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此外,未势能源还从燃料电池系统层面开发了一套名为“NODS系统”的远程在线诊断、升级系统,通过实时监测燃料电池的运行状态,实现远程故障诊断和云端升级,持续调整相应的控制策略,从而确保燃料电池堆始终运行在舒适的环境内,能够再有效延长20%以上的燃料电池电堆寿命。
70MPa高压储氢瓶阀和减压阀——
当前,国内在氢气阀门领域总体制造水准与知名品牌进口产品相比仍存在不小差距,尤其70MPa瓶阀和减压阀,处于国外垄断状态,价格昂贵,供货周期长,国内尚未出现成熟商品进入路试阶段。
因此,为了提高燃料电池汽车氢气使用安全,解决高效储氢难题,保证储氢系统的高安全性、密封性和可靠性,未势能源储氢系统开发团队通过极简化的设计理念,开发出了70MPa高压储氢瓶阀和双级减压阀,完成了高压储氢阀门的高集成化、轻量化和低功耗主流设计,达成整套储氢协调仅由加氢口-瓶阀-氢瓶-减压阀组-燃电系统的工艺布局,从根源上减少泄露隐患。
在集成化方面,瓶阀零部件总数量为49个,相较于当前市场主流产品减少20%以上,减压阀组上集成了单向阀,双极过滤单元,高压分流单元于一体,在保证阀体强度和可靠密封的条件下两款阀门整体重量仅为500g,相当于当前市场主流产品的1/3。
另外,在安全性和密封性方面,在最为关键的泄漏测试中,我们进行了常规的高低温测试,并且低温测试指标设定在-60℃的情况下,泄漏率远远小于国内外标准要求的10ncc/h的泄漏指标,在氢气泄漏测试过程中泄漏率小于5ncc/h,阀门上任意一点的氢气泄漏浓度小于50ppm。同时,为了保证在使用寿命中也达到同样的安全性,未势能源储氢瓶阀在极限工况下的寿命测试中同时进行渗透测试和泄漏测试,试验结果均达到预期目标,氢气泄漏浓度小于50ppm。
聚焦2:1045项测试项目打造出的产品可靠性,到底成色几何?
产品可靠性历来是众多行业企业所推出的产品的重要指标之一,对于氢燃料电池行业来说,不少头部企业给自己贴上了诸如“行驶里程XXX万公里”、“装车量XXX套”等等标签,更多的是利用产品市场应用端的业绩数据,这也是通行之道。
未势能源打造的产品可靠性定义则在于:通过严格V型开发流程,在产品研发设计端通过上千项多层次测试来源头上打造可靠性。
例如在乘用车燃料电池系统发动机方面,由于受制于乘用车严苛的使用环境,从广度上来讲,未势能源此次推出的95kW乘用车发动机,先后经过零部件测试、模块测试、系统测试、动力总成测试以及整车测试,共5个层级数千项严苛测试,确保整体性能指标达到预期设计要求。
从深度上讲,未势能源燃料电池系统开发团队深化了每个测试的深度,比如“振动冲击“测试,除了确保测试之后的气密性和机械完整性,会仔细校核数百个紧固件的残余扭矩,确保系统整体性能安全。再比如在整车碰撞测试之前,燃料电池系统会经历“滑车测试”,保证系统碰撞之后的安全性。
在燃料电池堆方面,长城集团建成投运的氢能技术中心里拥有国内最大规模的燃料电池及基础理化材料检测试验室,拥有专业检测设备100余套,部分设备为行业仅有,总投资1.4亿元,测试范围涵盖100W至150kW燃料电池,单电池、短堆、整堆的性能测试及可靠性测试。
仅燃料电池堆方面所历经的200多项严苛测试,包括:50项功能安全类测试、51项性能类测试、138项环境类测试、12项操作类测试等,确保产品的高可靠性、高安全性、高环境适应性。
在储氢系统测试方面,为了保证高压瓶阀产品的安全性、可靠性及基本性能,未势能源储氢系统研发团队从产品研发的价值到产品质量的应用,尤其针对产品概念设定前的痛点研究,均进行了大量的科学数据分析和性能测试研究,包括液压爆破试验、液压循环试验、泄漏、渗透、氢气循环、耐振性、耐腐蚀性测试等,可以说是从源头着手、从各个精细环节着手,全力保障其产品质量在应用过程中的安全。
专家指出,对于氢燃料电池汽车核心零部件领域,由于仍未大规模商业化,因此目前得到充分市场验证的产品并不多,这就意味着拿终端应用业绩来体现可靠性,对于新进入者,并不公平。产品可靠性如果能从设计研发的源头上就充分保证,那么终端市场应用上的表现相信一定也不俗。“数千项多层级测试如果能严格坚持到底,最终交付到客户手中的产品一定也是有说服力的”。
聚焦3:未势能源为这些产品布局了哪些应用场景?
据介绍,此次未势能源发布的三款燃料电池核心部件产品中,70Mpa储氢瓶阀和减压阀均目前均以达到量产状态,70MpaⅣ储氢瓶也将于2021年正式推出95kW乘用车燃料电池系统发动机目前也已成功搭载长城汽车即将推出的首款燃料电池SUV,并于2021年实现量产。
更值得一提的是,150kW大功率自主电堆设计年产能达1000套的电堆生产线已于今年7月投入使用,产品将于2021年正式投放市场。
在应用场景搭建上,长城集团将氢能业务的布局定位于架起“能源和交通”两大领域“技术+模式”的桥梁,以清洁能源革命为契机,助推低碳零排放的氢能社会的早日到来。
现阶段,未势能源基于自身作为车用氢能专家的定位,采取“商乘并举”两条腿走路的战略,一方面,长城汽车第一代氢燃料电池样车将在2021年推出,续航约900公里;2023年推出第二代燃料电池乘用车,续航1100km。
另一方面,未势能源旗下上燃动力定位为研发国产商用车燃料电池系统的重要战略支撑点,联合大运汽车推出燃料电池重卡车型,搭载自主研发的100kW商用燃料电池发动机——超越300E,使用寿命突破10000小时,整车一次性续航里程可达1100公里。在9月14日到16日举行的FCVC大会上展出这一燃料电池重卡车型。
此外,对于城市群示范及中重型商用车产业化应用,长城控股未势能源都进行了一系列探索和布局,包括联合国内大型能源集团共同推动京津冀地区氢能一体化建设及商用车应用场景搭建。
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