
近年來,HCHEN技術對H3技術和230kW反應器的發展進行了論證,引起了業界的廣泛關注。目前最大功率約150kW。如今,作為反應堆龍頭企業之一,HIChen科技率先完成了230kW單堆的性能試驗,這是國內反應堆再次向更高功率邁進的重要信號。
與國產電抗器同步走向大功率系統。目前濰柴動力正在支持中國重汽第一輛氫動力雪蠟車。系統額定功率可達162kW,是目前國內負荷和應用最高的電力系統產品。據報道,到今年年底,該行業可能會有一個200kW的電力系統可用。
為什么國內燃料電池堆和系統公司不斷開發大功率產品?目前的防噴器供應鏈水平能否保持下去?技術上的挑戰是什么?
燃料電池向高能方向發展
除氫晨科技外,近年來,國內主流燃料電池堆企業都在不斷開發大功率產品,布局最新一代產品,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月發布。前者峰值功率輸出150kW,設計耐久性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。
系統企業方面的強勢勢頭同樣明顯。億華通今年推出新一代120kW大功率產品,采用高性能單反應器和氫氣再循環系統設計,率先將系統額定功率密度提高到701W/kg。
今年6月,豐子陽發布了新一代燃料電池系統——奇異元極。該產品的初始開發平臺覆蓋110KW-130KW系統功率范圍,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。去年10月,國宏氫發布了洪圖G系列燃料電池動力模塊產品,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“快速發展”。現階段,實際應用的大功率燃料電池堆可達150kW。例如,hydro - chen技術的150kW單堆已經實現了數百種應用。在系統方面,國產重型卡車燃料電池系統的額定功率在110kW以上。
接下來,國內大功率燃料電池堆和系統將提升到什么水平?飛時首席技術官石建禎博士在會議上表示,200kW燃料電池系統將在今年下半年上市。
據GGII分析,在“以獎代補”政策的推動下,行業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時間長、載重率高、連續高速工況的特點,直接推動了企業對燃料電池動力的探索和提高。
可靠性和壽命是關鍵
燃料電池向大功率方向發展是一種趨勢,主流企業開發大功率產品的能力也是技術實力的證明。需要注意的是,在這個階段,產品的可靠性和壽命也是非常關鍵的。
“重型卡車需要根據運行場景選配110-200kW燃料電池系統;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,重型卡車作業道路條件、環境等復雜,可靠性高,確保長期穩定運行。”風氫楊總經理劉俊瑞表示。
GGII還提醒大家,從目前行業的技術水平來看,燃料電池企業在進行技術開發時需要注意兩點:首先,大功率燃料電池的發展不依賴于堆疊數量或面積的擴展,在設計過程中不斷考慮水熱條件、氣體質量流等條件的耦合。
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。如何優化歧管和各單片機內的流體分布,保證反應氣供應?在水管理方面,功率越大,產生的水越多,如何有效排放;在熱管理中,大功率發電產生的熱量較多,如何做好冷卻工作;還必須考慮反應器組成的一致性。
其次,現有的防噴器供應鏈可能暫時無法可靠地滿足大功率系統的需求。然而,隨著大功率燃料電池的發展,未來關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挑戰的企業并不多。隨著越來越多的公司開發大功率燃料電池,這些挑戰可能會比預期更快地得到解決。
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