全球燃料电池客车的发展
2005-5-20 13:41:09 来源:
燃料电池客车对城市地区机动化的健康发展非常重要,并且有巨大经济潜力。由于燃料电池汽车有非常好的发展前景,全球各主要的汽车生产企业都把燃料电池客车列为研发的重点,并已取得了长足的进步。
发展燃料电池客车的主要优势和便利条件
推出燃料电池客车已被认为是实现燃料电池商业化战略的最佳选择之一,发展燃料电池客车的主要优势和便利条件包括:
—运营条件已趋于成熟。燃料电池客车已有明确的使用周期,集中的燃料补给和维修设施,以及专职的维修人员;
—燃料电池客车车型大,有足够的空间安装燃料电池和相关的零部件;
—柴油客车噪音大,排放对环境有污染,而燃料电池客车则可以实现零排放;
—生产企业和供应商的合作方便。客车生产企业一般都不自己开发动力技术和系统,柴油机也都是外购。所以,客车企业通常习惯于与开发动力系统的企业合作,采用他们的新技术。
—交通运输部门有政府补贴,采用新技术的风险和成本支出都是由政府买单。所以开发燃料电池客车的市场风险比较小,同时对产品技术的验证也提供了便利条件;
—公交客车在社会上的可见性非常高,对燃料电池本身可以起到非常好的宣传和示范效果;
—燃料电池及其技术可以很容易地在各种车型上得以应用。
所以,北美、欧洲、和亚洲的政府部门都非常支持燃料电池客车的开发和示范运行,这使燃料电池客车的增长很快。仅2003年一年,燃料电池客车的生产和运行比往年增长了一倍,在全球范围内达到65辆。示范的目的是为了在各个领域(经济效益、运行数据的采集、维修养护成本、性能、可靠性等)验证该技术。
几乎所有的燃料电池客车都采用PEM燃料电池。PEM燃料电池用于交通运输车辆有很多优势:高能量密度,低温运行、快速启动,对载荷变化反映迅速,能利用低成本的材料生产等,其动力输出可以超过200kW。燃料电池普遍采用压缩氢作为燃料,通常是储存在高压罐内,安装在车辆顶部,类似于压缩天然气的存储系统。这样可以使氢在车外生成,从而减少车辆的成本、重量和复杂性。此外,由于氢气原子比较小,在相同的燃料存储系统内比其他燃料容易释放,而顶置式的燃料存储系统使得在出现燃料泄漏的时候,燃料可以很快地被释放干净。
燃料电池客车在全球的示范运行
目前,多数燃料电池客车的运行是在欧洲。欧盟清洁城市交通规划(CUTE-Clean Urban Transport for Europe)的主要内容是首先在欧洲9个城市和冰岛推出30辆燃料电池客车进行示范运行。2004年,有三辆燃料电池客车在澳大利亚的佩斯投入示范运行。与此相似,欧盟的另一个规划项目是:在马德里、柏林、巴黎、和意大利的都灵各推出一辆氢燃料电池客车进行示范运行。其他国家也都制定了自己燃料电池客车推广计划。联合国也支持在全球各不同城市投入40辆燃料电池客车。日本则计划在2005年世博会时使用丰田和日野的燃料电池客车。
在北美,燃料电池客车已经在很多地方投入试运行,包括:
—1998年-2000年,在美国芝加哥和加拿大温哥华有6辆投入试运行;
—2004年有7辆燃料电池客车在美国加州投入示范运行。其中三辆由Gillig公司生产在加州的Santa Clara Valley运行,另外四辆由Van Hool公司制造由AC Transit和Sun Line Vegas客运公司使用。
全球各主要客车生产企业燃料电池客车开发情况
Evobus客车公司
公司简介:
德国Evobus客车公司建立于1995年,由Setra 和Mercedes Benz合并而成,目前是戴克的分部,是欧洲主要的专业客车制造商之一。
燃料电池客车产品:
Evobus公司推出的Citaro客车采用压缩氢燃料,顶置式存储罐,有九个205升的高压气缸。
按照CUTE的规划,在欧洲有九个城市采用Citaro客车进行试验性和示范运行;按照“生态化城市交通系统规划”,有三辆Citaro客车在冰岛运行;按照“可持续交通能源规划”,有三辆Citaro客车在澳大利亚的佩斯运行。这种试验-评价性运行将持续两年。
此外,Citaro燃料电池客车还采用了很多新技术,如自动车道识别系统,电子控制制动装置,巡航车距控制系统,以及红外线灯光装置等。
法国伊利斯集团
公司简介:
伊利斯集团建立于1999年1月,由菲亚特-依维柯集团和雷诺集团的客车部联合组建而成。
燃料电池客车研发及产品:
伊利斯客车参与了欧盟的城市燃料电池汽车项目。该项目计划在都灵、柏林、马德里、和巴黎投入5辆燃料电池双燃料汽车进行示范,其中三辆将由伊利斯生产。在都灵,一辆由伊利斯出品的燃料电池客车已经投入运行;在马德里,一辆同样由伊利斯制造的燃料电池客车正在试验中。该车的长度为40英尺,动力系统是62kW的PEM燃料电池(由联合技术公司出品)。 该车采用渐升式转换器,和ANSALDO出品的电子驱动系,一个铅酸电池能量存储系统,和一个压缩氢存储系统(作用于9个气缸)。
美国Gillig公司
公司简介:
Gillig公司有110年的商用车生产历史,公司设在在美国的旧金山,是北美第二大客车生产商。
燃料电池客车产品:
Gillig生产两种型式的客车:标准地板客车(Phantom)和低地板客车。 2000年Gillig为将近100个不同用户生产了1 200 辆客车,用户的地域分布很广从阿拉斯加到佛罗里达。
Gillig公司在2004年向Santa ClaraVelley 运输公司交付了3辆低地板客车。车辆包括:空调、低入口斜坡、站点标示系统。这些车辆将在美国圣何塞市进行为期两年的示范运行。Gillig公司在这个项目上的合作伙伴包括:VTA、San Mateo、加州燃料电池合作组织,和加州大气资源委员会。
Gillig公司的燃料电池客车的动力系统采用巴拉德(Ballard)的燃料电池,使用压缩氢燃料,动力输出达到205kW,燃料补充为充气站补充方式,充气站储气罐的容量为9000加仑,每辆车的燃料补充时间为10-12分钟。
该项目的目的是评测燃料电池技术,并检验和提升维修技术、运行情况、成本、燃料补充的安全性、员工培训、公共教育、以及培养公众对该项目的关注程度。
该项目总预算为18 450 000美元,包括10 565 000美元用于车辆生产,3 103 000美元用于工厂设施建设。
曼公司
公司简介:
曼公司是欧洲主要的商用车及其相关的零部件和工程机械的供应商之一,建立于1986年,有5个分部,员工人数达到75,000人。
燃料电池客车产品:
2000年,曼联合一些相关的行业伙伴在德国巴伐利亚州政府、交通部门,和技术部门的资金支持下,推出了一款长度为40英尺的燃料电池客车。
该车的原型是曼NL263低地板客车,采用西门子PEM燃料电池电动机,功率达到75kW。压缩氢燃料存储在安装于车辆顶部的9个气缸中,气缸存储的氢燃料足够车辆行驶150英里。
从2000年末到2001年,该车作为公交车进行了6个月的示范运行,行驶里程接近5000英里。示范的目的是验证各种技术问题:比如车辆的重量是否需要减轻、车辆的尺寸是否需要增加、以及燃料电池的安装,生产及运行成本如何减少等(目前燃料电池客车的高成本是由于车辆制造成本和氢燃料的成本都比较高导致的),并考虑使用双系统以回收能量,减少燃料消耗。在示范运行中,乘客的反映良好,使用者也表示燃料电池客车和普通的柴油客车在运行时没有明显的区别。
2003年5月,曼和巴拉德(Ballard)动力系统公司共同宣布已达成协议生产双燃料燃料电池客车,该车在2004年在慕尼黑机场投入使用。该车为低地板客车,使用PEM燃料电池(65kW)和压缩氢燃料电池,存储罐为顶置式,并采用可再生制动系统。
曼公司还参与了THERMIE项目,该项目的内容是向里斯本、哥本哈根、和柏林供应液态氢燃料电池客车。但是,由于燃料电池的技术问题,这种客车一直未能被投入运行。
北美客车工业公司(North America Bus Industries-NABI)
公司简介:
北美客车公司生产全系列邮政用重型柴油、压缩天然气(CNG)、以及液化天然气(LNG)客车。北美客车公司是NABI Rt.公司的全资子公司。北美客车公司有两个组装厂和一个研发中心,底盘来自NABI Rt.。
燃料电池客车产品:
北美客车工业公司生产的40C和45C低地板客车是专门设计使用双燃料和燃料电池的客车。目前,北美客车公司和加州的Sun Line公司合作,共同研制长度为45英尺的客车和45C低地板客车。这些车型将使用联合技术公司出品的170kW燃料电池,并采用可再生制动系统、或超高电容器以便获得更好的加速度和爬坡能力。该车最初是作为代用燃料客车被交送到ISE工程技术研究所,由ISE在车上安装UTC燃料电池和西门子生产的混合电动驱动系统,并且由ISE将高压CNG存储罐进行改制以用来存储氢燃料,存储罐安装在车身顶部。
由于Sun Line地区的气温较高,所以在该地区进行试验性运行可以验证燃料电池客车在高温地区的行驶性能,同时,也可以将燃料电池客车的可靠性和CNG客车作比较。通过和加州燃料电池公司的合作,在Sun Line地区已经建有氢燃料补给站。
尼奥普兰
公司简介:
尼奥普兰公司始建立于1935年,至今尼奥普兰客车的累计销量已经达到35 000辆。1981年,尼奥普兰在美国开设了分厂。目前公司在美国和德国已经有数家下属企业。
燃料电池客车产品:
尼奥普兰主要的燃料电池客车产品是N8008FC中型客车,用于城市客运和旅游。 该车型的设计模型脱胎于尼奥普兰的低地板紧凑型客车,最大成员数为47人,12个坐位,37个站位。自1999年以来,该车型已经在德国的一些度假区运营。该车型的动力系统是40kWPEM燃料电池(3块)和一块21kW的蓄电池,采用可再生制动系统。燃料电池使用氢燃料,存储于4个顶置式炭素纤维罐内,该车可以连续行驶600公里。
2000年5月,尼奥普兰再次推出一款双燃料-燃料电池客车,该车使用80kW的PEM燃料电池,以及功率能达到100kW的飞轮动力系统以便在车辆加速或者爬坡时能提供附加的动力。
New Flyer工业公司
公司简介:
New Flyer是北美最大的客车制造企业,成立于1930年,最初的产品是卡车和客车车身。20世纪60年代末期,New Flyer开始致力于客车的生产,很快成为当地最大的绞接客车生产企业。1986年,公司被荷兰最大的客车企业收购。New Flyer 美国公司于1987年成立,成为New Flyer在美国的分装厂。目前, New Flyer在加拿大已有数家分厂。
燃料电池客车产品:
New Flyer工业公司生产全系列的能够使用多种燃料的客车,包括压缩天然气客车(CNG),液化天然气客车(LNG),和柴油-电动双燃料客车。New Flyer工业公司的首辆燃料电池客车诞生于1993年,该车采用90kW的PEM燃料电池以及压缩氢燃料。从1997年到2000年,三辆New Flyer燃料电池客车在美国芝加哥和范库佛市进行试运行。这些客车的累计行驶里程超过了73 000英里,全部采用Ballard燃料电池系统。
2002年,加拿大政府和加拿大氢燃料公司(Hydrogenics)宣布了一项新的双燃料燃料电池客车发展规划,在New Flyer的客车上安装Hydrogenics公司的燃料电池,该车在加拿大温尼伯加做示范运行,示范运行将于2005年底结束。产品采用压缩氢燃料,使用多块燃料电池(总的功率输出能达到180kW),可以使车辆的重量分布更加均匀合理。
该项目总的资金投入接近800万加元,其中加拿大自然资源基金会出资200百万加元用于第一阶段的运作,100万用于第二阶段。剩余的部分由Hydrogenics公司及其合伙人共同负担。
按照计划系统开发在2004年3月结束,然后是系统整合道路试验(2004.3-2005年在Winnipeg市进行)。
Nova Bus
公司简介:
Nova Bus成立于1993年,是由通过兼并MCI客车制造公司(魁北克省)后建立的。1998年,Nova Bus被Prevost Car, Inc.(沃尔沃客车公司和Henlys集团的分公司)兼并。目前,Nova Bus在魁北克拥有一个制造厂和一个分装厂。
燃料电池客车产品及使用情况:
自1983年以来,美国政府投入了相当多的资金用于研发燃料电池客车,研发中心设在华盛顿的乔治城大学。最初开发的是三台长度为30英尺的客车,联邦运输管理部门从1993年开始投资赞助一项燃料电池客车开发计划,共生产了2辆双燃料燃料电池客车(长度为40英尺)并用于示范运行,以验证燃料电池客车是否真的具有商业价值。
这两辆车的底盘是Nova Bus出品的,采用100kW的燃料电池外加一个蓄电池和可再生制动系统。
其中一辆使用联合技术公司出品的以甲烷为燃料的磷酸燃料电池,采用BAE系统控制的电驱动系。Booz·Allen & Hamilton, Inc.作为各种系统的整合者,负责开发车辆的系统控制。另一辆则使用XCELLSiS生产的以甲烷为燃料的PEM燃料电池。
Thor 工业公司(Thor Industries, Inc.)
公司简介:
Thor 工业公司成立于1980年,在经过一系列的兼并重组后,1984年,该公司成为一个上市公司,拥有4 000名员工。Thor是北美最大的中型客车和第二大娱乐车制造商。
燃料电池客车产品:
Thor 工业公司和ISE研究公司共同创立了合资企业ThunderPower公司。 2001年,Thor 从美国交通部获得了740 000美元的资金赞助用于开发和示范双燃料燃料电池客车。
2002年,Thor公司研制的长度为30英尺燃料电池客车—ThunderPower投入运行,成为加州第一辆从事客运的双燃料燃料电池客车。该车采用75kW的UTC PEM燃料电池(该电池可以同时用于车辆驱动和电池充电),使用可再生制动系统,压缩氢燃料,和同等水平的汽油车相比,其燃料能效要高一倍。最大行驶里程可以达到175-200英里,乘员人数为26人。
该车的驱动系统使用ISE-TVI ThunderVolt公司的产品,其特点是采用双电机/控制器组,连续输出功率为170kW,最高功率输出达到288kW。另外还采用集成系统—包含ISE-TVL公司开发的系统。
Van Hool
公司简介:
比利时Bernard Van Hool 公司建立于1947年,也是欧洲第二达客车公司,目前公司每年生产数千辆客车。
燃料电池客车产品:
Van Hool公司进行燃料电池客车的研发已经有十多年的历史了。在20实际90年代中期,Van Hool参与了18米绞接客车(采用碱性燃料电池驱动)的研发。Van Hool研制的燃料电池客车已在布鲁赛尔进行示范运行,该车采用液态氢燃料电池,电池的功率输出达到78kW,并有蓄电池组来增加功率。
目前,Van Hool正在制造4辆燃料电池客车(是加入加州燃料电池合作项目的一部分,计划共生产7辆,性能由加州评定)。ISE公司将为其设计并生产双驱动系统(整合式),UTC将提供燃料电池发动机。
这些车型的原型是Van Hool的A330客车,这是一款非常成功的车型,有许多创新的特点, 包括低地板、宽门,大空间,全景侧窗,和信息显示系统。
这三辆车由AC客运公司所有并负责营运,另外还将对它们进行和柴油车的性能比较测评。第四辆车将由Sun Line 客运公司拥有并负责试验运行,估计在2005年9月交付。
沃尔沃
公司简介:
沃尔沃集团是世界主要商用车制造商之一,成立于1927年,大约有72 000名员工,在25个国家设有生产企业,产品在全球185个市场都有销售。
燃料电池客车产品:
沃尔沃客车正在和德国最大的城市车辆运营公司BVG合作,准备推出两辆双层燃料电池客车,在柏林运行。这是是全球第一批双层燃料电池客车。
车辆将采用德国Proton 燃料电池公司出品的PEM燃料电池,整车长度为50英尺,乘客人数可达到120-130人,其中多数是坐位席。
这是柏林第二次试图引入燃料电池客车,第一次由于燃料电池技术的问题不了了之,当时的车辆是曼生产的。
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