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近期氢晨科技对外展示了新一代H3技术和230kW电堆开发情况,引起业界的广泛关注。从目前已经装车应用的大功率电堆来看,最高功率基本在150kW左右。如今作为头部电堆企业之一的氢晨科技,率先完成单堆230kW的大功率电堆的性能测试,是国产电堆再次向更大功率迈进的一个重要信号。
(来源:微信公众号“高工氢电” ID:weixin-gg-fcev 作者:司玉国)
与国产电堆同步迈向大功率的还有系统。目前潍柴动力配套中国重汽首款氢能雪蜡车,系统额定功率高达162kW,是已知国内装车应用的最高功率系统产品,据悉年底前行业内或有200kW大功率系统面世。
为何国内燃料电池电堆及系统企业要持续研发大功率产品?现阶段BOP供应链水平是否能跟上?技术层面还存在什么挑战?
燃料电池快速向大功率“进阶”
除了氢晨科技以外,近年来国内主流燃料电池电堆企业都在持续研发大功率产品,所布局的最新一代产品,均以大功率、长寿命、高功率密度等性能亮相。神力科技最新产品SFC-B9P单电堆最大功率>150kW,额定功率≥146kW,可广泛应用于中、重型卡车,城市公交车、轨道交通等。新源动力今年5月份发布两款新品,HYMOD®-150和HYSYS®-120,前者峰值输出功率可达150kW,设计耐久性超过10000小时,电堆功率密度4.5kW/L;后者额定功率为115kW,峰值功率为120kW,设计耐久性可达10000小时。清能股份今年推出电堆新品VLSII Pro。该系列产品单堆最大功率可达165kW,体积功率密度提升到4.4kW/L;雄韬氢瑞透露,将发布最新的50-100kW的A2系列电堆,体积功率密度达到4.0kW/L,以及同级别的大功率大于150kW的J系列电堆;氢璞创能在去年11月发布的一款面向未来5~10年的电堆产品Nowogen V,功率达到了150kW。 系统企业方面大功率势头同样明显。亿华通今年发布了新一代120kW大功率产品上,其采用高性能单电堆与氢气再循环系统联合匹配的设计,将系统额定功率密度率先提升至701W/kg。
风氢扬今年6月发布全新一代燃料电池系统-SINGULAR元极,这款产品初代开发平台覆盖110kW-130kW系统功率范围,未来两年将扩展至300kW以上。同月,重塑科技也正式推出了130kW大功率PRISMAXII+镜星十二+燃料电池系统。国鸿氢能在去年10月发布了鸿途G系列燃料电池动力模块产品,其中鸿途G110净输出功率110kW,现已广泛应用多款车型。2016年至2018年,燃料电池功率大都在30~60kW;从2019年起,国内燃料电池功率开始“突飞猛进”,现阶段实际装车应用的高功率燃料电池电堆可以达到150kW,比如氢晨科技150 kW单堆就已经实现上百台的应用;系统方面,国内应用于重卡的燃料电池系统额定功率基本在110kW以上。接下来,国内大功率燃料电池电堆及系统将提升至什么水平?飞驰科技首席技术官石建珍博士曾在高工氢电会议上表示,今年下半年200kW燃料电池系统会面市。高工产研氢电研究所(GGII)分析,在“以奖代补”政策推动下,业界愈发关注燃料电池汽车在长途重载应用领域的应用,而长途重载运输具有长时间运行、高负载率和持续高速工况等特点,这直接着推动企业探索提升燃料电池功率。
做好可靠性与寿命很关键
燃料电池向大功率方向迈进是趋势,而主流企业能够开发出大功率产品也是技术实力的证明。需注意的是,现阶段把产品的可靠性和寿命做好也非常关键。“重型卡车根据运营场景需匹配110~200kW燃料电池系统;重卡还需满足8年或3万小时寿命需求,远期需满足15年或5万小时寿命需求;同时重卡运行路况、环境等复杂多变,需以高可靠性保障长时间稳定运营。” 风氢扬总经理刘军瑞表示。GGII也提醒,从现阶段行业技术水平来看,燃料电池企业在做技术开发时有两点需要注意:其一,大功率燃料电池开发并不是靠片数的堆砌或面积上的延伸,在设计过程要不断考虑水热条件、气体质量流量等多种条件的耦合。比如在气体管理方面,功率变大导致电堆长度增加,如何最优化歧管和每个单片中的流体分配,保证反应气体供应;在水管理方面,大功率生成水多,如何有效排出;在热管理方面,大功率发电时产热多,如何做好冷却;还要考虑电堆的一致性构成等方面。
其二,现有的BOP供应链水平或暂时难以可靠地满足大功率系统的需求。不过,在大功率燃料电池的研发带动下,未来关键部件的覆盖功率会快速提升。客观来看,现阶段国内能同时处理好这些技术挑战的企业并不多。随着越来越多的企业积极开发大功率燃料电池,解决这些难题的速度或比想象中要快。
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北极星氢能网获悉,2月6日,浙江蓝能氢能科技股份有限公司创立大会暨新产品发布仪式举行。据了解,浙江蓝能氢能科技股份有限公司的前身是浙江蓝能燃气设备有限公司,创立于2009年。2019年股权重组成为国有资本控股公司,是上海申能集团旗下从事氢能及清洁能源产业的装备集成供应商和系统方案解决商。目
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