一、案例背景介绍

2021年8月，国家财政部、工信部、科技部、发改委、国家能源局五部门联合发布《关于启动燃料电池汽车示范应用工作的通知》(财建(2021)266号)，明确北京城市群成为首批示范城市群。为做好国家燃料电池汽车示范应用工作，北京市先后发布了《北京市燃料电池汽车产业发展规划(2020-2025年》、《北京市氢能产业发展实施方案(2021-2025年)》等文件，进一步推动北京市燃料电池汽车产业高质量发展，引领汽车产业转型升级，进一步抢占全球汽车产业变革创新制高点。

北京英博新能源有限公司(以下简称“英博新能源”)与金龙联合汽车工业(苏州)有限公司(以下简称“苏州金龙”)达成战略联合，共同开发燃料电池商用车车型，并结合冬奥会示范和燃料电池汽车示范城市群的契机积极探索市场化时代的燃料电池汽车商业运营项目，为客户提供更加经济性的综合性燃料电池商用车应用方案，助力燃料电池汽车商业化进程。

二、应用场景及问题

车辆运营方为北京中大旅游客运有限公司（以下简称“中大旅运”），是专业的客车运营平台，主营业务以承接企事业单位班车、旅游包车、商务接送等用车为主。

此项目以承接北京日常防疫任务以及冬奥会外围的通勤保障工作为主，冬奥会会结束后，主要作为通勤班车进行运营，后续再增加科技产业园区摆渡车和旅游接驳的应用场景。

该应用场景的挑战主要如下：

（1）除政策补贴资金外，为纯民间资本运作，对项目的综合经济性要求较高，需要将燃料电池汽车的购买成本和运营成本都控制在合理的区间。

（2）北京地区冬季严寒，虽然理论上燃料电池汽车相比于纯电动汽车在严寒天气的适应能力更强，但是在实际的运营中，仍然大量存在燃料电池汽车低温性能不过关，冬季无法启动，或氢耗过大，续航里不够等情况。

（3）通勤班车不同于公交车完全是固定路线运行，而是会经常根据不同客户的实际需求进行调度，包括本项目前期会临时进行防疫工作，运营路线不固定，因此对该车辆的续航里程提出考验。

三、项目实施及运行内容

1、车型

此项目使用的“海格”牌KLQ6121HYFCEV1N燃料电池客车，已完成工信部公告申请并纳入《道路机动车辆生产企业及产品》(第347批)、《新能源汽车推广应用推荐车型目录》(2021年第8批)，于2021年9月30日工信部正式告。车辆所使用的燃料电池系统、电堆等核心产品，各性能参数均超过财建[2020]394号通知的基本要求。车辆配有燃料电池系统氢耗及运行监测，监测数据可接入北京市新能源汽车公共数据采集与监测研究中心。

图表：海格牌11.6m燃料电池团体客车

2、示范路线

本次11.6团体客车的示范数量为50辆(第一批20辆，第二批30辆)，应用于高校及企事业单位班车通勤、科技产业园区摆渡、北京市的旅游接驳三个应用场景。针对不同的使用场景，共分为3个一级应用场景，进一步细分为11个二级细分应用场景。

本示范项目前期计划替换现有线路中的在用车辆，同时评估新增线路中的适用性，前期主要集中在围绕北京的运营场景。运营场景总体情况如下：

各分场景的详细情况如下：

（1）场景①：通勤班车

通勤班车主要服务于高校，企事业单位员工的上下班通勤。此项目负责的通勤班车，主要服务于中国人民解放军火箭军特色医学中心、邮电大学工会邮、北广腾龙、中国人民武装警察部队印刷厂、北京大学人民医院五家单位，覆盖区域较广，涉及西城区、朝阳区、通州区、昌平区及大兴区等多个区域。

针对于每一个运营场景而言，其运行路线固定单一，单车单程运行里程从20km到50km不等。运营公司会根据每日乘客数量情况进行线路的合理规划，平均每车单日里程为68km。

本项目使用车型能够满足该运营里程要求，平均加氢频率可做到3天/次，平均每日氢气需求量为149.6kg。

（2）场景②：科技产业园区摆渡车

科技产业园区摆渡车为北京科兴生物制品有限公司定制规划，其每个工作日进行一次往返客运，单程约为30km。

车辆投入及运行情况根据每日员工出勤情况进行线路的合理规划，采用前一辆车满载后再启动第二辆车的载客形式，保证能源的高效利用，平均每车单日总里程为60km。

本项目单日运行里程较短，对氢气的需求较低，单次加氢可满足一周的使用量，平均每日氢气需求量为40kg。

（3）场景③：旅游接驳

景区旅游接驳车为非固定线路，主要服务于北京各个景区，组成几条专线，为社会旅游团进行载客运输和服务。

拟将北京的景区按照地理位置和游客喜好分为三条路线，后续可根据实际场景进行调整，其中线路一围绕天安门及附近景区展开，起终点均为酒店，单日里程约为100km；线路二围绕八达岭长城、鸟巢及附近景区展开，起终点均为酒店，单日里程约为180km；线路三围绕颐和园、圆明园及附近景区展开，起终点均为酒店，单日里程约为80km。会根据旅游团实际旅游路线情况进行线路的合理规划，平均每车单日里程为120km。本项目使用车型能够满足该配送里程要求，加氢频率可做到2~3天/次，平均每日氢气需求量为119kg。

3、项目进度及后续计划

该项目从2021年9月开始，通过整车匹配设计、整车测试后，于2021年年底完成上牌，并于2022年1月第一批20辆客车投入使用，初期以承接北京日常防疫任务以及冬奥会外围的通勤保障工作为主，冬奥会圆满结末后，主要服务于前文中的场景①——通勤班车，截止到2022年8月底，20辆团体客车总计约17万公里。

由于第一批20辆团体客车运营情况良好，中大旅运第二批再采购30辆同款车型客车，主要服务于场景②一科技产业园区摆渡车和场景③一旅游接驳的示范运营，目前该批车已经完成上牌正式投运。

4、项目经济性

该项目整车成本可控，其补贴后的整个车价格低于当前同等规格的纯电动客车，同时，由于其优秀的燃料电池系统技术，以及燃料电池电-电深度很合动力系统匹配设计和整车能量控制策略优化，其整车的氢耗得到了很好的控制，实跑百公里平均氢耗约为5.5kg，北京市氢气价格为30元/kg，因此该车型运营的百公里燃料成本仅为165元，具有很好的成本优势。

经济性数据如下：

本项目单车单人里程票价0.3元/km，单车日均收入指票价收入（50座车），上座率通常在90%左右，示范应用日收益均10505.60元，车辆年运营天数在300天左右，单车示范应用年合计收益约4.5万元。

四、价值点、创新点和示范性

1、创新点

(1)燃料电池电-电深度混合动力系统匹配设计

该商用车型的开发基于工况特征和载荷需求，研究全工况燃料电池电-电深度混合动力系统技术。以动力系统耐久性、低温环境适应性、可靠性、经济性和动力性为目标，基于正向设计理念，实现基于燃料电池系统和动力电池数据特征分析的动力系统匹配和选型，完成了电-电混合动力系统工作模式划分、动/静态响应特性设计。

(2)整车能量控制策略优化

该商用车型搭载了英博新能源燃料电池系统，综合考虑燃料电池性能、锂电池性能及整车经济性，不断优化基于规则的整车能量控制策略控制参数。

开展整车能耗的分析、优化与预测，建立多领域能量的仿真模拟体系，开发具有自适应能力的整车能量控制策略，提高氢燃料电池系统使用效率，降低整车氢耗。优化整车动力系统功率分配策略、氢燃料电池电堆功率变载点及变载区间，并针对驾驶习惯和不同路况特征，得出最佳能量流分配策略。

(3)一体化大功率燃料电池系统技术

英博新能源的VENUS-117-01燃料电池系统，采用一体化大功率燃料电池系统技术，通过采用超薄金属双极板、低Pt催化剂、空气侧无外增湿及智能控制策略，可有效缩小燃料电池系统体积，降低成本。该燃料电池系统额定功率可达到117kw，最高效率高达59%，质量功率密度达到642.73W/kg，贵金属Pt载量为0.4mgPt/cm2，可应用于多种车型。

2、价值点、示范性

(1)商业化应用场景的综合性探索

燃料电池汽车由于其存在的购买成本高，加氢困难，性能不成熟等问题，一直以来的主要推广方式都是以政府或央企、国企主导的示范运营项目，而缺乏民间企业自发进行采购的应用案例，英博新能源借助本次燃料电池示范群的契机，为客户打造了从购买成本到运营成本都具备经济性优势的综合性解决方案。

(2)冬季燃料电池汽车的低温性能检验

燃料电池汽车相比于纯电动汽车在严寒天气的适应能力更强，然而在实际的运营中，仍然大量存在燃料电池汽车低温性能不过关，冬季无法启动，或氢耗过大，续航里程不够等情况，该项目借助成熟的燃料电池系统冷启动技术和温度管理技术，让整车成功经受住了北京冬季的低温考验，为客户带来了舒适、可靠的用车体验。

五、行业挑战及解决方案

燃料电池商用车其传统的推广模式主要是依托政府对燃料电池公交车、环卫车等公共用车进行直接采购和运营，但是由于其体量较小，只适用于初期的示范推广阶段，目前燃料电池行业已经进入了产业化前期，仅仅依靠政府的资金支持不利于行业的发展，因此如何引导社会资本参与示范项目的运营是目前行业的主要挑战。

作为社会资本最关注的就是燃料电池汽车的经济性和实用性，总结而言，英博新能源联合苏州金龙对团体客车提出的解决方案主要为以下几点：

1、控制燃料电池汽车整车成本，使之在政策补贴之下的价格能和纯电动汽车相比具有经济优势：

①通过一体化大功率燃料电池系统技术，采用超薄金属双极、低Pt催化剂、空气侧无外增湿及智能控制策略，降低燃料电池系统成本；

②通过坚持技术创新和体系管理，燃料电池系统成本得到严格控制，价格低于同行平均水平。

2、减少燃料电池汽车氢耗，降低燃料成本，使运营成本低于传统燃油车，同时也延长了汽车的续航里程，更好地满足长距离路线的使用：

①燃料电池电-电深度混合动力系统匹配设计，燃料电池作为主要功率输出的匹配模式，整车动力响应更加快速，同时更利于燃料电池在高效率工作点运行；

②整车能量控制策略优化，综合考虑燃料电池性能、锂电池性能及整车经济性，通过燃料电池高效率工作、鲤电池能量回收、燃料电池余热利用等方式不断优化控制策略；

③一体化大功率燃料电池技术，空气侧无外增湿，减少系统功耗和空气侧压损，提供系统效率，系统最高项目为59%，为行业领先水平。

3、优秀的低温性能，通过成熟的燃料电池系统冷启动技术和温度管理技术，燃料电池汽车满足严寒地区的使用，相比于纯电动汽车更具实用性，让整车成功经受住了北京冬季的低温考验。