為助力中國儲(chǔ)能企業(yè)與國際接軌，同時(shí)致力于推動(dòng)中國儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)機(jī)制的建立，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能技術(shù)商業(yè)化，中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟舉辦的“儲(chǔ)能國際峰會(huì)暨展覽會(huì)2018(ESIE2018)”于2018年4月2-4日在北京國家會(huì)議中心舉行。北京氫璞創(chuàng)能科技有限公司董事長歐陽洵發(fā)表題為《氫璞燃料電池電堆國產(chǎn)化技術(shù)路線和產(chǎn)品》的演講，文字實(shí)錄如下：
我的題目主要是講的氫璞燃料電池電堆國產(chǎn)化技術(shù)路線和產(chǎn)品，我的報(bào)告分三個(gè)部分，行業(yè)環(huán)境，氫璞公司及產(chǎn)品簡解，還有我們氫璞自己的一些實(shí)踐。
我首先還是先介紹一下行業(yè)環(huán)境，從
我們自己的角度來稍微簡單闡述一下，燃料電池現(xiàn)在主要應(yīng)用在汽車和發(fā)電領(lǐng)域，氫能和燃料電池一方面解決了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)帶來環(huán)境和子的問題，另外一方面有效補(bǔ)充了鋰電池技術(shù)充電時(shí)間過長和能量密度過低的問題。燃料電池基本原理就是通過電化堆反應(yīng)，有清潔高效的特點(diǎn)，主要燃料是氫氣，也可以使用甲醇天然氣，有不同燃料電池的氣體作為燃料。燃料電池有很多優(yōu)點(diǎn)，包括氫氣的可再生、無污染、使用高效和使用便捷。氫氣的來源其實(shí)很多是從傳統(tǒng)，包括新能源方式，傳統(tǒng)的包括煤、天然氣的制氫，新能源方式包括棄風(fēng)、棄光、低谷電制氫，同未來來看光化學(xué)制氫是非常著手的方向。燃料電池應(yīng)用很廣泛，從小型充電寶到汽車，一直到兆瓦級(jí)的電站，燃料電池汽車很多應(yīng)用都實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；?，這里面我列舉的包括通信基站，美國、日本的熱電聯(lián)產(chǎn)。
國家已經(jīng)制定了特別明確了氫能源燃料電池的戰(zhàn)略規(guī)劃和扶持政策，尤其在國家新能源汽車政策大力扶持下，中國氫能源燃料電池事業(yè)正在快速發(fā)展。現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)有氫能燃料電池發(fā)展規(guī)劃的城市，其實(shí)已經(jīng)不下10個(gè)了。我重點(diǎn)列舉了一些比較早期和比較重要的一些城市，包括像上海、武漢、蘇州、廣東、佛山的云浮、南海以及江蘇，從上面的發(fā)展規(guī)劃不難看到，中國的燃料電池汽車商業(yè)化進(jìn)程比像美國、日本稍微晚一點(diǎn)，但其實(shí)已經(jīng)是國際上最重要的燃料電池應(yīng)用舞臺(tái)。
中國的節(jié)能新能源汽車的技術(shù)路線圖制定了燃料電池汽車到2020年發(fā)展到萬輛規(guī)模，2025年發(fā)展到10萬輛規(guī)模，2030年發(fā)展到百萬規(guī)模的規(guī)劃。然而，現(xiàn)在整個(gè)燃料電池和氫能源的發(fā)展有幾個(gè)瓶頸，包括加氫站的基礎(chǔ)設(shè)施其中之一，我這里要強(qiáng)調(diào)的就是整個(gè)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈核心部件，尤其是像電堆產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)化的需求也是越來越迫切。
下面我介紹一下氫璞公司和產(chǎn)品情況，氫璞公司成立于2010年，8年來我們公司一直致力于燃料電池的電堆和甲醇制氫核心部件產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)化，公司我們正在完成16949認(rèn)證，公司現(xiàn)在有自動(dòng)化和半自動(dòng)化。燃料電池電堆的技術(shù)路線主要包括碳?xì)鋸?fù)合板和金屬板，首先介紹一下我們公司第三代的復(fù)合板的電堆，主要用于商業(yè)車的固定發(fā)電，電堆產(chǎn)品最大的發(fā)電功率是40千瓦，達(dá)到一流水平，并且正在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的生產(chǎn)。公司大力投入研發(fā)金屬板電堆，不到兩年時(shí)間我們通過努力已經(jīng)打造了第一代金屬板電堆，這個(gè)電堆功率可以達(dá)到50千瓦，密度達(dá)到2.5千瓦每升。簡述一下氫璞的復(fù)合板和氫璞板電堆的發(fā)展路線，燃料電池汽車實(shí)際上從商用車逐漸發(fā)展到乘用車以及它的車型，動(dòng)力總成的平臺(tái)從弱混到中混強(qiáng)混，最終實(shí)現(xiàn)全功率，氫璞的復(fù)合板電堆可以滿足所有商用車的需求，主要工作是壽命目標(biāo)，金屬板主要攻克的是功率密度目標(biāo)。從成本上來看，電堆以及燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)將最終被替代。
第三部分介紹一下我們的電堆國產(chǎn)化的實(shí)現(xiàn)過程，實(shí)現(xiàn)電堆的設(shè)計(jì)、核心材料以及產(chǎn)線的國產(chǎn)化意義十分重大，這是我們氫璞人自身的重要使命。
首先講述一下電堆產(chǎn)品的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，中國現(xiàn)在國際燃料電池行業(yè)最重要的舞臺(tái)，全世界基本上最優(yōu)秀的燃料電池公司都匯聚在中國，技術(shù)領(lǐng)先性是必須要考慮的。合格的新能源產(chǎn)品壽命、可靠性、產(chǎn)品的一致性特別重要。最后為了實(shí)現(xiàn)全面推廣，成本的控制也是極為關(guān)鍵的。在這個(gè)思路下氫璞中美的研發(fā)工藝團(tuán)隊(duì)合力打造最具技術(shù)領(lǐng)先性的復(fù)合板和金屬板電堆的產(chǎn)品，并且提出了通過關(guān)鍵材料國產(chǎn)化和生產(chǎn)工藝自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)電堆產(chǎn)品的壽命、可靠性、一致性和成本的目標(biāo)。這里大致列了一些電堆核心材料和技術(shù)，包括催化劑、雙基板的板材等密封材料以及電堆的分裝，以上材料和每一項(xiàng)技術(shù)環(huán)環(huán)相扣，必須要全局和細(xì)節(jié)考慮才能設(shè)計(jì)好真正的電堆產(chǎn)品。
下面主要是以復(fù)合板電堆為例，這部分技術(shù)性相對(duì)來說比較強(qiáng)，復(fù)合板電堆生產(chǎn)的原材料包括復(fù)合材料，密封材料、催化劑材料。復(fù)合板電堆而言，我們和合作伙伴聯(lián)合完成了80%核心材料和關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化。下面介紹一下復(fù)合板材料關(guān)鍵材料和工藝，復(fù)合材料從材料特性上必須要考慮電導(dǎo)率、化學(xué)兼容率、強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)等，工藝上需要考慮成型方法等。電堆極板通過復(fù)合材料，主要是通過磨壓成型，隨后又一些后處理，整個(gè)需要有信息互通才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可追溯性。雙極板車型技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)包括模具的設(shè)計(jì)，脫模設(shè)計(jì)、頂出裝置、壓合速度等等。
一個(gè)高品質(zhì)的產(chǎn)線必須具備全方位的過程檢測自動(dòng)化設(shè)備，這里必須要包括的，包括材料秤重的檢測，極板成型尺寸和激光檢測，雙極板以及整堆信息性檢測，并且所有的極板這些關(guān)鍵零部件必須有獨(dú)立的二維碼，而且零部件的信息和生產(chǎn)過程都應(yīng)該在數(shù)據(jù)庫里面記錄下來。我們氫璞的自動(dòng)化生產(chǎn)車間目標(biāo)是逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0智能制造。MES系統(tǒng)是由計(jì)劃管理、倉儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、現(xiàn)場管理、質(zhì)量管理等功能組成。車間物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的采集。
好的倉庫管理系統(tǒng)也是自動(dòng)化生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，系統(tǒng)一定要有嚴(yán)格的管理流程，最重要的就是所有的物料都具備了身份ID，從而支持了生產(chǎn)全過程的可追溯。這張圖給大家展現(xiàn)一下氫璞在電堆自動(dòng)化產(chǎn)線的實(shí)景，這里包括了成型的產(chǎn)線，現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)了工序自動(dòng)化程度超過90%，同領(lǐng)域達(dá)到達(dá)到99.95%。
本文轉(zhuǎn)自公眾號(hào) 微藻博士?https://mp.weixin.qq.com/s/4S2PZji9eq_lABmH7NGdbQ
