2020-05-08 7:17:59
日前，在財(cái)政部、工信部、科學(xué)技術(shù)部、國(guó)家發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》中，明確提出了爭(zhēng)取通過(guò)4年左右時(shí)間，建立氫能和燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈，關(guān)鍵核心技術(shù)取得突破，形成布局合理、協(xié)同發(fā)展的良好局面。
也就是說(shuō)，氫燃料電池汽車要想實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行，還需要在關(guān)鍵技術(shù)的突破。
近年來(lái)，隨著我國(guó)汽車保有量的迅速增加，不僅存在嚴(yán)重的能源危機(jī)，燃油汽車尾氣排放對(duì)大氣的污染也愈來(lái)愈嚴(yán)重。因此，國(guó)家大力倡導(dǎo)發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)、低碳能源和低碳技術(shù)。同時(shí)，汽車工業(yè)作為科技發(fā)展的技術(shù)集成，更承擔(dān)著改變經(jīng)濟(jì)模式、搶占全球發(fā)展機(jī)遇的使命。
目前我國(guó)新能源汽車主要分為電動(dòng)車和氫燃料電池車。多地政府明確要求，在市場(chǎng)銷售、公共服務(wù)、政府采購(gòu)、特種用車上，規(guī)定必須有一定比例的新能源汽車。過(guò)去幾年我國(guó)主要在走鋰電的路線，但是鋰電存在的巡航里程短、充電時(shí)間長(zhǎng)、電池載重量小、環(huán)境適應(yīng)性差等問(wèn)題仍沒(méi)有得到很好的解決。氫燃料電池在新能源路線上可以起到一個(gè)很好的補(bǔ)充作用。
舉個(gè)例子，主流來(lái)說(shuō)，純電動(dòng)車?yán)m(xù)航約200km，氫燃料車約350km，且可隨儲(chǔ)氫壓力的提升進(jìn)一步提升續(xù)駛里程;純電動(dòng)車充電需要半小時(shí)以上，而氫燃料車僅需要3-5分鐘;純電動(dòng)車0度以下動(dòng)力大幅度衰減，40度以上高溫時(shí)電池續(xù)航受到很大影響，而氫燃料車在-30°-40環(huán)境范圍內(nèi)都能正常使用。
近日，氫燃料電池電堆解決方案供應(yīng)商驥翀氫能，對(duì)外發(fā)布了一款將用于氫燃料汽車的金屬雙極板燃料電池電堆產(chǎn)品——MH170.作為“MH”系列第一代產(chǎn)品，MH170采用了國(guó)際主流的金屬雙極板技術(shù)路線，具有比功率密度高、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、低溫自啟動(dòng)能力強(qiáng)、量產(chǎn)工藝工序少易于批產(chǎn)、量產(chǎn)成本低等優(yōu)勢(shì)，可以滿足大巴、物流車、中重卡車、特裝車和乘用車等不同車型的需求。
驥翀氫能第一代燃料電池金屬雙極板電堆產(chǎn)品——MH170
據(jù)驥翀氫能CEO付宇介紹，目前，市場(chǎng)上對(duì)氫燃料汽車最大的需求點(diǎn)仍然來(lái)自于產(chǎn)品性能和價(jià)格。因此，該產(chǎn)品的定位是：國(guó)內(nèi)一流金屬板電堆，性能滿足補(bǔ)貼要求、壽命領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手、成本優(yōu)勢(shì)顯著。
作為氫燃料電池的核心部件，電堆是中國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，乃至氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵因素，幾乎決定了整車的成本、性能和技術(shù)含量。電堆產(chǎn)品雖然看著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但整個(gè)電堆包括了氫與氧的氣體傳質(zhì)、質(zhì)子和電子傳導(dǎo)、液態(tài)水的管理、熱傳導(dǎo)、力傳遞等多因素的耦合，產(chǎn)品工程設(shè)計(jì)難度大。
因此，必須將電堆作為一個(gè)整體進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，使各個(gè)反應(yīng)要素在全工況下都能夠正常工作，從而保證整個(gè)電堆的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，而不是雙極板和膜電極等電堆組件的簡(jiǎn)單堆疊。這對(duì)以“組裝”技術(shù)擅長(zhǎng)的中國(guó)制造業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是個(gè)不小的挑戰(zhàn)。
作為一支在氫燃料電池研發(fā)行業(yè)從業(yè)二十余年的隊(duì)伍，驥翀氫能核心團(tuán)隊(duì)是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多“完整經(jīng)歷了車用電堆產(chǎn)品基礎(chǔ)研究、產(chǎn)業(yè)化和國(guó)際合作”的工程化團(tuán)隊(duì)之一。創(chuàng)始人付宇自2001年以來(lái)先后在中科院大連化學(xué)物理研究所、新源動(dòng)力暨燃料電池及氫源技術(shù)國(guó)家工程研究中心、愛(ài)德曼和上海重塑，20年來(lái)持之以恒從事電堆開(kāi)發(fā)工作，有著非常深厚和豐富的技術(shù)積累與工程化經(jīng)驗(yàn)。
依托以上資源，驥翀氫能本次發(fā)布產(chǎn)品MH170.擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是全國(guó)產(chǎn)化的大功率車用金屬板電堆。其中的金屬雙極板設(shè)計(jì)，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)自主開(kāi)發(fā)和替代進(jìn)口產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)，對(duì)推動(dòng)氫燃料電堆國(guó)產(chǎn)化起到了非常重要的作用。
目前，在國(guó)際上，雙極板技術(shù)主要有石墨雙極板技術(shù)和金屬雙極板技術(shù)。其中，雖然金屬雙極板具有質(zhì)量輕體積小、熱容小、阻氣性好、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、量產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)單、工序少等優(yōu)勢(shì)，卻限制于貴金屬涂層的材料和工藝技術(shù)，應(yīng)用較少。2019年國(guó)內(nèi)金屬板電堆功率出貨量增長(zhǎng)510.36%,但僅占到了全年燃料電池功率出貨量的9%。
考慮到車輛空間限制和批量制造便利性因素，金屬雙極板被國(guó)內(nèi)外車企寄予了厚望。目前包括豐田、本田等國(guó)際一流車企都尚未完全攻克金屬板高耐蝕導(dǎo)電的低成本量產(chǎn)技術(shù)，受此影響，金屬雙極板的市場(chǎng)份額有限，國(guó)產(chǎn)化程度更是極低。MH170采用了戰(zhàn)略合作伙伴常州翊邁的第四代超高耐蝕導(dǎo)電非貴金屬涂層技術(shù)，成功解決了金屬雙極板壽命這一行業(yè)技術(shù)難題。
得益于金屬板設(shè)計(jì)，MH170的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和低溫自啟動(dòng)能力有著非常優(yōu)秀的數(shù)據(jù)，在保證了車用環(huán)境下的可靠性、電池壽命長(zhǎng)的同時(shí)，達(dá)到了-25~-30℃低溫?zé)o輔助自啟動(dòng)，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)、降低了下游成本。在量產(chǎn)工藝工序上，也將石墨雙極板傳統(tǒng)8-10道，簡(jiǎn)化到了薄板成型、激光焊接和表面涂層3道工序，且均為成熟量產(chǎn)機(jī)械加工工藝，適于汽車行業(yè)批產(chǎn)和品控。
在性能上，MH170第一代產(chǎn)品的比功率密電堆達(dá)到3.2 kW/L，不僅較當(dāng)前國(guó)產(chǎn)金屬板的體積比功率提升了15%-30%，還領(lǐng)先于國(guó)際主流車企，在研的下一代電堆可達(dá)4.3 kW/L。同時(shí)，單堆功率也領(lǐng)先于目前市場(chǎng)上在售的同類產(chǎn)品，可以滿足目前絕大多數(shù)燃料電池系統(tǒng)的功率需求。
MH170燃料電池金屬雙極板電堆的基本參數(shù)和操作條件
另外，驥翀氫能進(jìn)行了成體系的自主研發(fā)，結(jié)合產(chǎn)品的正向設(shè)計(jì)，大幅降低了產(chǎn)品的研發(fā)成本。未來(lái)每一代電堆成本較上一代可進(jìn)一步降低30%-50%。
作為驥翀氫能發(fā)布的首個(gè)產(chǎn)品，MH170目前已和業(yè)內(nèi)燃料電池系統(tǒng)頭部企業(yè)達(dá)成合作協(xié)議。其中，重型卡車和特種車輛為客戶首次應(yīng)用。載重方面，可滿足12噸左右的輕型重卡，未來(lái)可達(dá)20噸，滿足主流需求。此外，與數(shù)家車企及系統(tǒng)集成商的合作也在洽談中。
最后，付宇表示，即使除政策補(bǔ)貼，氫燃料電池汽車仍然是一個(gè)具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)，比如氫燃料的高效轉(zhuǎn)換：燃料電池的轉(zhuǎn)化率可以超過(guò)50%，而傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)40%就非常高了。可以說(shuō)，當(dāng)氫燃料汽車達(dá)到一定的規(guī)模后，其帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)將超乎想象。也正因如此，公司從成立之初，就一直在爭(zhēng)分奪秒。包括今年疫情期間，公司全員克服困難復(fù)工，在所有測(cè)試人員被隔離的情況下啟動(dòng)在線遠(yuǎn)程培訓(xùn)，同時(shí)克服測(cè)試臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施不完善等重重困難，如期實(shí)現(xiàn)了電堆的逐級(jí)測(cè)試驗(yàn)證。
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編輯：楊文博