氫璞創(chuàng)能發(fā)布全球首款300kW碳板電堆
時間:2023-03-08 12:43來源:中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報 作者:張偉
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燃料電池電堆及發(fā)動機作為燃料電池汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，又是推動燃料電池汽車普及應(yīng)用的關(guān)鍵。3月5日，在中國氫能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用生態(tài)峰會上，中關(guān)村企業(yè)北京氫璞創(chuàng)能科技有限公司發(fā)布并展示了其12年自主研發(fā)最新成果——全球首款300KW碳復(fù)合板電堆、高功率密度200kW金屬板電堆。
據(jù)悉，該300kW碳板電堆整堆單電池片數(shù)/活性面積為550片/425cm²，最高工作溫度95°C，壽命30000小時/8000次啟停。該款電堆在功率方面的表現(xiàn)尤為優(yōu)異，經(jīng)中汽研檢驗顯示，額定功率309kW，峰值功率340kW，峰值功率下功率密度4.6kW/L。
該款電堆可廣泛適用于重卡、船舶、固定發(fā)電等多個應(yīng)用場景，各項參數(shù)指標(biāo)處于國際領(lǐng)先地位，顯現(xiàn)出氫璞創(chuàng)能自主創(chuàng)新開發(fā)的硬實力。
“每一項技術(shù)指標(biāo)突破的背后，團隊及合作伙伴都付出了艱辛的努力。”據(jù)氫璞創(chuàng)能董事長歐陽洵博士介紹，該電堆立項歷時兩年，在原有的研發(fā)成果及經(jīng)驗基礎(chǔ)上，不斷追求更高的材料效率與壽命，以及各項工藝的改進(jìn)提升，才最終達(dá)到目標(biāo)。
舉個例子：為了實現(xiàn)300kW這一大功率，提高平均面積功率密度非常重要。兩年以來，氫璞創(chuàng)能團隊聯(lián)合催化劑、質(zhì)子膜、膜電極等核心材料廠商做了諸多工作。
另外，擴大極板板型面積及活性面積，減小極板厚度，增加堆疊的片數(shù)，也給生產(chǎn)制造增添了不小的難度。單板變薄變大后，極難做好尺寸公差及一致性，容易造成電堆裝配應(yīng)力壓力不一致，影響電堆最終的性能表現(xiàn)。為了能夠克服技術(shù)難點，氫璞創(chuàng)能團隊在最初立項時做了冗余與準(zhǔn)備，以600片電堆計算所有公差，給自身及供應(yīng)商提出要求。當(dāng)最終方案定在550片時，達(dá)到目標(biāo)就相對容易些，同時一次性良品率很高。
燃料電池實現(xiàn)了大功率指標(biāo)，對于散熱的要求就會越高，而車輛空間極為有限，對散熱器的布置、熱管理系統(tǒng)升級形成了挑戰(zhàn)。如果電堆在峰值功率運行時溫度過高，散熱又做不到位，會影響電堆壽命。氫璞創(chuàng)能將電堆最高工作溫度提升至95°C，一定程度上降低了散熱要求。
做到高溫運行其實并不容易，這一方面要求質(zhì)子膜等核心材料能夠耐受超105°C的高溫，另一方面膜電極/邊框粘合劑、樹脂、雙極板膠條的選型也都需要在原有基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)，并經(jīng)歷長時間的測試，為此氫璞創(chuàng)能團隊在聯(lián)合供應(yīng)商研發(fā)方面投入了很多精力。
當(dāng)前重卡是應(yīng)用大功率燃料電池的主要車型，目前實際裝車應(yīng)用的燃料電池電堆以150kW左右的單堆或者功率小點的雙堆居多。面對長途重卡功率提升的強烈需求，行業(yè)內(nèi)企業(yè)正在加碼開發(fā)200kW及以上電堆。氫璞創(chuàng)能站在大功率電堆制高點的300kW碳板電堆，可以滿足250kW級別發(fā)動機需求，將是滿足當(dāng)下長途重卡的優(yōu)勢電堆產(chǎn)品。
據(jù)悉，氫璞創(chuàng)能成立于2010年，是國內(nèi)在技術(shù)創(chuàng)新及商業(yè)運營上領(lǐng)先的燃料電池公司之一，是國內(nèi)為數(shù)不多的同時擁有核心技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)和成熟產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的燃料電池廠家。資料顯示，12年期間，其自主研發(fā)六代碳板電堆、三代金屬板電堆，擁有相關(guān)技術(shù)專利及保密技術(shù)100+項，參與20+燃料電池相關(guān)國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定，配套氫車超過1000輛。
在現(xiàn)場，氫璞創(chuàng)能還首次發(fā)布了其第三代金屬板電堆—高功率密度200kW金屬板電堆。200kW金屬板電堆采用業(yè)界最薄的75μm板材，雙極板厚度0.51mm，打造業(yè)界最薄的單電池，含膜電極的單電池0.83mm。該款電堆采用創(chuàng)新的變形壓合雙極板密封工藝與獨特一體化單電池工藝，功率密度達(dá)到6.4kW/L，最大功率206kW，可滿足高性能乘用車需求。
另外，記者還獲悉，氫璞創(chuàng)能是電堆主力供應(yīng)商之一。公司2022年出貨的1500套裸堆中，重卡用電堆占據(jù)了70%-80%，其余是叉車、環(huán)衛(wèi)車、固定式發(fā)電等場景用電堆。
(責(zé)任編輯：子蕊)
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氫璞創(chuàng)能
碳板電堆
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