氢璞创能发布全球首款300kW碳板电堆
时间:2023-03-08 12:43来源:中国高新技术产业导报 作者:张伟
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燃料电池电堆及发动机作为燃料电池汽车的驱动系统，又是推动燃料电池汽车普及应用的关键。3月5日，在中国氢能产业应用生态峰会上，中关村企业北京氢璞创能科技有限公司发布并展示了其12年自主研发最新成果——全球首款300KW碳复合板电堆、高功率密度200kW金属板电堆。
据悉，该300kW碳板电堆整堆单电池片数/活性面积为550片/425cm²，最高工作温度95°C，寿命30000小时/8000次启停。该款电堆在功率方面的表现尤为优异，经中汽研检验显示，额定功率309kW，峰值功率340kW，峰值功率下功率密度4.6kW/L。
该款电堆可广泛适用于重卡、船舶、固定发电等多个应用场景，各项参数指标处于国际领先地位，显现出氢璞创能自主创新开发的硬实力。
“每一项技术指标突破的背后，团队及合作伙伴都付出了艰辛的努力。”据氢璞创能董事长欧阳洵博士介绍，该电堆立项历时两年，在原有的研发成果及经验基础上，不断追求更高的材料效率与寿命，以及各项工艺的改进提升，才最终达到目标。
举个例子：为了实现300kW这一大功率，提高平均面积功率密度非常重要。两年以来，氢璞创能团队联合催化剂、质子膜、膜电极等核心材料厂商做了诸多工作。
另外，扩大极板板型面积及活性面积，减小极板厚度，增加堆叠的片数，也给生产制造增添了不小的难度。单板变薄变大后，极难做好尺寸公差及一致性，容易造成电堆装配应力压力不一致，影响电堆最终的性能表现。为了能够克服技术难点，氢璞创能团队在最初立项时做了冗余与准备，以600片电堆计算所有公差，给自身及供应商提出要求。当最终方案定在550片时，达到目标就相对容易些，同时一次性良品率很高。
燃料电池实现了大功率指标，对于散热的要求就会越高，而车辆空间极为有限，对散热器的布置、热管理系统升级形成了挑战。如果电堆在峰值功率运行时温度过高，散热又做不到位，会影响电堆寿命。氢璞创能将电堆最高工作温度提升至95°C，一定程度上降低了散热要求。
做到高温运行其实并不容易，这一方面要求质子膜等核心材料能够耐受超105°C的高温，另一方面膜电极/边框粘合剂、树脂、双极板胶条的选型也都需要在原有基础上不断改进，并经历长时间的测试，为此氢璞创能团队在联合供应商研发方面投入了很多精力。
当前重卡是应用大功率燃料电池的主要车型，目前实际装车应用的燃料电池电堆以150kW左右的单堆或者功率小点的双堆居多。面对长途重卡功率提升的强烈需求，行业内企业正在加码开发200kW及以上电堆。氢璞创能站在大功率电堆制高点的300kW碳板电堆，可以满足250kW级别发动机需求，将是满足当下长途重卡的优势电堆产品。
据悉，氢璞创能成立于2010年，是国内在技术创新及商业运营上领先的燃料电池公司之一，是国内为数不多的同时拥有核心技术自主知识产权和成熟产业化技术的燃料电池厂家。资料显示，12年期间，其自主研发六代碳板电堆、三代金属板电堆，拥有相关技术专利及保密技术100+项，参与20+燃料电池相关国家及行业标准制定，配套氢车超过1000辆。
在现场，氢璞创能还首次发布了其第三代金属板电堆—高功率密度200kW金属板电堆。200kW金属板电堆采用业界最薄的75μm板材，双极板厚度0.51mm，打造业界最薄的单电池，含膜电极的单电池0.83mm。该款电堆采用创新的变形压合双极板密封工艺与独特一体化单电池工艺，功率密度达到6.4kW/L，最大功率206kW，可满足高性能乘用车需求。
另外，记者还获悉，氢璞创能是电堆主力供应商之一。公司2022年出货的1500套裸堆中，重卡用电堆占据了70%-80%，其余是叉车、环卫车、固定式发电等场景用电堆。
(责任编辑：子蕊)
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