官方微信
【原创】150kW电堆批量下线 上海氢晨的氢能宏图
燃料电池| 上海氢晨 文章来源自:高工氢电网
2020-09-28 10:03:23 阅读:7157
摘要背靠上海临港新片区优越的区位优势,上海氢晨的发展前景值得期待。

世界氢能看中国,中国氢能看上海。

9月26日,中国(上海)自由贸易试验区临港新片区氢产业园成立一周年活动在临港新片区举行,活动揭晓了由上海氢晨自主研发的第二代燃料电池电堆——H2150F和首条氢燃料电池自动化产线,并完成了临港新片区首座油氢合建站的奠基仪式;上海交大-临港集团“通临智创”产学研基金启动仪式。

图1.webp.jpg


临港新片区首座加氢站—平霄路油氢合建站奠基仪式

图2.webp.jpg


申能临港氢能-临港交通-上海氢晨BRT合作协议


图3.webp.jpg


上海氢晨临港基地落成暨首条自动产线启动仪式

同时,申能临港氢能-临港交通-上海氢晨BRT合作协议,申能集团、通临智创基金入股上海氢晨投资协议等多项协议成功签订,进一步深化了氢能产业链布局各环节战略协同效应。


150kW电堆首发 上海氢晨启动首条自动产线


作为临港新片区氢产业园的核心技术支持、上海交大孕育的新能源科技公司,上海氢晨在活动当天发布了自主研发的新产品——H2150F质子交换膜燃料电池电堆,这是在以商用车为主要发展目标的当前阶段,针对18吨以上中型及重型卡车等应用场景开发的车规级量产型燃料电池电堆。其峰值功率达到150kW的行业领先水平。

在新品发布仪式上,上海氢晨总经理易培云详细介绍了H2150F的三大优势:高性能、高一致性、高集成度。目前该电堆已完成了5000小时以上的NEDC工况实测,并100%完成了OTS的实验验证和整车厂PPAP认证,此款产品的开发过程严格遵守车规级产品设计标准和开发流程。

图4.webp.jpg

上海氢晨发布的H2150F燃料电池电堆

高工氢电了解到,上海氢晨的H2150F型电堆于2019年底开发成功,2020年3月份交付客户,目前已和国内知名系统厂商获得系统公告。

该电堆针对35T重卡应用设计(与驱动电机额功率比40%~50%),综合运行效率>58%,基于NEDC工况的设计寿命超过10000h。产品已经完成了全部DV实验的考验,参与测试的项目包括绝缘(>2MΩ@1kV)、-40℃低温存储、-30℃无辅热低温启动、IP67防水防尘、冷热冲击、SAEJ2380/ISO16750-3振动测试和盐雾测试等。

活动当天,上海氢晨首条自动产线正式启动,燃料电池全自动化电堆装配系统、100kW以上大功率电堆测试系统和零部件自动化检测系统等核心设备投入使用,这标志着H2150F电堆进入到SOP量产阶段。目前已投产的一期产能达到2000套/年,该生产基地规划总产能5万套/年。


15年磨一剑 上海交大班底加持


作为一家专注于高密度燃料电池电堆研发与制造的企业。上海氢晨的核心团队与核心技术源自上海交通大学,团队成员有10余年的持续研发经验。

高工氢电了解到,上海氢晨现有全职员工50余人,其中博士12人,留学归国人员7人;研发团队不局限于电堆技术,对电堆的核心材料、核心部件乃至燃料电池系统都有全面深入的理解,具备很强的正向开发设计能力。

早在2008年,上海氢晨的核心团队就开始燃料电池的相关科研工作,先后承担国家自然科学基金重大国际合作项目、国家863计划项目、国家重点研发计划课题等,攻克了高功率电堆设计、长寿命部件匹配、高可靠自动装配、智能化快速诊断等关键技术,获得了30余项专利授权。

在深厚的技术支持下,上海氢晨得到了上海市科委科技创新行动计划项目的大力支持,2018年牵头承担科委重点项目“车用长寿命高比功率燃料电池电堆及其核心部件”,2019年又获得两项课题资助;2020年获得智能制造研发与转化功能型平台与临港新片区战略性新兴产业发展项目支持。


匠心打磨产品 技术多次迭代


有了技术和人才,离做好电堆已经成功了一半,但是要做出量产型的大功率电堆产品依然要突破重重关卡。

上海氢晨的思路是从应用场景的角度来规划产品,凭借跨学科的联合仿真能力,从产品设计、制造再到检测,对不同的环节进行把控,最终实现电堆制造的可靠性和稳定性。

“公司有多名博士长期从事电堆‘多学科-跨尺度’的仿真计算,这是电堆设计与开发的理论基础。”易培云介绍,由于电堆涉及多学科,比如机械工程、固体力学、工程热物理、流体力学、电化学、分子动力学等,同时跨越了宏观尺度到纳观尺度的多个维度,仿真设计从源头上解决很多问题。

在电堆的精密制造方面,上海氢晨也有自己的四大法宝:电堆层叠式装配界面匹配技术、电堆装配的容差分配技术、电堆智能检测与快速诊断技术和高密度电堆智能制造技术。这四大技术的有机结合从而实现了金属极板与膜电极的有效匹配、整堆侧边装备误差的精准控制(误差在0.2mm以内),电堆全寿命健康状态检测和高效智能的生产制造。


市场化的策略:针对商用车全面优化


解决了批量生产的问题后,一款产品能否走向市场化,还在于其是否能合理匹配应用市场的真实需求。

额定功率为150kW的H2150F电堆属于上海氢晨第三代产品,组成系统后,其额定功率大于100kW。这款产品定位专门针对中重型商用车开发,具有更高的效率。

易培云表示,这款150kW电堆,对于系统开发商和整车开发商来说是一款车规级的量产型产品。选用了相对成熟的部件进行系统匹配和优化,配合更为灵活的动力系统能量管理方案,核心部件全国产化,具备高集成度和高装配精度,能有效提升燃料电池商用车的综合效率和耐久性。


尤为值得一提的是,上海氢晨H2150F电堆完全针对长途重载的商用车量身定制。这样设计和处理的好处在于其在商用车工况下的综合效率、适用的电流电压等级、额定工作点的稳定性及耐久性都有大幅的提升。

具体来看,在电堆的关键零部件、双极板和膜电极方面,都针对商用车更长的使用寿命(>15000小时耐久)和相对稳定的工作条件,更窄的工作范围(0.68V-0.85V)以及更为缓慢的变载条件(<15kW/s)的工况特点进行了全面优化。

此外,它还特别优化了金属双极板的镀层材料、膜电极的催化剂材料以及电堆整体的水热管理。


上海加快氢能战略布局 全产业链迎来机遇期


要想发展好氢能产业,除了企业自身的实力和雄心,还得有地方政策的强力支持。

2020年5月上海市出台《临港新片区综合能源建设三年行动计划(2020-2022年)》;7月24日,中日(上海)地方发展合作示范区在临港新片区挂牌,成为全国范围内唯一以氢能源为主要产业定位的示范区。

临港新片区氢产业园成立一年,临港新片区管理委员会副主任吴晓华透露,在技术研发、技术产业化和技术市场化方面,氢能产业园内的上下游企业正火力全开,向着上市的目标冲刺。

临港新片区既是海港、空港,又是自由港,在地理位置和政策方面都具有得天独厚的优势。再加上上海交大、临港集团、申能集团、中国石油的强强联合,新片区的氢能产业“起步就是冲刺”,迅速突破了一批原创技术、孵化了一批高科技企业,正在成为全国氢能与燃料电池研发、制造与运营高地。

随着由中油股份、申能集团、临港城投共同投资的上海中油申能氢能科技有限公司,投建的临港新片区首座加氢站——平霄路油氢合建站奠基仪式的落成,临港新片区氢能产业园基础设施建设迈出了关键性一步。

吴晓华还表示,智能新能源汽车是临港新片区的战略性新兴产业,有望培育成千亿级产业集群。尤其是氢能与燃料电池汽车这一新兴产业,更是临港新片区管委会着力布局的产业方向。

上海市经济和信息化委员会副主任张建明介绍,上海未来将将聚焦培育“一环”“六带”的氢燃料电池汽车产业创新生态,沿“外环”一个环形区域布局燃料电池汽车产业链,重点建设嘉定、临港新片区、青浦、金山、浦东、宝山六个燃料电池汽车产业聚集地带。

到2023年,上海氢燃料电池汽车产业发展实现“百站、千亿、万辆”总体目标,规划加氢站接近100座并建成运行30座,形成产值规模近1000亿元,推广氢燃料电池汽车突破10000辆,产业发展水平继续保持全国领先。

背靠上海临港新片区优越的区位优势,上海氢晨的发展前景值得期待。


此文章有价值
手机扫一扫,分享给朋友
返回顶部