氫璞創能發布全球首款300kW碳板電堆
時間:2023-03-08 12:43來源:中國高新技術產業導報 作者:張偉
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燃料電池電堆及發動機作為燃料電池汽車的驅動系統，又是推動燃料電池汽車普及應用的關鍵。3月5日，在中國氫能產業應用生態峰會上，中關村企業北京氫璞創能科技有限公司發布并展示了其12年自主研發最新成果——全球首款300KW碳復合板電堆、高功率密度200kW金屬板電堆。
據悉，該300kW碳板電堆整堆單電池片數/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尤為優異，經中汽研檢驗顯示，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、固定發電等多個應用場景，各項參數指標處于國際領先地位，顯現出氫璞創能自主創新開發的硬實力。
“每一項技術指標突破的背后，團隊及合作伙伴都付出了艱辛的努力。”據氫璞創能董事長歐陽洵博士介紹，該電堆立項歷時兩年，在原有的研發成果及經驗基礎上，不斷追求更高的材料效率與壽命，以及各項工藝的改進提升，才最終達到目標。
舉個例子：為了實現300kW這一大功率，提高平均面積功率密度非常重要。兩年以來，氫璞創能團隊聯合催化劑、質子膜、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，也給生產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力壓力不一致，影響電堆最終的性能表現。為了能夠克服技術難點，氫璞創能團隊在最初立項時做了冗余與準備，以600片電堆計算所有公差，給自身及供應商提出要求。當最終方案定在550片時，達到目標就相對容易些，同時一次性良品率很高。
燃料電池實現了大功率指標，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、熱管理系統升級形成了挑戰。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上不斷改進，并經歷長時間的測試，為此氫璞創能團隊在聯合供應商研發方面投入了很多精力。
當前重卡是應用大功率燃料電池的主要車型，目前實際裝車應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，行業內企業正在加碼開發200kW及以上電堆。氫璞創能站在大功率電堆制高點的300kW碳板電堆，可以滿足250kW級別發動機需求，將是滿足當下長途重卡的優勢電堆產品。
據悉，氫璞創能成立于2010年，是國內在技術創新及商業運營上領先的燃料電池公司之一，是國內為數不多的同時擁有核心技術自主知識產權和成熟產業化技術的燃料電池廠家。資料顯示，12年期間，其自主研發六代碳板電堆、三代金屬板電堆，擁有相關技術專利及保密技術100+項，參與20+燃料電池相關國家及行業標準制定，配套氫車超過1000輛。
在現場，氫璞創能還首次發布了其第三代金屬板電堆—高功率密度200kW金屬板電堆。200kW金屬板電堆采用業界最薄的75μm板材，雙極板厚度0.51mm，打造業界最薄的單電池，含膜電極的單電池0.83mm。該款電堆采用創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，氫璞創能是電堆主力供應商之一。公司2022年出貨的1500套裸堆中，重卡用電堆占據了70%-80%，其余是叉車、環衛車、固定式發電等場景用電堆。
(責任編輯：子蕊)
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