三方面入手攻克技術難關 讓氫燃料電池汽車的“中國心”更耐受
發布時間：2021-01-26 15:35:04
北京1月25日電 多地迎來雨雪降溫天氣之時，一則“MH170金屬板電堆在無輔助熱源條件下零下39℃成功啟動”的消息受到關注。有評論說這為燃料電池行業發展注入“強心劑”。近日，記者對電堆研發團隊進行了專訪。
讓“中國心”耐受性更強
眾所周知，新能源汽車主要分為鋰電池車和氫燃料電池車兩大類。前者已得到一定程度的普及，但在實踐中巡航里程短、充電時間長、電池載重量小等難題尚待解決;后者被視作彌補不足的解決方案，然而產業化進展遠遠落后于前者，其中一個原因是受到電堆限制。
已在氫燃料電池車領域深耕20多年的付宇接受記者采訪時，將電堆形容為燃料電池動力系統的核心部件，“其本質相當于‘發動機’，也可以說是車的‘心臟’”。20多年間，付宇先后在中國科學院大連化學物理研究所、新源動力暨燃料電池及氫源技術國家工程研究中心等機構從事研發，并于2018年底拉著志同道合的伙伴成立了科技企業驥翀氫能。
驥翀氫能實現MH170金屬板電堆在無輔助熱源條件下零下39℃成功啟動，用付宇的話說，“相當于‘心臟’的耐受性更強了”。他還告訴記者，現有實驗條件僅能達到—40℃，他們已在尋找更低溫環境以沖擊新的紀錄，實現在任何大氣低溫環境下都可以無輔助啟動的目標。
而據國內外公開報道，豐田公司曾在2014年宣布實現—30℃低溫啟動，此后行業內沒有更多進展。因此有評論稱，中國團隊的最新進展將樹立技術新標桿，不僅有利于擴大市場范圍，也將為向國外進軍打好基礎。
三方面入手攻克技術難關
談及實現低溫啟動的“秘訣”，付宇透露，驥翀氫能從原材料選擇、膜電極和雙極板結構設計、啟動策略三方面入手攻克技術難關。他舉例說，為保證容冰能力、避免冰凍堵塞，他們在催化層、擴散層、雙極板流道結構均有特殊設計。
“靠燃料電池自身熱源實現低溫啟動的技術路線不是獨創，但我們的優勢在于整個研發團隊都對燃料電池有著很深入的理論認知，同時也具有豐富的工程經驗。溫度越低，無輔助啟動的操作窗口就越窄，需要理論與工程的密切結合。”他說。
據介紹，在本輪實驗中15節MH170金屬板電堆及冷卻循環系統經過多次低溫啟動，未見電堆性能衰減。付宇特別強調“無輔助”，因為這將極大簡化系統并降低系統的體積和成本。
目前MH170也已通過國家機動車產品質量監督檢驗中心(上海)道路車輛用質子交換膜燃料電池模塊高低溫儲存、防水防塵、沖擊、振動等強制性檢驗。下一步，研發團隊將進行370節全尺寸電堆低溫啟動實驗。
“我們對此很有信心。”付宇對記者說，“電堆節數越多，越容易實現低溫啟動”。他們還已面向下一輪系統集成推進產品應用，來自客戶的反饋“產品移植性、可靠性好”使他們更為振奮，也更有信心將“中國心”真正適用到車輛上。
吁“從上到下”規范行業
事實上，付宇指出“中國心”的應用范圍不僅局限于車輛，從船舶、飛機等交通運輸工具，到醫院、數據中心、邊防海島等亟需能源的場所，都是氫燃料電池大顯身手的“舞臺”。為此，驥翀氫能計劃今年內在山東建立一個能夠測試電池壽命和可靠性的測試中心。除了在張家港、北京、河南等地擴大產能，他們還已布局下一代的電堆。
燃料電池汽車正在開展為期四年的示范推廣，能源法征求意見稿里將氫能列入中國能源體系，國家能源局印發意見提出制定實施氫能產業發展規劃，荷蘭、德國、比利時等國紛紛公布禁售燃油車的“時間表”……種種跡象表明，氫燃料電池迎來了發展的“窗口期”。但作為一名行業“老兵”，付宇更直觀地感受到行業“野蠻生長”帶來的弊端。
他舉例說，由于行業技術壁壘較高，除了業內人士很難判斷出技術優劣，有的地方已出現壓低價格的惡性競爭，而一個產品要兼顧性能、壽命與成本，不能只看單一方面數據。
另一方面，有別于日本、德國等國的慣常做法是由車企牽頭研發，集成度高，易實現各部件的揚長避短，國內目前的模式是出現一個新技術后從電堆推向發動機再推向整車，相對缺乏協同性。這也亟待各方共同協作解決。
付宇還表示，此次實驗結果意味著產品已覆蓋國內絕大部分區域，他們也與國外廠商接洽，希望向俄羅斯、中亞等極寒國家與地區拓展，讓更多車、更多人不再有“低溫焦慮”。
讓“中國心”耐受性更強
眾所周知，新能源汽車主要分為鋰電池車和氫燃料電池車兩大類。前者已得到一定程度的普及，但在實踐中巡航里程短、充電時間長、電池載重量小等難題尚待解決;后者被視作彌補不足的解決方案，然而產業化進展遠遠落后于前者，其中一個原因是受到電堆限制。
已在氫燃料電池車領域深耕20多年的付宇接受記者采訪時，將電堆形容為燃料電池動力系統的核心部件，“其本質相當于‘發動機’，也可以說是車的‘心臟’”。20多年間，付宇先后在中國科學院大連化學物理研究所、新源動力暨燃料電池及氫源技術國家工程研究中心等機構從事研發，并于2018年底拉著志同道合的伙伴成立了科技企業驥翀氫能。
驥翀氫能實現MH170金屬板電堆在無輔助熱源條件下零下39℃成功啟動，用付宇的話說，“相當于‘心臟’的耐受性更強了”。他還告訴記者，現有實驗條件僅能達到—40℃，他們已在尋找更低溫環境以沖擊新的紀錄，實現在任何大氣低溫環境下都可以無輔助啟動的目標。
而據國內外公開報道，豐田公司曾在2014年宣布實現—30℃低溫啟動，此后行業內沒有更多進展。因此有評論稱，中國團隊的最新進展將樹立技術新標桿，不僅有利于擴大市場范圍，也將為向國外進軍打好基礎。
三方面入手攻克技術難關
談及實現低溫啟動的“秘訣”，付宇透露，驥翀氫能從原材料選擇、膜電極和雙極板結構設計、啟動策略三方面入手攻克技術難關。他舉例說，為保證容冰能力、避免冰凍堵塞，他們在催化層、擴散層、雙極板流道結構均有特殊設計。
“靠燃料電池自身熱源實現低溫啟動的技術路線不是獨創，但我們的優勢在于整個研發團隊都對燃料電池有著很深入的理論認知，同時也具有豐富的工程經驗。溫度越低，無輔助啟動的操作窗口就越窄，需要理論與工程的密切結合。”他說。
據介紹，在本輪實驗中15節MH170金屬板電堆及冷卻循環系統經過多次低溫啟動，未見電堆性能衰減。付宇特別強調“無輔助”，因為這將極大簡化系統并降低系統的體積和成本。
目前MH170也已通過國家機動車產品質量監督檢驗中心(上海)道路車輛用質子交換膜燃料電池模塊高低溫儲存、防水防塵、沖擊、振動等強制性檢驗。下一步，研發團隊將進行370節全尺寸電堆低溫啟動實驗。
“我們對此很有信心。”付宇對記者說，“電堆節數越多，越容易實現低溫啟動”。他們還已面向下一輪系統集成推進產品應用，來自客戶的反饋“產品移植性、可靠性好”使他們更為振奮，也更有信心將“中國心”真正適用到車輛上。
吁“從上到下”規范行業
事實上，付宇指出“中國心”的應用范圍不僅局限于車輛，從船舶、飛機等交通運輸工具，到醫院、數據中心、邊防海島等亟需能源的場所，都是氫燃料電池大顯身手的“舞臺”。為此，驥翀氫能計劃今年內在山東建立一個能夠測試電池壽命和可靠性的測試中心。除了在張家港、北京、河南等地擴大產能，他們還已布局下一代的電堆。
燃料電池汽車正在開展為期四年的示范推廣，能源法征求意見稿里將氫能列入中國能源體系，國家能源局印發意見提出制定實施氫能產業發展規劃，荷蘭、德國、比利時等國紛紛公布禁售燃油車的“時間表”……種種跡象表明，氫燃料電池迎來了發展的“窗口期”。但作為一名行業“老兵”，付宇更直觀地感受到行業“野蠻生長”帶來的弊端。
他舉例說，由于行業技術壁壘較高，除了業內人士很難判斷出技術優劣，有的地方已出現壓低價格的惡性競爭，而一個產品要兼顧性能、壽命與成本，不能只看單一方面數據。
另一方面，有別于日本、德國等國的慣常做法是由車企牽頭研發，集成度高，易實現各部件的揚長避短，國內目前的模式是出現一個新技術后從電堆推向發動機再推向整車，相對缺乏協同性。這也亟待各方共同協作解決。
付宇還表示，此次實驗結果意味著產品已覆蓋國內絕大部分區域，他們也與國外廠商接洽，希望向俄羅斯、中亞等極寒國家與地區拓展，讓更多車、更多人不再有“低溫焦慮”。
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