秦志东，正高级工程师，现任北汽福田汽车股份有限公司业务副总裁、北京福田智蓝新能源汽车科技有限公司总裁。自年入职北汽福田以来，先后主持搭建了自主全承载客车平台、混合动力客车平台、燃料电池客车平台、纯电动客车平台；同时作为福田汽车集团新能源汽车业务总监，负责福田汽车新能源商用车战略规划、整车平台模块开发及管理工作；多次作为课题负责人承担北京市及国家新能源课题项目研究，积极推进新能源商用车的研究与推广应用。作为国内最早研发氢燃料电池商用车的企业，北汽福田已形成客车、轻卡、中卡、重卡全面布局。由中国汽车工业咨询委员会出品的《汽车专家述评》编辑组很荣幸邀请到北汽福田秦志东总裁撰文此篇文章，从北汽福田燃料电池商用车产业化应用实践与开发经验的内容角度出发，系统梳理了福田氢燃料商用车的发展过程和未来规划，以期给同行业商用车企业提供发展燃料电池产业的借鉴和参考。以下为全文内容：燃料电池商用车产业化应用实践与开发经验——秦志东
一、燃料电池商用车发展背景与现状
氢能是一种来源广泛、清洁无碳、灵活高效、应用场景丰富的二次能源，是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介，是实现交通运输、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的最佳选择。同时氢能产业链条长，氢能产业的快速发展将会带动周边经济的发展。
氢燃料电池汽车作为连接氢能上下游产业链的重要一环，是拉动上下游市场增长的主要力量。同时氢燃料电池商用车相对于纯电动商用车来说优势明显，不仅在行驶过程中无污染物的排放，还可以净化空气，加氢时间远远小于纯电动汽车的充电时间，较适合长途和重载环境。
在我国，氢能在交通领域的应用遵循商用车率先发展，乘用车紧随其后的发展特点，燃料电池商用车的示范效应和成果突出。在过去的十年里，在产业补贴和国家支持*策等措施的激励下，氢燃料电池客车、物流车等商用车得到优先发展。数据显示，-年，我国燃料电池汽车的销量分别为10辆、辆、辆、辆、辆和辆。
我国氢燃料电池汽车从研发试制到示范应用再到市场探索和商业化应用，大致经历了新产品开发的四个完整阶段，目前已经到了规模化应用的前夜。当然在整个燃料电池汽车的发展过程中，我们仍然面临着很多挑战，从氢气的制备、储运成本高至上下游关键零部件的缺失、企业创新能力不强等各方面，我们都存在这一些瓶颈。
年9月21日,财*部等五部门联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》(以下简称《通知》)，将对燃料电池汽车的购置补贴*策，调整为燃料电池汽车示范应用支持*策，对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励。随后，地方申报燃料电池汽车示范城市群情绪高涨，北京、上海、广东、四川、山西等多地陆续出台燃料电池产业发展规划，积极推进燃料电池产业发展。
短期内，氢燃料电池汽车在地方的推广潜力与*策直接相关，但从中长期发展角度来说将以市场为主，并和当地自身经济发展水平、所在地区气候、车辆总保有量及市场需求等因素有关。中国氢燃料电池汽车保有量规划至、年分别增长到10万辆、万辆，至年将达到万辆以上。年前，客车、物流车将是氢燃料电池汽车规模增长的主要力量，在氢燃料电池汽车总保有量的占比在80%及以上。年后，随着燃料电池系统技术成熟及成本下降，重卡和乘用车的规模将快速扩大，充分发挥氢燃料电池在长距离、重载领域的优势。
二、福田燃料电池商用车产业化应用实践
作为国内最早开始新能源商用车研发及产业化的企业之一，年启动新能源汽车的研发工作，年启动燃料电池客车的研发工作，并与清华大学承接了国家“”计划节能与新能源汽车重点项目中氢燃料电池客车的研发。北汽福田年在国内第一个获得燃料电池客车公告，12米氢燃料城市客车在北京夏季奥运会上提供服务，这也是奥运史上燃料电池商用车首次示范运营。年起至今，北汽福田燃料电池客车已经进行四轮迭代。年，第二代氢燃料电池客车开始服务于北京公交集团；年，第三代8.5米氢燃料电池城间客车成功问世，并获得当时全球第一个百辆氢燃料电池客车订单；年至年，福田欧辉连续3年将10.5米和12米燃料电池公交车在北京、张家口地区投入运营，助力年绿色冬奥；中标联合国开发计划署（UNDP）的12米燃料电池城市客车一直在北京线路上示范运行，为氢燃料电池汽车运营体系构建积累了大量数据和经验。年，受丰田委托，北汽福田开始研发面向冬奥环境使用的新一代氢燃料客车，将为年北京冬季奥运会提供赛会核心区的通勤接驳客运服务。
此外，在货运领域，年承接国家科技支撑计划项目《燃料电池增程式物流车关键技术研发和示范编号BAG16B01》，完成了8T燃料电池增程式车开发及验证，目前已批量交付在北京地区进行示范性运营。承接北京市科委49T重卡研究性项目，研制全新一代长续驶里程、高承载和高速的液氢燃料电池重卡，并于年9月份在北京发布。同时在年11月份拿到国内首个台批量氢燃料重卡订单。截至目前福田氢燃料电池商用车总运营里程累计已超过万公里，单车运营里程居全国首位。
过去，氢燃料电池汽车更多的是作为国家和地区展示绿色发展、企业展示技术实力的一种示范项目。但近年来，随着技术进步、成本下降、产业链逐步成熟，氢燃料电池汽车，特别是氢燃料商用车，看到了规模化应用的可能性。一方面以氢燃料电池替代大马力柴油机，能够实现大幅减排，起到良好的社会推广效果；另一方面，商用车行驶线路固定且车辆集中，建设配套加氢站可行性强。当加氢站数量增加、氢气和燃料电池成本降低时，又能支撑更多燃料电池汽车应用。所以氢燃料电池商用车的产业化应用及推广将不断提速。
三、福田燃料电池商用车开发经验
在产品推广应用及项目实施过程中，针对氢燃料电池汽车动力性、经济性差及可靠性、耐久性低等问题，北汽福田在技术上积极创新，实现突破，不断积累开发经验：
1.优化整车控制系统，提高整车性能参数
针对动力系统设计和控制问题，围绕车型和工况需求，确定了电-电混合动力总成配置方案，建立了基于最优能量管理的多目标参数多维度优化方法，首创了基于多重网络架构的分布式整车控制系统，提高了车辆的动力性、经济性、耐久性和可靠性。
2.优化能量管理策略，提高整车经济性
针对车辆经济性问题，确定了基于等效氢耗模型的瞬时优化、局部优化和全局优化能量管理算法的内在联系，提出了基于工况预测和动力系统状态辨识的自适应能量管理策略。首创了基于燃料电池、动力电池和整车散热系统的整车综合热管理系统和余热回收装置，将燃料电池系统余热进行能量管理，与整车采暖系统集成，实现了燃料电池余热的高效利用，保证车辆车内供暖性能的同时大幅度降低能耗。
3.优化故障诊断及能量耦合策略，提高整车安全性及环境适应性
针对车辆的安全性和环境适应性问题，开发了基于数据和模型的动力系统分层故障诊断和主动容错控制策略，攻克了燃料电池商用车运行故障难以排查的难题；提出了能量耦合及整车综合控制策略，通过停机吹扫技术、阴极EGR和电压边界控制方法,解决停机后电堆内部残留水的结冰问题,实现快速升温和有效排水，实现了整车-30℃低温冷启动，-40℃的低温存储，提高了燃料电池车辆的环境适应性。
四、未来发展规划
1.全面布局、氢启未来
未来，在产品研发方面，北汽福田将加速推进氢燃料重卡、整车智能化控制、车载氢系统安全设计等关键技术研究，依托持续投资近14亿元的燃料商用车创新中心及测试能力建设项目，为将来的研发、测试、制造提供保障。
在场景拉动方面：北汽福田氢燃料电池商用车产品规划将围绕重点应用场景，从城市客车、城郊及旅游客车、市*环卫等领域向城市物流、城际物流领域发展，并实现在城市渣土运输、长途物流等中重型产品适用领域重点布局，保障城市出行服务、物流运输转型升级。
在车辆应用方面：一是路况严苛、运营强度大，纯电动客车无法满足的市区与远郊区县的城郊线路工况，启动开发应用于该场景的燃料电池车型；二是环境恶劣、性能要求高的旅游团体场景，例如年冬奥，延庆、张家口赛区海拔在～米之间，坡度较大，持续爬坡，环境温度较低，目前定制开发出BJFCEVUH系列、BJFCEVUH系列氢燃料电池客车；三是运行距离长、强度大的机场快线工况，开发BJFCEVUH系列产品，前期主要选择市区间的长途和中短途汽车线路，进行氢燃料长途大、中型客车的示范线路；四是重载、日行驶里程长，对时效要求高的城建渣土运输，目前规划8*4氢燃料电池重卡自卸车；五是运营强度大、倒短运输的建筑骨料运输、公转铁运输场景和京津冀区域内的中长距物流运输（如天津港往返北京的货物运输）开展6*4、4*2氢燃料电池牵引车示范运营；六是在京津冀保有量规模近1.5万台轻型冷链运输车上开展4.5吨级燃料电池冷链车的示范，解决电动冷链车超重、续驶里程不足的问题；七是规划12T、18T轻中型氢燃料电池环卫作业车，解决车辆自重大，作业时间短的问题。
针对未来氢能产业布局，北汽福田力争到年累计推广氢燃料电池商用车辆；到年累计推广辆；到年累计推广20万辆，实现多品类、多场景应用，助推北京市氢燃料电池汽车产业发展规划落地，立足北京，辐射京津冀，引领全国氢能发展。
2.联动发展、实现商业模式创新
虽然我国氢燃料电池汽车产业链逐步完善，但仍存在很大制约，由于协同性不足，缺少整体解决方案，限制下游的产业化应用，导致产业化推进缓慢。在氢能产业发展亟需突破的当下，福田汽车联合北京市及周边氢能产业链上下游相关产业，展开深度合作，实现从能源端到运营端全产业链一体式协同发展，大力推动北京市氢能及氢燃料电池汽车产业的发展。为充分发挥北京市在科研和产业链资源优势，在北京市经信局的指导下，北汽福田联合北京市主要骨干企业成立北清智创（北京）新能源汽车科技有限公司，新公司将深度整合产业链资源，提供涵盖“产品解决方案、燃料电池商用车SAAS服务整体方案、燃料电池商用车大数据服务、检测平台、加氢站、产业咨询”等全方位解决方案，从能源供给、生产研发、应用运营的全栈式解决方案入手实现全产业链服务，可定制一体化的氢能出行综合解决方案，真正解决行业痛点，并在5到10年内，着力打造成为“国内领先、区域协同”的氢燃料电池汽车产业发展高地。
3.战略投入、打造国内第一整车品牌
年福田汽车战略投入，全新打造新能源品牌“福田智蓝新能源”，独立品牌化运营新能源商用车业务，纯电动、氢燃料电池、混合动力三种技术路线并行。在氢燃料电池方面，福田智蓝新能源链合上下游生态链合作伙伴，充分发挥汽车企业优势，融合*府、社会、企业资源共建制氢、储氢、运氢、加氢、氢能应用等全链条发展，践行提供新能源商用车最优解决方案的品牌宗旨，将福田汽车新能源领域先发优势转化为领先优势，实现年成为新能源商用车第一品牌的品牌愿景。
xperts账号主理人：刘主编
-扫码
