在燃料電池汽車中成本占比不高，但卻發(fā)揮著重要作用的元器件，它就是傳感器。

燃料電池車用傳感器主要有氫氣傳感器、壓力傳感器及溫度傳感器等，每種類型的傳感器作用不同，技術(shù)難度有差異。目前國(guó)內(nèi)燃料電池汽車所用氫氣傳感器和壓力傳感器主要采用進(jìn)口產(chǎn)品，氫氣傳感器以日本FIS為主，壓力傳感器則以瑞士Huba Control、美國(guó)Sensata為主，溫度傳感器國(guó)內(nèi)產(chǎn)品占比相對(duì)較高。

造成燃料電池車用傳感器市場(chǎng)高度依賴進(jìn)口的原因有很多，關(guān)鍵的因素在于市場(chǎng)需求偏小，企業(yè)缺乏研發(fā)動(dòng)力，已開(kāi)發(fā)的國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品測(cè)試又不夠。不過(guò)，隨著國(guó)內(nèi)燃料電池汽車規(guī)模的擴(kuò)大，部分國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)始嗅到商機(jī)，專門(mén)立項(xiàng)以加快燃料電池車用傳感器研發(fā)步伐。

作為應(yīng)用方的燃料電池系統(tǒng)企業(yè)表示：“國(guó)產(chǎn)傳感器機(jī)會(huì)非常大。只是車用傳感器需要在工程化方面做好匹配，建議傳感器廠商更多地去了解使用方的需求，更多地了解汽車標(biāo)準(zhǔn)的要求。國(guó)內(nèi)只要做出來(lái)的產(chǎn)品通過(guò)測(cè)試，就會(huì)有很有競(jìng)爭(zhēng)力，比如國(guó)產(chǎn)壓力傳感器價(jià)格不到進(jìn)口一半。”

氫氣傳感器

氫氣傳感器包括敏感探頭、電路板、外部殼體以及相關(guān)的結(jié)構(gòu)組件；傳感器與外部的接口主要為通訊接口，這些子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起構(gòu)成了一個(gè)氫氣傳感器零部件。

裝載氫氣傳感器，首要作用是為了保障燃料電池汽車運(yùn)行安全。*，氫氣是易燃易爆氣體，對(duì)于燃料電池汽車而言，氫氣傳感器可檢測(cè)到氫氣濃度超過(guò)安全范圍時(shí)，給整車及時(shí)輸入報(bào)警信號(hào)，整車系統(tǒng)會(huì)立刻做出相應(yīng)的斷電安全保護(hù)措施，以防止發(fā)生安全事故。

此外，氫氣傳感器不僅能用于監(jiān)測(cè)氣罐和電堆端氫氣的泄露，還能用于檢測(cè)排放尾氣中的氫氣濃度。燃料電池汽車也就能根據(jù)這些監(jiān)測(cè)的信息來(lái)實(shí)時(shí)分析電堆的性能和反應(yīng)程度，從而及時(shí)調(diào)整相關(guān)輸入指標(biāo)或數(shù)據(jù)配置來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛的安全、高效運(yùn)行。

一家燃料電池系統(tǒng)企業(yè)高層告訴高工氫電：“國(guó)標(biāo)對(duì)燃料電池汽車的氫安全性是有要求的，一輛車需要?dú)錃鈧鞲衅鞯臄?shù)量，要結(jié)合空間布置、通風(fēng)、安全等來(lái)綜合考量。一般而言，發(fā)動(dòng)機(jī)、儲(chǔ)氫罐、駕駛艙（車內(nèi)）至少都要1個(gè)，尾排也會(huì)需要，我們的內(nèi)定標(biāo)準(zhǔn)至少5個(gè)。”

值得一提的是，氫氣傳感器分很多規(guī)格，量程也不盡相同。不同的燃料電池車型，同一車型的不同位置，對(duì)氫氣傳感器的需求都不一樣，若要求耐高溫高濕、高精度，價(jià)格也會(huì)偏貴些。基于滿足車輛需求及降成本的雙重考量，用戶一般會(huì)綜合選擇氫氣傳感器方案。

高工氫電了解到，目前國(guó)內(nèi)燃料電池汽車用氫氣傳感器基本都用日本FIS品牌的接觸燃燒式氫氣傳感器，該公司的氫氣傳感器被用于豐田MIRAI燃料電池乘用車。國(guó)內(nèi)車用氫氣傳感器市場(chǎng)之所以幾乎被一家企業(yè)“壟斷”，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品還沒(méi)開(kāi)始應(yīng)用，原因有多方面。

從技術(shù)角度來(lái)看，傳感器并非新事物，但車用氫氣傳感器不同于消費(fèi)類傳感器，使用工況非常復(fù)雜，需隨整車一起經(jīng)歷更為嚴(yán)苛的高溫低溫，同時(shí)也要抵抗外力的作用(如振動(dòng)、撞擊等各種情況)。車用氫氣傳感器產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)需要滿足車規(guī)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的基本要求和過(guò)程，從系統(tǒng)需求描述和分析開(kāi)始，逐步迭代到設(shè)計(jì)、分析、驗(yàn)證到整車試驗(yàn)，確保產(chǎn)品的全面性、可靠性和安全性。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)氣體傳感器的開(kāi)發(fā)參差不齊，消費(fèi)類氣體傳感器性能難以滿足汽車復(fù)雜工況下的要求，車規(guī)級(jí)氫氣傳感器的研發(fā)對(duì)于一般的傳感器廠商而言是一大挑戰(zhàn)。而除技術(shù)原因外，更關(guān)鍵的因素在于目前市場(chǎng)需求較小、單價(jià)不高，難以刺激企業(yè)投入較多的財(cái)力物力來(lái)研發(fā)車規(guī)級(jí)氫氣傳感器，同時(shí)下游用戶也不愿意花更多時(shí)間去驗(yàn)證新產(chǎn)品。

經(jīng)調(diào)查，目前符合車規(guī)級(jí)別的氫氣傳感器價(jià)格大概在1200-3000元之間。目前范圍內(nèi)幾乎很少有廠商專門(mén)立項(xiàng)研發(fā)應(yīng)用于氫燃料電池汽車的氫氣傳感器，已有產(chǎn)品中性能指標(biāo)較接近的也僅僅只有日本FIS接觸燃燒式氫氣傳感器。

“我們會(huì)選大家都選的，國(guó)外通過(guò)驗(yàn)證的。從系統(tǒng)角度來(lái)說(shuō)，一個(gè)系統(tǒng)幾十萬(wàn)元，而幾個(gè)氫氣傳感器價(jià)格加起來(lái)不到1萬(wàn)元，我們沒(méi)有那么多時(shí)間去驗(yàn)證，考慮量程、精度、可靠性等能滿足要求就行。”一家燃料電池系統(tǒng)集成商負(fù)責(zé)人直言，前期考慮穩(wěn)定可靠的，再逐步用國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品去替換，是正常的邏輯。

不過(guò)，他同時(shí)也表示，當(dāng)對(duì)氫氣傳感器需求量大的時(shí)候，該支持國(guó)產(chǎn)化的還是要支持。

事實(shí)上，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)有幾家企業(yè)已經(jīng)在研發(fā)車規(guī)級(jí)氫氣傳感器，個(gè)別提出了不同于FIS接觸燃燒式原理的固態(tài)鈀合金薄膜技術(shù)氫氣傳感器，只是距離真正批量化應(yīng)用還有一定距離。

壓力傳感器

相比于氫氣傳感器，燃料電池汽車?yán)锩嫔婕皦毫y(cè)量的地方更多，其中供氫系統(tǒng)側(cè)用的壓力傳感器主要用于高低壓報(bào)警；燃料電池系統(tǒng)側(cè)用壓力傳感器用于測(cè)量氫氣壓力、空氣壓力、冷卻水壓力等，是判斷發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的依據(jù)之一；配備了氫氣循環(huán)泵的位置也會(huì)用到壓力傳感器。綜合算下來(lái)，一輛車可能用到壓力傳感器多達(dá)10個(gè)以上。

經(jīng)調(diào)查，車用壓力傳感器根據(jù)用途、量程等具體參數(shù)的不同，價(jià)格從幾百到上千不等。從市場(chǎng)應(yīng)用來(lái)看，國(guó)內(nèi)燃料電池汽車多采用瑞士Huba Control、美國(guó)Sensata壓力傳感器。這兩家公司都是在傳感器領(lǐng)域積累非常深厚的跨國(guó)公司，其中Sensata傳感器產(chǎn)品被廣泛用于傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域，所以自然而然地延伸至新能源汽車領(lǐng)域。

一位行業(yè)資深人士表示：“目前基本沒(méi)有廠家會(huì)選國(guó)產(chǎn)壓力傳感器品牌，主要考慮可靠性問(wèn)題。如果少量用國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品可能差異不明顯，但批量長(zhǎng)時(shí)間用就存在不確定性。”

不過(guò)，也有燃料電池系統(tǒng)企業(yè)高層透露：“壓力傳感器在車上應(yīng)用分不同的等級(jí)，有些地方對(duì)可靠性要求高，相對(duì)而言選質(zhì)量比較好的，次要的點(diǎn)作為參考。在故障診斷邏輯里面，涉及到信號(hào)采集的等級(jí)會(huì)有所區(qū)別，會(huì)判斷重要點(diǎn)、次要點(diǎn)及參考點(diǎn)。選用壓力傳感器既要滿足需求，也要降低成本，所以我們會(huì)混著用不同的品牌不同的型號(hào)。”

值得注意的是，與氫氣傳感器情況相似，由于市場(chǎng)需求量小，而企業(yè)前期研發(fā)投入偏大，目前包括傳感器公司在內(nèi)的產(chǎn)品并不是為燃料電池汽車行業(yè)單獨(dú)立項(xiàng)研發(fā)的，都是基于以前原有的老型號(hào)基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)。

不過(guò)，隨著燃料電池汽車市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)壓力傳感器性能要求進(jìn)一步提升，品牌傳感器企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始立項(xiàng)研發(fā)的傳感器產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)也有部分企業(yè)注意到這塊市場(chǎng)，加快了研發(fā)及市場(chǎng)拓展步伐。

業(yè)內(nèi)人士提醒道：“目前燃料電池車用壓力傳感器缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有大的方向，但沒(méi)有細(xì)節(jié)的規(guī)定與引導(dǎo)，現(xiàn)階段主要參考企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及一些國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。為更快推動(dòng)燃料電池車用壓力傳感器發(fā)展，需要專業(yè)化的國(guó)標(biāo)去引導(dǎo)，建議重視這個(gè)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的制定。”