近日,由中國汽車工程學(xué)會和國際氫能與燃料電池協(xié)會共同主辦的“第五屆國際氫能與燃料電池汽車大會”(FCVC 2020)在上海汽車會展中心隆重舉行。在大會舉辦的“燃料電池和關(guān)鍵零部件”技術(shù)分論壇上,驥翀氫能作為具備國際競爭力的車用氫燃料電池電堆解決方案供應(yīng)商,董事長付宇博士被邀請為演講嘉賓,并以“立足技術(shù)尖端、勇為燃料電池產(chǎn)業(yè)先鋒——驥翀氫能大功率金屬板電堆產(chǎn)業(yè)化探索之路”為題,做了主題分享報告,介紹了產(chǎn)品的研發(fā)過程、產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢以及在車用領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展。

 

 

驥翀氫能董事長付宇作為開場嘉賓做技術(shù)分享

立足技術(shù)尖端、領(lǐng)跑燃料電池:大功率金屬板電堆的產(chǎn)業(yè)化探索之路

什么是電堆?電堆是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的場所,也是燃料電池動力系統(tǒng)核心部分,由多個單體電池以串聯(lián)方式層疊組合構(gòu)成。將雙極板與膜電極交替疊合,各單體之間嵌入密封件,經(jīng)前、后端板壓緊后緊固,即構(gòu)成燃料電池電堆。在燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈中,電堆處于中游核心環(huán)節(jié)。

付宇表示,隨著新能源汽車的快速發(fā)展,燃料電池行業(yè)也迎來蓬勃發(fā)展期。氫燃料電池以巡航里程長、加氫時間短、載重量大、環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn),被視作是對目前主流鋰電池應(yīng)用市場的極好補(bǔ)充,而電堆作為氫燃料電池的核心部件,可謂是重要程度最大、技術(shù)壁壘最高、國產(chǎn)市場化最弱的環(huán)節(jié)。國外乘用車廠大多自行開發(fā)電堆,并不對外開放核心技術(shù),例如豐田、本田、現(xiàn)代、戴姆勒等,國內(nèi)能獨(dú)立自主開發(fā)電堆并能市場成熟化應(yīng)用的企業(yè)則寥寥無幾。

“驥翀氫能定位是具備國際競爭力的車用燃料電池電堆解決方案供應(yīng)商,所有業(yè)務(wù)都是圍繞全自主知識產(chǎn)權(quán)的全國產(chǎn)化電堆來展開,我們的使命就是做中國人自己的電堆。”回顧成立企業(yè)的初心,付宇談道。

早在2001年,付宇在中科院大連化物所工作時,便開始電堆樣機(jī)的研發(fā);之后2009年在新源動力任職,開啟了產(chǎn)品工程化的進(jìn)程,期間負(fù)責(zé)的上汽電堆項目,是國內(nèi)唯二兩款成熟車用電堆;2016年后先后在愛德曼、上海重塑等開展電堆自主研發(fā)與對外技術(shù)合作;隨著近年國產(chǎn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,付宇聯(lián)合眾多志同道合的伙伴,憑借在行業(yè)多年的研究及工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),于2018年12月成立了驥翀氫能,并立志立足技術(shù)尖端,勇為燃料電池產(chǎn)業(yè)先鋒,以此來避免在關(guān)鍵核心技術(shù)上被外國“卡脖子”,助力中國新能源汽車的發(fā)展。

 

 

驥翀氫能獲首屆“氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新獎”優(yōu)秀獎

目前,團(tuán)隊核心研發(fā)人員多來自于中科院、清華大學(xué)等眾多頂尖學(xué)府機(jī)構(gòu),并完整經(jīng)歷我國燃料電池電堆研發(fā)、產(chǎn)品工程化開發(fā)與批量驗(yàn)證、國際合作全過程,參與了多個國家級項目,具備豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。公司已通過國家科技型中小企業(yè)、國家高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)證,累計申報專利41項,其中21項已獲授權(quán);全國燃料電池及液流電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟燃料電池分會成員;于2020年榮獲中國汽車工程學(xué)會與國際氫能燃料電池協(xié)會聯(lián)合發(fā)起的首屆氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新獎優(yōu)秀獎;于2020榮獲蘇州.張家港全國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽總決賽新能源汽車與氫能組第一名。

正向設(shè)計體系,電堆性能高、壽命長、成本低

回顧國產(chǎn)燃料電池的發(fā)展歷程,據(jù)付宇觀察,2000年是第一波的燃料電池?zé)岢?但當(dāng)時做燃料電池的人不懂車,做車的人不懂燃料電池,導(dǎo)致車用燃料電池快速衰減,無法應(yīng)用;經(jīng)過十幾年的發(fā)展,除了在原有結(jié)構(gòu)和材料體系的優(yōu)化,更重要的是將燃料電池與汽車的匹配取得了長足進(jìn)步。

在此背景下,驥翀氫能團(tuán)隊基于多年的實(shí)踐和創(chuàng)新,將燃料電池與車品制造流程結(jié)合,從產(chǎn)品設(shè)計、工藝開發(fā)、產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)三個環(huán)節(jié)切入,建立起自有的正向電堆設(shè)計體系,實(shí)現(xiàn)電堆性能、壽命、成本方面的優(yōu)勢。

性能方面,驥翀氫能結(jié)合理論基礎(chǔ)與工程實(shí)踐,可實(shí)現(xiàn)燃料電池性能的定量化工具設(shè)計;通過點(diǎn)、線(流道)、面(單池)、體(電堆)的逐級正向設(shè)計,保證電堆高性能及一致性。

壽命方面,從產(chǎn)品開發(fā)的四個階段,即概念樣機(jī)、功能樣機(jī)、工程樣機(jī)、量產(chǎn)產(chǎn)品看,驥翀氫能的產(chǎn)品達(dá)到了工程樣機(jī)階段,壽命和可靠性與國際一流同步,能針對不同階段的失效模式進(jìn)行設(shè)計,尤其在金屬板表面涂層技術(shù)上取得的突破性進(jìn)展,既防腐又導(dǎo)電的低成本涂層解決了金屬板電堆最大的瓶頸難題,使驥翀電堆壽命更具優(yōu)勢。目前可實(shí)現(xiàn)乘用車電堆設(shè)計壽命大于7000小時,商用車大于15000小時。

成本方面,主要包括研發(fā)成本和材料成本兩大部分。研發(fā)方面,由于采用了正向設(shè)計且自主研發(fā),基本上開發(fā)一輪就可以保證產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn),因此驥翀研發(fā)成本可以控制在很低的水平;材料成本方面,驥翀電堆產(chǎn)品比功率密度高于競品,減少了原材料的使用,且由于同整個金屬板產(chǎn)業(yè)鏈戰(zhàn)略協(xié)作,可將金屬板成本從初期的50%降到20%-30%左右。

 

 

被譽(yù)為“業(yè)內(nèi)奇跡”的MH170燃料電池電堆產(chǎn)品

目前,驥翀氫能已完成MH170燃料電池金屬板電堆的研制,單堆功率最高達(dá)143kW,是目前已知的國內(nèi)外競品最大單堆功率為130kW,裸堆峰值達(dá)到了4.7kW/L和4.0 kW/kg,該產(chǎn)品目前已與多家企業(yè)合作,進(jìn)入匹配測試及實(shí)車試運(yùn)行階段,并已獲得先期客戶的普遍好評。未來兩年將規(guī)劃開發(fā)MH290、MH3110兩款產(chǎn)品,性能還將進(jìn)一步大幅度提升。

談及公司發(fā)展戰(zhàn)略,付宇表示,目前驥翀氫能的主要應(yīng)用領(lǐng)域還是集中在車用領(lǐng)域,并逐步向船舶、飛行器等領(lǐng)域擴(kuò)展。隨著氫能在新能源領(lǐng)域的發(fā)展,市場進(jìn)一步擴(kuò)大,公司計劃將開展新一輪的融資。另外下半年驥翀還將規(guī)劃整合深圳眾為、常州翊邁等公司來形成完整的金屬板產(chǎn)業(yè)鏈,并建設(shè)新的燃料電池測試中心和中試基地,預(yù)計屆時產(chǎn)能將達(dá)到2,000臺/年。

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