近年來,新能源車產業發展迅猛,與其息息相關的材料、電池、零部件、配套設施等都備受關注。尤其在2020年上半年,不僅特斯拉市值暴漲,成全球市值最高的車企,以電動和氫燃料電池卡車制造商尼古拉(Nicola)雖然還未完成產品開發,就一經上市,其股價暴漲,市值超越了擁有117年歷史的福特汽車公司。可以看出,市場對包括燃料汽車在內的新能源汽車的發展前景,持有非常樂觀的態度。
據了解,燃料汽車具有巡航里程長、加氫時間短、載重量大、環境適應性好等優點,成為了新能源汽車在發展除鋰電池汽車之外的最優補充路線。而其中,作為產業鏈中最重要一環——氫燃料電池,其核心部件電堆,又可以說是中國燃料電池產業發展,乃至氫燃料電池汽車產業的關鍵因素,幾乎決定了整車的成本、性能和技術含量。
今年上半年,氫燃料電池電堆解決方案供應商——驥?氫能發布了其自主知識產權的全國產化大功率金屬板電堆——MH170,該型號電堆具有單堆功率及比功率密度高、長壽命高可靠性設計、生產工藝成熟、易于系統適配、成本低廉等優勢,最大功率已突破143KW,是燃料電池領域現階段已知的最大單堆功率。
驥?氫能創始人兼董事長付宇博士表示,之所以能有此突破,首先在設計上,驥?團隊通過成體系的電堆正向設計,結合20年的燃料電池電堆產品開發經驗,在多反應要素耦合的復雜條件下保證了反應氣體、質子、電子、水、熱等的順利傳遞、分配、反應和排出。
“目前,國內除了設計能力,好的制造工藝也同樣稀缺。好的設計使產品具備高性能和高可靠性的可能;而好的工藝,則保證了設計目標的實現。沒有好的工藝做保障,是不可能做出高品質的產品。可以說,產品實現能力是工藝能力、裝備能力和工程師團隊實操經驗的綜合體現。”
據了解,為了實現好的設計,在金屬板制造方面,驥?氫能與國內最早從業、工程經驗最為豐富、同時也是目前國內唯一的金屬板激光焊接專業從業企業、裝備與工藝均為自主開發的深圳眾為氫能成為戰略合作伙伴。深圳眾為氫能定位于氫燃料電池金屬雙極板激光焊接、電堆組裝及產線自動化的裝備與工藝開發。
作為曾參與國家科技重大專項,眾為氫能創始人王力是我國最早的工業激光從業者之一,有近20年的激光焊接與自動化產業經驗,以及10年金屬雙極板焊接工藝及裝備開發經歷,于國內率先實現了金屬雙極板焊接工藝的突破,并成功批量應用于上汽/新源動力燃料電池金屬板電堆項目;相關設備和工藝成功輸出至中科院大化所、愛德曼等公司。
同時,涂層是金屬板電堆的核心技術和行業難點。在涂層方面,驥?氫能的戰略合作伙伴常州翊邁,前身是大連理工大學表面改性國家重點實驗室,自2002年即開始與中科院大連化學物理研究所合作開發金屬板涂層技術,是我國從業最早、技術最完備、工藝經驗最豐富、累計加工量最大的燃料電池金屬雙極板涂層龍頭企業,也是目前國內唯一的金屬板涂層專業從業企業,目前擁有授權專利6項,另有申請中專利11項。
公司現有兩條涂層產線以及完備的涂層測試體系,具備20萬片年產能(按150mm×410mm尺寸核算),曾為上汽、新源動力、大連化物所等燃料電池龍頭企業和研發機構提供涂層加工服務,累計加工雙極板5萬余片。產品已在汽車及無人機用燃料電池金屬雙極板、水電解池金屬雙極板、鍍金電子接插件替代等領域成功應用。
值得一提的是,常州翊邁采用非貴金屬納米復合結構涂層體系的第四代涂層技術,在保證高導電性的同時,解決了燃料電池高電位下的耐腐蝕問題,在燃料電池金屬雙極板涂層技術方面處于國際一流水平。在研的第五代涂層技術已經完成概念設計與基本性能的測試驗證,將在保持高導電性的基礎上進一步提升了耐蝕性、大幅降低了成本。
目前,驥?氫能的電堆產品正在與多個下游頭部系統客戶及整車廠進行合作,將應用于大巴、物流車、重型卡車、特專車(垃圾車、清掃車)等領域,預計年內將形成小規模實際應用。此外,大型飛機、船舶等領域的應用也在推進過程中。
今年4月,財政部、工業和信息化部、科技部、發展改革委聯合發布了《關于完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》,各城市在新政下紛紛“遍地開花”,仿佛又開啟了燃料電池版“十城千輛”,7月以來,上汽、廣汽長城一汽等車企更是動作不斷,持續強化布局。
付宇表示,目前燃料電池產業的大環境積極向好。一方面氫能首次被列入我國能源法,位居煤、石油、天然氣和核能之后列第五位,排在風能和太陽能之前,戰略意義重大。另一方面,燃料電池版“十城千輛”草案出臺,顯示國家對行業的重視。新形勢下燃料電池的戰略意義包括:能源安全、可再生能源消納以及帶動產業升級。新政時長四年,徹底改變了之前政策一年一調整的不穩定狀態,行業可以有一個穩定的發展環境。相信行業新政下,我國燃料電池產業將迎來高質量的規模發展。
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