燃料電池電堆的開發(fā)是一個(gè)長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累和反復(fù)驗(yàn)證的過(guò)程，并非一蹴而就，同時(shí)需要連續(xù)性創(chuàng)新，而在這一過(guò)程中需大量人力、物力、時(shí)間等資源的持續(xù)性投入。
6月16日，上海驥翀氫能科技有限公司對(duì)外宣布，在具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)化大功率金屬板電堆開發(fā)上取得突破性進(jìn)展，燃料電池堆單堆功率達(dá)137kW，這是目前全球燃料電池領(lǐng)域的最大金屬板電堆單堆功率。
氫燃料電池堆是整個(gè)氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的核心，國(guó)內(nèi)外在氫燃料電池領(lǐng)域的探索已超過(guò)半個(gè)世紀(jì)。在近日舉行的一場(chǎng)線上行業(yè)會(huì)議中，與會(huì)專家表示，總體而言，作為燃料電池“心臟”的電堆，在迭代能力和降低成本方面亟待破局。
國(guó)內(nèi)企業(yè)積極布局電堆領(lǐng)域
與會(huì)專家表示，此前，由于電堆技術(shù)門檻高且資金投入大，只有少數(shù)企業(yè)、研究院有研發(fā)和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，供應(yīng)商少之又少。近年來(lái)，隨著氫能產(chǎn)業(yè)興起，相關(guān)企業(yè)正積極布局電堆領(lǐng)域，在技術(shù)上也迎來(lái)長(zhǎng)足進(jìn)步。
“氫燃料電池是電化學(xué)能量轉(zhuǎn)化裝置，將氫氣和氧化劑中的化學(xué)能不經(jīng)過(guò)燃燒直接變?yōu)殡娔埽ㄒ划a(chǎn)物是水；此外，燃料電池結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，核心部件是雙極板和膜電極，易于批量制造?！鄙虾ｓK翀氫能科技有限公司副總經(jīng)理付宇飛認(rèn)為，氫燃料電池的清潔性和易于批量制造讓越來(lái)越多的企業(yè)加入到這一產(chǎn)業(yè)中，我國(guó)的電堆企業(yè)在技術(shù)實(shí)踐中不斷成長(zhǎng)。
資料顯示，我國(guó)第一家致力于燃料電池產(chǎn)業(yè)化的股份制企業(yè)，是成立于2001年的新源動(dòng)力，該公司掌握了燃料電池電堆及零部件正向開發(fā)、批量制造工藝的核心技術(shù)。
成立于2018年的上海捷氫科技有限公司，主要從事燃料電池電堆、系統(tǒng)及儲(chǔ)氫系統(tǒng)的研發(fā)，作為上汽集團(tuán)進(jìn)一步完善新能源產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)關(guān)鍵布局，捷氫科技已完成三款燃料電池系統(tǒng)的研發(fā)，其部分產(chǎn)品的關(guān)鍵性能指標(biāo)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
此外，2016年與加拿大巴拉德公司簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議的廣東國(guó)鴻氫能，目前的電堆產(chǎn)能為20000臺(tái)/年，國(guó)鴻氫能方面曾于今年年初透露，預(yù)計(jì)2020年將生產(chǎn)4800-5100套燃料電池電堆。
付宇飛表示：“隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)電堆技術(shù)研發(fā)的進(jìn)步，目前，高功率密度、大功率車用電堆的國(guó)產(chǎn)化替代正在加速?！?
研發(fā)是長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累和
反復(fù)驗(yàn)證的過(guò)程
眾所周知，燃料電池具有功率密度高、續(xù)駛里程長(zhǎng)、加注快、適用溫度范圍廣、全生命周期無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)，是非常理想的汽車動(dòng)力源。
“值得注意的是，燃料電池是包括氣體傳質(zhì)、液體傳輸、熱傳導(dǎo)及力傳遞等多因素耦合的過(guò)程，技術(shù)門檻相對(duì)較高，因此對(duì)于氫燃料電池產(chǎn)業(yè)而言，擁有專業(yè)的復(fù)合型人才是最寶貴的財(cái)富。”付宇飛強(qiáng)調(diào)。
與此同時(shí)，燃料電池電堆的開發(fā)是一個(gè)長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累和反復(fù)驗(yàn)證的過(guò)程，并非一蹴而就，需要連續(xù)性創(chuàng)新，而在這一過(guò)程中則需大量人力、物力、時(shí)間等資源的持續(xù)性投入。
此外，付宇飛表示：“對(duì)于早期的氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)從業(yè)者而言，從事汽車和電堆的團(tuán)隊(duì)存在信息偏差，互相并不了解各自的特性和工況，因此當(dāng)兩者產(chǎn)品匹配時(shí)達(dá)不到最優(yōu)，經(jīng)過(guò)多年的磨合，近年來(lái)在車企的主導(dǎo)下已逐步實(shí)現(xiàn)了電堆系統(tǒng)的優(yōu)化和車輛的舒適運(yùn)行。因此，對(duì)于燃料電池電堆企業(yè)而言，需要具備對(duì)汽車的深刻理解，并以此采用規(guī)范的產(chǎn)品開發(fā)流程。”
產(chǎn)品迭代能力仍需加強(qiáng)
資料顯示，豐田汽車作為全球燃料電池汽車商業(yè)化的積極推動(dòng)者，早在1991年就已開始研發(fā)燃料電池，歷經(jīng)20多年開發(fā)出第一款氫燃料電池車Mirai，但至今6年尚未完成產(chǎn)品迭代；巴拉徳動(dòng)力于1979年開始研發(fā)并在2009年推出燃料電池，目前最新一代仍未批量上市；與此同時(shí)，作為電堆自主創(chuàng)新“國(guó)家隊(duì)”的新源動(dòng)力，自2001年成立后，先后開發(fā)出兩款氫燃料電池，其產(chǎn)品也處于持續(xù)優(yōu)化中。
“目前燃料電池產(chǎn)品的迭代速度較慢，仍需要進(jìn)一步技術(shù)突破?！备队铒w對(duì)此表示，應(yīng)建立起電堆正向設(shè)計(jì)體系，結(jié)合理論基礎(chǔ)與工程實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)定量工具化設(shè)計(jì)，確保產(chǎn)品的高性能及一致性，另外，需豐富工程經(jīng)驗(yàn)，提升核心技術(shù)，以保障產(chǎn)品的壽命與可靠性。
對(duì)于如何優(yōu)化成本，付宇飛認(rèn)為，電堆生產(chǎn)企業(yè)并不應(yīng)聚焦在產(chǎn)品的最終出售價(jià)格上，而應(yīng)更關(guān)注產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的綜合成本、質(zhì)保使用服務(wù)、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)以及產(chǎn)業(yè)鏈上的資源整合能力等。
“目前，燃料電池產(chǎn)品仍處于初期階段，作為企業(yè)要以品質(zhì)為重，想要生產(chǎn)出具備高性能、低成本的電堆產(chǎn)品，是對(duì)設(shè)計(jì)、迭代、制造能力的多重考驗(yàn)，需企業(yè)具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和高可靠性的工程產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)能力?！备队铒w進(jìn)一步表示。
