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北京氢璞创能欧阳洵:解析燃料电池电堆产品国产化技术路线

北极星储能网  来源:北极星储能网    2018/4/4 13:12:34  我要投稿  

北极星储能网讯:为助力中国储能企业与国际接轨,同时致力于推动中国储能产业机制的建立,实现储能技术商业化,中关村储能产业技术联盟举办的“储能国际峰会暨展览会2018(ESIE2018)”于2018年4月2-4日在北京国家会议中心举行。北京氢璞创能科技有限公司董事长欧阳洵发表题为《氢璞燃料电池电堆国产化技术路线和产品》的演讲,文字实录如下:

我的题目主要是讲的氢璞燃料电池电堆国产化技术路线和产品,我的报告分三个部分,行业环境,氢璞公司及产品简解,还有我们氢璞自己的一些实践。

我首先还是先介绍一下行业环境,从我们自己的角度来稍微简单阐述一下,燃料电池现在主要应用在汽车和发电领域,氢能和燃料电池一方面解决了传统内燃机技术带来环境和子的问题,另外一方面有效补充了锂电池技术充电时间过长和能量密度过低的问题。燃料电池基本原理就是通过电化堆反应,有清洁高效的特点,主要燃料是氢气,也可以使用甲醇天然气,有不同燃料电池的气体作为燃料。燃料电池有很多优点,包括氢气的可再生、无污染、使用高效和使用便捷。氢气的来源其实很多是从传统,包括新能源方式,传统的包括煤、天然气的制氢,新能源方式包括弃风、弃光、低谷电制氢,同未来来看光化学制氢是非常着手的方向。燃料电池应用很广泛,从小型充电宝到汽车,一直到兆瓦级的电站,燃料电池汽车很多应用都实现了规模化,这里面我列举的包括通信基站,美国、日本的热电联产。

国家已经制定了特别明确了氢能源燃料电池的战略规划和扶持政策,尤其在国家新能源汽车政策大力扶持下,中国氢能源燃料电池事业正在快速发展。现在国内已经有氢能燃料电池发展规划的城市,其实已经不下10个了。我重点列举了一些比较早期和比较重要的一些城市,包括像上海、武汉、苏州、广东、佛山的云浮、南海以及江苏,从上面的发展规划不难看到,中国的燃料电池汽车商业化进程比像美国、日本稍微晚一点,但其实已经是国际上最重要的燃料电池应用舞台。

中国的节能新能源汽车的技术路线图制定了燃料电池汽车到2020年发展到万辆规模,2025年发展到10万辆规模,2030年发展到百万规模的规划。然而,现在整个燃料电池和氢能源的发展有几个瓶颈,包括加氢站的基础设施其中之一,我这里要强调的就是整个燃料电池产业链核心部件,尤其是像电堆产品和产业化的需求也是越来越迫切。

下面我介绍一下氢璞公司和产品情况,氢璞公司成立于2010年,8年来我们公司一直致力于燃料电池的电堆和甲醇制氢核心部件产品和产业化,公司我们正在完成16949认证,公司现在有自动化和半自动化。燃料电池电堆的技术路线主要包括碳氢复合板和金属板,首先介绍一下我们公司第三代的复合板的电堆,主要用于商业车的固定发电,电堆产品最大的发电功率是40千瓦,达到一流水平,并且正在实现自动化的生产。公司大力投入研发金属板电堆,不到两年时间我们通过努力已经打造了第一代金属板电堆,这个电堆功率可以达到50千瓦,密度达到2.5千瓦每升。简述一下氢璞的复合板和氢璞板电堆的发展路线,燃料电池汽车实际上从商用车逐渐发展到乘用车以及它的车型,动力总成的平台从弱混到中混强混,最终实现全功率,氢璞的复合板电堆可以满足所有商用车的需求,主要工作是寿命目标,金属板主要攻克的是功率密度目标。从成本上来看,电堆以及燃料电池发动机将最终被替代。

第三部分介绍一下我们的电堆国产化的实现过程,实现电堆的设计、核心材料以及产线的国产化意义十分重大,这是我们氢璞人自身的重要使命。

首先讲述一下电堆产品的设计重点,中国现在国际燃料电池行业最重要的舞台,全世界基本上最优秀的燃料电池公司都汇聚在中国,技术领先性是必须要考虑的。合格的新能源产品寿命、可靠性、产品的一致性特别重要。最后为了实现全面推广,成本的控制也是极为关键的。在这个思路下氢璞中美的研发工艺团队合力打造最具技术领先性的复合板和金属板电堆的产品,并且提出了通过关键材料国产化和生产工艺自动化实现电堆产品的寿命、可靠性、一致性和成本的目标。这里大致列了一些电堆核心材料和技术,包括催化剂、双基板的板材等密封材料以及电堆的分装,以上材料和每一项技术环环相扣,必须要全局和细节考虑才能设计好真正的电堆产品。

下面主要是以复合板电堆为例,这部分技术性相对来说比较强,复合板电堆生产的原材料包括复合材料,密封材料、催化剂材料。复合板电堆而言,我们和合作伙伴联合完成了80%核心材料和关键设备国产化。下面介绍一下复合板材料关键材料和工艺,复合材料从材料特性上必须要考虑电导率、化学兼容率、强度、导热系数等,工艺上需要考虑成型方法等。电堆极板通过复合材料,主要是通过磨压成型,随后又一些后处理,整个需要有信息互通才能实现产品的可追溯性。双极板车型技术的关键点包括模具的设计,脱模设计、顶出装置、压合速度等等。

一个高品质的产线必须具备全方位的过程检测自动化设备,这里必须要包括的,包括材料秤重的检测,极板成型尺寸和激光检测,双极板以及整堆信息性检测,并且所有的极板这些关键零部件必须有独立的二维码,而且零部件的信息和生产过程都应该在数据库里面记录下来。我们氢璞的自动化生产车间目标是逐步实现工业4.0智能制造。MES系统是由计划管理、仓储管理、设备管理、现场管理、质量管理等功能组成。车间物联网系统实现的采集。

好的仓库管理系统也是自动化生产的重要环节,系统一定要有严格的管理流程,最重要的就是所有的物料都具备了身份ID,从而支持了生产全过程的可追溯。这张图给大家展现一下氢璞在电堆自动化产线的实景,这里包括了成型的产线,现在实现了工序自动化程度超过90%,同领域达到达到99.95%。

欢迎我们同行合作伙伴客户来到氢璞工厂来指导参观,我的报告到这里结束,谢谢大家!

以上发言未经嘉宾审核发布。

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