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近年來，HCHEN技術(shù)對H3技術(shù)和230kW反應器的發(fā)展進行了論證，引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前最大功率約150kW。如今，作為反應堆龍頭企業(yè)之一，HIChen科技率先完成了230kW單堆的性能試驗，這是國內(nèi)反應堆再次向更高功率邁進的重要信號。
與國產(chǎn)電抗器同步走向大功率系統(tǒng)。目前濰柴動力正在支持中國重汽第一輛氫動力雪蠟車。系統(tǒng)額定功率可達162kW，是目前國內(nèi)負荷和應用最高的電力系統(tǒng)產(chǎn)品。據(jù)報道，到今年年底，該行業(yè)可能會有一個200kW的電力系統(tǒng)可用。
為什么國內(nèi)燃料電池堆和系統(tǒng)公司不斷開發(fā)大功率產(chǎn)品?目前的防噴器供應鏈水平能否保持下去?技術(shù)上的挑戰(zhàn)是什么?
燃料電池向高能方向發(fā)展
除氫晨科技外，近年來，國內(nèi)主流燃料電池堆企業(yè)都在不斷開發(fā)大功率產(chǎn)品，布局最新一代產(chǎn)品，具有大功率、長壽命、高功率密度等性能。
SFC-B9P單反應器最大功率>150kW，額定功率≥146kW，可廣泛應用于中、重型卡車、城市公交車、軌道交通等。hyMOd-150和HySYS-120于5月發(fā)布。前者峰值功率輸出150kW，設(shè)計耐久性10000小時以上，反應堆功率密度4.5kW/L。后者的額定功率為115kW，峰值功率為120kW，設(shè)計使用時間長達10,000小時。
青能今年推出了新的VLSII Pro反應堆。單反應器最大功率可達165kW，體積功率密度可提高到4.4KW /L。雄濤睿透露，將推出最新A2系列50-100kW反應器，體積功率密度為4.0KW /L, j系列反應器同等功率大于150kW;為未來5 ~ 10年設(shè)計的“諾金V”反應堆于去年11月投入使用，功率為150千瓦。
系統(tǒng)企業(yè)方面的強勢勢頭同樣明顯。億華通今年推出新一代120kW大功率產(chǎn)品，采用高性能單反應器和氫氣再循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計，率先將系統(tǒng)額定功率密度提高到701W/kg。
今年6月，豐子陽發(fā)布了新一代燃料電池系統(tǒng)——奇異元極。該產(chǎn)品的初始開發(fā)平臺覆蓋110KW-130KW系統(tǒng)功率范圍，并將在未來兩年擴展到300kW以上。同月，重塑正式推出130kW大功率PRISMAXII+ Mirrorstar xii +燃料電池系統(tǒng)。去年10月，國宏氫發(fā)布了洪圖G系列燃料電池動力模塊產(chǎn)品，其中洪圖G110的凈輸出功率為110kW，在許多型號中得到了廣泛應用。
2016 - 2018年，燃料電池功率以30-60kW居多;自2019年以來，家用燃料電池的動力一直在“快速發(fā)展”?，F(xiàn)階段，實際應用的大功率燃料電池堆可達150kW。例如，hydro - chen技術(shù)的150kW單堆已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)百種應用。在系統(tǒng)方面，國產(chǎn)重型卡車燃料電池系統(tǒng)的額定功率在110kW以上。
接下來，國內(nèi)大功率燃料電池堆和系統(tǒng)將提升到什么水平?飛時首席技術(shù)官石建禎博士在會議上表示，200kW燃料電池系統(tǒng)將在今年下半年上市。
據(jù)GGII分析，在“以獎代補”政策的推動下，行業(yè)更加重視燃料電池汽車在長途重載應用中的應用。長途重載運輸具有作業(yè)時間長、載重率高、連續(xù)高速工況的特點，直接推動了企業(yè)對燃料電池動力的探索和提高。
可靠性和壽命是關(guān)鍵
燃料電池向大功率方向發(fā)展是一種趨勢，主流企業(yè)開發(fā)大功率產(chǎn)品的能力也是技術(shù)實力的證明。需要注意的是，在這個階段，產(chǎn)品的可靠性和壽命也是非常關(guān)鍵的。
“重型卡車需要根據(jù)運行場景選配110-200kW燃料電池系統(tǒng);重型卡車還需要滿足8年或3萬小時的壽命要求，長期需要滿足15年或5萬小時的壽命要求;同時，重型卡車作業(yè)道路條件、環(huán)境等復雜，可靠性高，確保長期穩(wěn)定運行?！憋L氫楊總經(jīng)理劉俊瑞表示。
GGII還提醒大家，從目前行業(yè)的技術(shù)水平來看，燃料電池企業(yè)在進行技術(shù)開發(fā)時需要注意兩點:首先，大功率燃料電池的發(fā)展不依賴于堆疊數(shù)量或面積的擴展，在設(shè)計過程中不斷考慮水熱條件、氣體質(zhì)量流等條件的耦合。
例如，在氣體管理中，隨著功率的增加，反應堆的長度也會增加。如何優(yōu)化歧管和各單片機內(nèi)的流體分布，保證反應氣供應?在水管理方面，功率越大，產(chǎn)生的水越多，如何有效排放;在熱管理中，大功率發(fā)電產(chǎn)生的熱量較多，如何做好冷卻工作;還必須考慮反應器組成的一致性。
其次，現(xiàn)有的防噴器供應鏈可能暫時無法可靠地滿足大功率系統(tǒng)的需求。然而，隨著大功率燃料電池的發(fā)展，未來關(guān)鍵部件的功率覆蓋將迅速增加。
從客觀的角度來看，在中國能夠同時應對這些技術(shù)挑戰(zhàn)的企業(yè)并不多。隨著越來越多的公司開發(fā)大功率燃料電池，這些挑戰(zhàn)可能會比預期更快地得到解決。
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