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让“中国心”更耐受 氢燃料电池低温启动刷新纪录

时间:2021-02-02    来源:中国新闻网    点击次数:0     字体:【大】 【中】 【小】    打印本页

       多地迎来雨雪降温天气之时,一则“MH170金属板电堆在无辅助热源条件下零下39℃成功启动”的消息受到关注。有评论说这为燃料电池行业发展注入“强心剂”。近日,记者对电堆研发团队进行了专访。

       让“中国心”耐受性更强

       众所周知,新能源汽车主要分为锂电池车和氢燃料电池车两大类。前者已得到一定程度的普及,但在实践中巡航里程短、充电时间长、电池载重量小等难题尚待解决;后者被视作弥补不足的解决方案,然而产业化进展远远落后于前者,其中一个原因是受到电堆限制。

        已在氢燃料电池车领域深耕20多年的付宇接受记者采访时,将电堆形容为燃料电池动力系统的核心部件,“其本质相当于‘发动机’,也可以说是车的‘心脏’”。20多年间,付宇先后在中国科学院大连化学物理研究所、新源动力暨燃料电池及氢源技术国家工程研究中心等机构从事研发,并于2018年底拉着志同道合的伙伴成立了科技企业骥翀氢能。

骥翀氢能实现MH170金属板电堆在无辅助热源条件下零下39℃成功启动,用付宇的话说,“相当于‘心脏’的耐受性更强了”。他还告诉记者,现有实验条件仅能达到—40℃,他们已在寻找更低温环境以冲击新的纪录,实现在任何大气低温环境下都可以无辅助启动的目标。

       而据国内外公开报道,丰田公司曾在2014年宣布实现—30℃低温启动,此后行业内没有更多进展。因此有评论称,中国团队的最新进展将树立技术新标杆,不仅有利于扩大市场范围,也将为向国外进军打好基础。

       三方面入手攻克技术难关

       谈及实现低温启动的“秘诀”,付宇透露,骥翀氢能从原材料选择、膜电极和双极板结构设计、启动策略三方面入手攻克技术难关。他举例说,为保证容冰能力、避免冰冻堵塞,他们在催化层、扩散层、双极板流道结构均有特殊设计。

       “靠燃料电池自身热源实现低温启动的技术路线不是独创,但我们的优势在于整个研发团队都对燃料电池有着很深入的理论认知,同时也具有丰富的工程经验。温度越低,无辅助启动的操作窗口就越窄,需要理论与工程的密切结合。”他说。

       据介绍,在本轮实验中15节MH170金属板电堆及冷却循环系统经过多次低温启动,未见电堆性能衰减。付宇特别强调“无辅助”,因为这将极大简化系统并降低系统的体积和成本。

       目前MH170也已通过国家机动车产品质量监督检验中心(上海)道路车辆用质子交换膜燃料电池模块高低温储存、防水防尘、冲击、振动等强制性检验。下一步,研发团队将进行370节全尺寸电堆低温启动实验。

       “我们对此很有信心。”付宇对记者说,“电堆节数越多,越容易实现低温启动”。他们还已面向下一轮系统集成推进产品应用,来自客户的反馈“产品移植性、可靠性好”使他们更为振奋,也更有信心将“中国心”真正适用到车辆上。

       吁“从上到下”规范行业

       事实上,付宇指出“中国心”的应用范围不仅局限于车辆,从船舶、飞机等交通运输工具,到医院、数据中心、边防海岛等亟需能源的场所,都是氢燃料电池大显身手的“舞台”。为此,骥翀氢能计划今年内在山东建立一个能够测试电池寿命和可靠性的测试中心。除了在张家港、北京、河南等地扩大产能,他们还已布局下一代的电堆。

       燃料电池汽车正在开展为期四年的示范推广,能源法征求意见稿里将氢能列入中国能源体系,国家能源局印发意见提出制定实施氢能产业发展规划,荷兰、德国、比利时等国纷纷公布禁售燃油车的“时间表”……种种迹象表明,氢燃料电池迎来了发展的“窗口期”。但作为一名行业“老兵”,付宇更直观地感受到行业“野蛮生长”带来的弊端。

       他举例说,由于行业技术壁垒较高,除了业内人士很难判断出技术优劣,有的地方已出现压低价格的恶性竞争,而一个产品要兼顾性能、寿命与成本,不能只看单一方面数据。

       另一方面,有别于日本、德国等国的惯常做法是由车企牵头研发,集成度高,易实现各部件的扬长避短,国内目前的模式是出现一个新技术后从电堆推向发动机再推向整车,相对缺乏协同性。这也亟待各方共同协作解决。

       付宇还表示,此次实验结果意味着产品已覆盖国内绝大部分区域,他们也与国外厂商接洽,希望向俄罗斯、中亚等极寒国家与地区拓展,让更多车、更多人不再有“低温焦虑”。


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