中中國產金屬雙極板在燃料電池乘用車領域的應用有了新的突破。
近日,在“2020科技日”的線上釋出會現場上,集團旗下的首款燃料電池乘用車——Aion LX Fuel Cell正式亮相。在釋出會上,集團總經理馮興亞乘坐這款燃料電池汽車出場,並宣佈的燃料電池乘用車將於今年內開始示範執行。
作為一款基於GEP2.0平臺開發的燃料電池乘用車,其搭載自主整合開發的燃料電池系統和53L、77L兩個70MPa儲氫瓶,加滿氫氣NEDC工況續航里程超過650km。
集團首款燃料電池乘用車匹配的燃料電池電堆來自國內領先的燃料電池企業新源動力,而為這款電堆提供金屬雙極板的企業則是上海治臻新能源裝備有限公司(下稱“上海治臻”)。
眾所周知,雙極板在燃料電池電堆的重量和體積減小方面起著至關重要的作用。通過使用金屬雙極板,與碳基材料相比,可以實現重量和體積的明顯減小,對於汽車應用而言,輕質薄金屬板可提高功率密度,從而提高燃料電池的市場吸引力。
一直以來,國內燃料電池汽車市場推廣的主力軍都是商用車,並且絕大部分上路運營的燃料電池商用車基於更長營運週期的考慮,採用石墨板燃料電池,金屬板燃料電池現階段尚未在大範圍內得到市場的認可。
“金屬雙極板與石墨雙極板相比各有特點,雖然金屬雙極板在空間利用率上更有優勢,但是其耐久性和長壽命還有待進一步驗證。”國內一位燃料電池系統企業技術總監告訴高工氫電,由於缺乏足夠的實地運營資料,金屬板燃料電池的長壽命成為制約其規模化推廣的關鍵因素之一。
耐久性、長壽命是影響金屬雙極板實現規模化應用的攔路華,這個難題在上海治臻等金屬雙極板企業和新源動力等電堆企業的共同努力下,正在被逐漸攻克。
以剛剛釋出的首款燃料電池乘用車——Aion LX Fuel Cell為例,上海治臻為滿足這款車型對金屬板電堆的要求,專門為新源動力定製開發了量產型的金屬雙極板,這款產品經過了近3年時間的開發和驗證,並且通過了連續5000小時實測壽命考核。
金屬雙極板耐久性、批量生產等關鍵技術的突破,為其在燃料電池乘用車市場開啟局面奠定了基礎,而在這背後則離不開上海治臻持續的研發和在規模化量產方面的努力。
為推動金屬雙極板量產工藝的突破,上海治臻的技術團隊開展了持續數年的基礎研究,產品結構不斷改進升級,並且已經得到充分的工程驗證。目前,上海治臻研發的金屬雙極板的厚度可以控制在1毫米以內,功率密度超過3kW/L。
同時,針對金屬雙極板壽命問題,上海治臻制定了“不鏽鋼+複合塗層”方案,經過多年摸索,發明了鈦、鉻、氮、碳等多元複合塗層,這種多元複合塗層具有高耐蝕、高導電效能。經測試,通過了乘用車連續5000小時實測壽命考核,達到國際領先水平。
上海治臻等相關企業的不懈努力也讓更多的業內人士開始認識到,金屬雙極板在車用燃料電池上的表現並不比石墨雙極板差,甚至在規模化製造成本方面具有優勢。
在今年5月舉行的2019上海市科技獎勵大會上,上海治臻與上海交大、集團、新源動力等單位合作的“高功率密度燃料電池薄型金屬雙極板及批量化精密製造技術”專案榮獲上海市技術發明獎特等獎。
“金屬板的技術已經越來越成熟了,更適合大規模批量製造工藝。”上海治臻總經理藍樹槐告訴高工氫電,隨著加氫站等基礎設施的不斷完善及燃料電池汽車市場的崛起,金屬雙極板除了在優勢很明顯的乘用車上應用加快,也將在商用車上得到推廣。
事實上,燃料電池乘用車在部分地區的規模化運營即將逐步得以實現,這為金屬雙極板的規模化應用創造了有利條件。
7月30日,廣州市政府正式釋出《廣州市氫能產業發展規劃》(2019-2030年),根據該發展規劃,廣州市到2022年,燃料電池乘用車在公務用車、計程車等領域示範應用達到百輛級規模;到2025年,燃料電池乘用車實現千輛級規模的商業化推廣應用。
為迎接挑戰,上海治臻在量產技術工藝和產能規模上都已經做好了充分的準備。
截至目前,上海治臻的金屬板在已經通過1萬小時以上的壽命驗證,同時擴充產能也在同步進行。藍樹槐透露,上海治臻在常熟的新產線今年下半年很快就將投產,投產後公司的產能將達到340萬副/年,能滿足一萬臺金屬板電堆的需求。(來源:高工氫燃料電池)