲、運、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、張家口等冬奧服務沿線。賽后，212輛氫能客車將繼續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步伐，并促成北京市延慶區打造氫能示范區，加速整個區域交通領域的能源轉型。