為助力中國儲能企業(yè)與國際接軌，同時致力于推動中國儲能產(chǎn)業(yè)機制的建立，實現(xiàn)儲能技術商業(yè)化，中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟舉辦的“儲能國際峰會暨展覽會2018(ESIE2018)”于2018年4月2-4日在北京國家會議中心舉行。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)化技術路線和產(chǎn)品》的演講，文字實錄如下：
我的題目主要是講的氫璞燃料電池電堆國產(chǎn)化技術路線和產(chǎn)品，我的報告分三個部分，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)在主要應用在汽車和發(fā)電領域，氫能和燃料電池一方面解決了傳統(tǒng)內燃機技術帶來環(huán)境和子的問題，另外一方面有效補充了鋰電池技術充電時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，有清潔高效的特點，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，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、棄光、低谷電制氫，同未來來看光化學制氫是非常著手的方向。燃料電池應用很廣泛，從小型充電寶到汽車，一直到兆瓦級的電站，燃料電池汽車很多應用都實現(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)在國內已經(jīng)有氫能燃料電池發(fā)展規(guī)劃的城市，其實已經(jīng)不下10個了。我重點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)化進程比像美國、日本稍微晚一點，但其實已經(jīng)是國際上最重要的燃料電池應用舞臺。
中國的節(jié)能新能源汽車的技術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)在整個燃料電池和氫能源的發(fā)展有幾個瓶頸，包括加氫站的基礎設施其中之一，我這里要強調的就是整個燃料電池產(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認證，公司現(xiàn)在有自動化和半自動化。燃料電池電堆的技術路線主要包括碳氫復合板和金屬板，首先介紹一下我們公司第三代的復合板的電堆，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，達到一流水平，并且正在實現(xiàn)自動化的生產(chǎn)。公司大力投入研發(fā)金屬板電堆，不到兩年時間我們通過努力已經(jīng)打造了第一代金屬板電堆，這個電堆功率可以達到50千瓦，密度達到2.5千瓦每升。簡述一下氫璞的復合板和氫璞板電堆的發(fā)展路線，燃料電池汽車實際上從商用車逐漸發(fā)展到乘用車以及它的車型，動力總成的平臺從弱混到中混強混，最終實現(xiàn)全功率，氫璞的復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，金屬板主要攻克的是功率密度目標。從成本上來看，電堆以及燃料電池發(fā)動機將最終被替代。
第三部分介紹一下我們的電堆國產(chǎn)化的實現(xiàn)過程，實現(xiàn)電堆的設計、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)品的設計重點，中國現(xiàn)在國際燃料電池行業(yè)最重要的舞臺，全世界基本上最優(yōu)秀的燃料電池公司都匯聚在中國，技術領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。最后為了實現(xiàn)全面推廣，成本的控制也是極為關鍵的。在這個思路下氫璞中美的研發(fā)工藝團隊合力打造最具技術領先性的復合板和金屬板電堆的產(chǎn)品，并且提出了通過關鍵材料國產(chǎn)化和生產(chǎn)工藝自動化實現(xiàn)電堆產(chǎn)品的壽命、可靠性、一致性和成本的目標。這里大致列了一些電堆核心材料和技術，包括催化劑、雙基板的板材等密封材料以及電堆的分裝，以上材料和每一項技術環(huán)環(huán)相扣，必須要全局和細節(jié)考慮才能設計好真正的電堆產(chǎn)品。
下面主要是以復合板電堆為例，這部分技術性相對來說比較強，復合板電堆生產(chǎn)的原材料包括復合材料，密封材料、催化劑材料。復合板電堆而言，我們和合作伙伴聯(lián)合完成了80%核心材料和關鍵設備國產(chǎn)化。下面介紹一下復合板材料關鍵材料和工藝，復合材料從材料特性上必須要考慮電導率、化學兼容率、強度、導熱系數(shù)等，工藝上需要考慮成型方法等。電堆極板通過復合材料，主要是通過磨壓成型，隨后又一些后處理，整個需要有信息互通才能實現(xiàn)產(chǎn)品的可追溯性。雙極板車型技術的關鍵點包括模具的設計，脫模設計、頂出裝置、壓合速度等等。
一個高品質的產(chǎn)線必須具備全方位的過程檢測自動化設備，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鍵零部件必須有獨立的二維碼，而且零部件的信息和生產(chǎn)過程都應該在數(shù)據(jù)庫里面記錄下來。我們氫璞的自動化生產(chǎn)車間目標是逐步實現(xiàn)工業(yè)4.0智能制造。MES系統(tǒng)是由計劃管理、倉儲管理、設備管理、現(xiàn)場管理、質量管理等功能組成。車間物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)的采集。
好的倉庫管理系統(tǒng)也是自動化生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，系統(tǒng)一定要有嚴格的管理流程，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化產(chǎn)線的實景，這里包括了成型的產(chǎn)線，現(xiàn)在實現(xiàn)了工序自動化程度超過90%，同領域達到達到99.95%。
本文轉自公眾號 微藻博士?https://mp.weixin.qq.com/s/4S2PZji9eq_lABmH7NGdbQ
