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近年來(lái)，HCHEN技術(shù)對(duì)H3技術(shù)和230kW反應(yīng)器的發(fā)展進(jìn)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(yīng)堆龍頭企業(yè)之一，HIChen科技率先完成了230kW單堆的性能試驗(yàn)，這是國(guó)內(nèi)反應(yīng)堆再次向更高功率邁進(jìn)的重要信號(hào)。
與國(guó)產(chǎn)電抗器同步走向大功率系統(tǒng)。目前濰柴動(dòng)力正在支持中國(guó)重汽第一輛氫動(dòng)力雪蠟車。系統(tǒng)額定功率可達(dá)162kW，是目前國(guó)內(nèi)負(fù)荷和應(yīng)用最高的電力系統(tǒng)產(chǎn)品。據(jù)報(bào)道，到今年年底，該行業(yè)可能會(huì)有一個(gè)200kW的電力系統(tǒng)可用。
為什么國(guó)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(yīng)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(lái)，國(guó)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(zhǎng)壽命、高功率密度等性能。
SFC-B9P單反應(yīng)器最大功率>150kW，額定功率≥146kW，可廣泛應(yīng)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(jì)耐久性10000小時(shí)以上，反應(yīng)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(jì)使用時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10,000小時(shí)。
青能今年推出了新的VLSII Pro反應(yīng)堆。單反應(yīng)器最大功率可達(dá)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(yīng)器，體積功率密度為4.0KW /L, j系列反應(yīng)器同等功率大于150kW;為未來(lái)5 ~ 10年設(shè)計(jì)的“諾金V”反應(yīng)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(qiáng)勢(shì)勢(shì)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(yīng)器和氫氣再循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，率先將系統(tǒng)額定功率密度提高到701W/kg。
今年6月，豐子陽(yáng)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(tái)覆蓋110KW-130KW系統(tǒng)功率范圍，并將在未來(lái)兩年擴(kuò)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(guó)宏氫發(fā)布了洪圖G系列燃料電池動(dòng)力模塊產(chǎn)品，其中洪圖G110的凈輸出功率為110kW，在許多型號(hào)中得到了廣泛應(yīng)用。
2016 - 2018年，燃料電池功率以30-60kW居多;自2019年以來(lái)，家用燃料電池的動(dòng)力一直在“快速發(fā)展”。現(xiàn)階段，實(shí)際應(yīng)用的大功率燃料電池堆可達(dá)150kW。例如，hydro - chen技術(shù)的150kW單堆已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)百種應(yīng)用。在系統(tǒng)方面，國(guó)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(lái)，國(guó)內(nèi)大功率燃料電池堆和系統(tǒng)將提升到什么水平?飛時(shí)首席技術(shù)官石建禎博士在會(huì)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(jiǎng)代補(bǔ)”政策的推動(dòng)下，行業(yè)更加重視燃料電池汽車在長(zhǎng)途重載應(yīng)用中的應(yīng)用。長(zhǎng)途重載運(yùn)輸具有作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、載重率高、連續(xù)高速工況的特點(diǎn)，直接推動(dòng)了企業(yè)對(duì)燃料電池動(dòng)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(shì)，主流企業(yè)開發(fā)大功率產(chǎn)品的能力也是技術(shù)實(shí)力的證明。需要注意的是，在這個(gè)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(yùn)行場(chǎng)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(wàn)小時(shí)的壽命要求，長(zhǎng)期需要滿足15年或5萬(wàn)小時(shí)的壽命要求;同時(shí)，重型卡車作業(yè)道路條件、環(huán)境等復(fù)雜，可靠性高，確保長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行?！憋L(fēng)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(lái)看，燃料電池企業(yè)在進(jìn)行技術(shù)開發(fā)時(shí)需要注意兩點(diǎn):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(kuò)展，在設(shè)計(jì)過(guò)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(yīng)堆的長(zhǎng)度也會(huì)增加。如何優(yōu)化歧管和各單片機(jī)內(nèi)的流體分布，保證反應(yīng)氣供應(yīng)?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(yīng)器組成的一致性。
其次，現(xiàn)有的防噴器供應(yīng)鏈可能暫時(shí)無(wú)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(lái)關(guān)鍵部件的功率覆蓋將迅速增加。
從客觀的角度來(lái)看，在中國(guó)能夠同時(shí)應(yīng)對(duì)這些技術(shù)挑戰(zhàn)的企業(yè)并不多。隨著越來(lái)越多的公司開發(fā)大功率燃料電池，這些挑戰(zhàn)可能會(huì)比預(yù)期更快地得到解決。
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