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【原创】魔方新能源增湿器与CVM产品技术“领跑”
魔方新能源 文章来源自:高工氢电网
2021-09-18 09:43:19 阅读:2608
摘要我们一直在想办法怎么用一到两款产品适应绝大部分的客户,在提升产品可靠性的基础上,不断降低成本。

  

“魔方以氢燃料电池‘全系列产线、关键零配件’为主线发展。凭借独有的技术与经验优势,公司优先聚焦市场最渴求的产线设备,而后逐步突破关键零部件,围绕燃料电池龙头企业进行产品开发与核心供应,始终保持细分领域关键技术与市场份额领先。”魔方新能源总经理华周发博士在2021高工氢电燃料电池系统技术与应用峰会上说。  

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产线方面,魔方进入早积累多,是国内首家燃料电池全系列产线装备企业,已成为市场领跑者。关键零配件方面,魔方在实现传统技术国产化的基础上,积极开发下一代技术,部分已与国际同步。公司新一代增湿器Z30P将于今年10月中旬开发完成,并批量供货;CVM累计完成销售近5000套,其中带内阻检测的近1000套。以下是演讲实录:  

增湿器与CVM产业化痛点  

有些人认为未来燃料电池系统可能不会用到增湿器,如丰田燃料电池系统确实没有用增湿器,但需注意的是,它有独特的应用场景,用在乘用车上寿命可能只需要5000-10000小时;额定工作温度在60度或60度多,只有达到峰值时温度才会比较高,达到90度。而国内应用及技术能力不同,工作温度都在80度以上。在这样的一些条件下,增湿器对于系统的耐久性和寿命而言依然是特别重要的零部件。这给了国内增湿器企业发展机会。  

不过,相比于其他BOP部件而言,当前增湿器国产化进程缓慢,原因有:1、国内基础研究滞后,增湿膜等基础材料产业化存在瓶颈;2、国内整体处于产业化初级阶段,市场容量偏小,企业研发动力不足;3、新产品生产工艺不成熟,设备以定制化为主;4、BOP相关标准不完善,不利于产品标准化、产业化。目前增湿器整体价格偏高,占系统成本比例为3%-5%。  

CVM功能是通过采集单体电压(或电堆总电压)信号,并将其发送到燃料电池系统控制器,通过对单体电压信号的检查,来判断燃料电池的工作状态,从而起到保障燃料电池安全,提高燃料电池寿命的作用。  

目前CVM的产业化难点有:1、采集点断线检测难,存在电堆电压采集点连接可靠性问题;2、堆内水含量监控难,堆内水含量不同,对堆的可靠性以及寿命有影响;3、防护等级要求高,电堆的工作环境恶劣,处于高温高湿环境,要求产品防水防尘性能高。若堆内空气湿度高,并呈现酸性,对产品外壳本身有一定的腐蚀;4、标准不完善,目前主要依据GBT2423相关标准,期待行业内针对FCU及CVM等尽快制定专项标准;5、电磁兼容难度高,这是各电气类产品共同的难点,CVM模块附近电磁环境同样复杂,因此开发过程中需特别注意;6、产品标准化推进难,如各企业CVM接口不统一,串数不统一,导致匹配性相对较差,多以定制化路线为主。  

突破增湿器卡脖子技术  

以增湿器为代表的部分关键零部件技术门槛相当高,市场增长周期长。此外,近年来国内商用车燃料电池发动机向大功率快速发展,从最初30kW、60kW到120kW,甚至即将到200kW-250kW,给增湿器技术更新迭代也带来了挑战。  

“随着燃料电池发动机功率的增大,对增湿器的要求反而是体积要减小、重量要减轻。”华周发说,这是个系统性的工程,意味着要提高增湿器的增湿效率,这要靠材料来解决问题。  

作为先行者,魔方积极开发增湿器技术,产品部分性能已与国际同步。魔方增湿器开发系列:1、平台系列:3-6款增湿器,覆盖7kW-240kW;对应开发计划节点如下图;2、定制系列:可根据客户的特别需求独家定制,开发周期大约3个月出样品。  

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“不同的增湿器产品平台及型号,里面膜的材料是一样的,我们只是针对不同的产品有不同的设计,包括外形的设计,以及进气和出气的定制化开发等。”华周发说,公司新一代增湿器Z30P将于今年10月中旬开发完成,并批量供货。  

带内阻检测功能的CVM  

燃料电池的水热管理是非常难做好的。采用内阻检测和CVM内阻检测,就如同有了双眼,可以看到燃料电池内部水的分布是否处在合适的状态,能够及时将信息反馈给系统控制器,从而降低故障率,对于整个电堆及系统的可靠性及寿命,都能起到非常重要的作用。  

断线检测、电压内阻检测是CVM两大核心竞争力,此前国内技术相对滞后,魔方新能源经过长时间的测试验证,才有了如今自主创新的突破性成果。目前公司CVM产品支持整堆同时多路单片的阻抗测量(可根据上位机指令指定位置采集);CVM能够进行自行构建扰动信号回路,施加扰动信号,也支持与DC联合工作,由DC施加扰动信息。  

目前魔方新能源CVM累计完成销售近5000套,其中带内阻检测的近1000套,供货20余家客户,CVM001到CVM005均已批量供货。至于为什么有这么多款产品,因为每家客户的需求都不太一样。产品型号太多,不利于降本。对此,华周发表示:“我们一直在想办法怎么用一到两款产品适应绝大部分的客户,在提升产品可靠性的基础上,不断降低成本。”  

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针对行业技术迭代的需求,以及提高寿命及降低成本的需求,多年来魔方新能源一直在快速迭代CVM技术,以下是魔方新能源CVM产品开发路线:  

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“我们将聚焦产业痛点,结合自身优势,除了为行业提供全系列产线外,还将在BOP部件上不断突破,助力燃料电池产业化。”华周发在演讲的最后说道。


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