一文解读燃料电池汽车产业链及电池基本特点

20 世纪 60 年代，美国通用汽车公司将燃料电池技术应用到了汽车，研发出氢燃料电池登月车 Electrovan。受限于技术水平，燃料电池技术运用在民用汽车是在上世纪 90 年代。1994 年，奔驰推出名为 NECAR1 的燃料电池汽车。之后日本的燃料电池汽车技术迅速发展，技术实力和应用规模跃居世界之首。2003 年和 2004 年，同济大学推出了“超越一号”和“超越二号”燃料电池轿车。借助 2008 年北京奥运会和 2010 年上海世博会，国内开始开展燃料电池汽车示范运行，行业迎来发展机遇。

整个燃料电池汽车产业链所涉及的行业广泛，可分两条主链：车辆端产业链和氢气端产业链，分别对应购车环节和用车环节。两条产业链的发展相辅相成，只有当两条链都发展成熟，燃料电池汽车才能真正普及应用。车辆端产业链主要涉及电堆及其零部件设计生产、燃料电池系统集成、整车设计生产和运用场景。

根据燃料电池汽车系统的组成，我们把燃料电池汽车的产业链从上游到下游依次化分为电堆及其零部件、辅助件及系统集成、整车制造及应用：

1) 上游:电堆及其零件/材料是整个燃料电池汽车产业的核心，技术门槛较高，主要以国外供应商为主。

2) 中游：将电堆和辅件集成为燃料电池系统。辅件的关键零部件是空压机。系统不同的集成方案以及控制算法对系统的性能和可靠性有很大影响。

3) 下游：整车集成及运用。整车集成核心是动力系统匹配、热管理设计、能量管理策略。

图 ：燃料电池汽车产业链

资料来源：锐观咨询整理

燃料电池是一种通过非燃烧方式直接将燃料的化学能转化为电能的装置。工作时其借助电极将进入负极的氢（含氢燃料）和进入正极的氧发生非燃烧的电化学反应，氢在负极上的催化剂的作用下分解成正离子 H+和电子e-。H+进入电解液中，而 e-则沿外部电路移向正极(阴极)产生电流。在正极上，空气中的氧同电解液中的 H+吸收抵达正极上的电子 e-形成水。

表 ：燃料电池特点

资料来源：锐观咨询整理

根据电解质的不同，燃料电池可分为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）。目前发展最多的是质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池。质子交换膜燃料电池运行温度低、启动快，多用于汽车等需要频繁起停和变工况运行的情况。固体氧化物燃料电池运行温度高、启动慢、铂金属使用少，可用于固定式发电。

表 ：各类燃料电池特点

资料来源：锐观咨询整理

FCV 具备纯电动汽车和燃油汽车优点

作为新能源汽车的一种，燃料电池汽车的优势在于集纯电汽车、燃油汽车优点于一身：清洁环保、续驶里程远、补能速度快、舒适安静，并且氢气是一种清洁高效、来源广泛的能源。长期看，燃料电池汽车有望成为汽车市场重要的组成部分。

图 ：燃料电池汽车具备纯电动汽车和燃油汽车优点

资料来源：锐观咨询整理