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燃料电池系统“狂奔”200+kW

2022-09-21 来源:高工氢电 浏览数:407

一系列消息表明,燃料电池系统功率正在向200+kW狂奔中。

 一系列消息表明,燃料电池系统功率正在向200+kW狂奔中。

REFIRE重塑未来官微消息,公司将在本月发布功率覆盖220-260kW的第三代燃料电池系统;鲲华科技发布额定功率高达250kW的鲲·运200新品;氢蓝时代推出单堆系统最大功率突破240kW的系统产品,被命名为“麒麟”系列——200+kW系统平台;搭载亿华通240kW氢燃料电池发动机的重卡公开亮相;清能股份推出额定功率为200kW的VL III水冷系统;国鸿氢能鸿途H系列产品功率可实现从120kW到240kW乃至360kW……

“基于长途和重载的应用,大功率燃料电池成为必然的技术路线趋势。比如49吨的牵引车如果真的跑干线物流,哪怕不考虑超载的情况,200kW实际上只是起步。除了交通领域,大功率燃料电池在船舶、储能等领域也有市场潜力,可有效拓宽氢能的应用边界。” 一名燃料电池企业高层表示,向大功率快奔看似激进,实则是受市场需求驱动。

在燃料电池系统快速奔向大功率的过程中,需要克服很多技术难题,同时需要供应链企业的紧密配合。为此,当前包括电堆、空压机、氢循环部件、增湿器等在内的关键零部件企业都在快速推进产品更新迭代,以响应系统企业的需求。

大功率系统各显千秋

过去三四年时间里,燃料电池系统的额定功率从30kW发展到目前跨越200kW甚至接近300kW,功率提升进展之快有目共睹。对于企业而言,做好产品和技术尤为关键。从近期一系列公开消息来看,各家燃料电池系统产品各有千秋。

9月3日,REFIRE重塑未来官微消息,公司将在本月发布第三代燃料电池系统,功率覆盖220-260kW,在大功率、耐高温、高可靠性和低氢耗方面实现更加出色的表现,确保产品能够有效赋能客户,实现产品“用得好,用得起,用得久”。

9月2日,鲲华科技和鲲鹏氢能联合发布了250kW氢燃料电池发动机系统——鲲·运200,额定功率高达250kW,峰值功率可达260kW,采用单堆芯设计。该新品高度适配自卸车、牵引车等大功率道路车辆使用需求的同时,也可拓展为机车、船舶、氢储能发电等更高功率的应用场景所使用,为客户带来了更多的可能性。

8月29日,氢蓝时代宣布,公司推出单堆系统最大功率突破240kW的系统产品,该产品被命名为“麒麟”系列——200+kW系统平台。这是氢蓝时代在2021年1月推出鲲系列全球最大功率(132kW)单堆系统产品以来的又一次重大突破。

8月26日-28日,49T氢燃料电池重卡将首次亮相2022世界新能源汽车大会,该车型是全球首款长续航、高功率的燃料电池重卡产品,搭载亿华通240kW氢燃料电池发动机,峰值功率达到260kW,质量功率密度达到820W/kg,代表国内燃料电池产品先进技术水平。

8月18日-20日,在河南氢能与燃料电池汽车技术展会上,清能股份展示了最新推出的第三代大功率氢燃料电池产品,额定功率为200kW的VL III水冷系统以及额度功率为250kW的VLS III水冷电堆。该系列产品采用清能股份的石墨和金属复合极板技术路线,具备完整的自主知识产权。目前,250kW的VLS III水冷电堆已获得数十台海外订单,并陆续开始出货。

“公司200kW大功率燃料电池系统将在今年9月正式推向市场。”在8月15-17日举行的2022(第四届)高工氢电产业峰会上,风氢扬董事长刘军瑞表示,风氢扬将持续研发,以市场为导向,提升产品性能,完善产品布局,构筑公司持久的竞争力,迎接氢能产业快速发展阶段的到来。

4月8日,国鸿氢能重磅发布了大功率燃料电池鸿芯GIII电堆和大功率鸿途H系列燃料电池系统新品。鸿途H系列产品功率可实现从120kW到240kW乃至360kW,额定工作效率达到44%,最高工作效率61%,峰值功率可达400kW,创新采用7合1控制器,以及可灵活增减功率的模块化设计,极大拓展了应用场景范围。

从目前的大功率燃料电池系统来看,既有由2个或多个电堆并联起来的,也有采用单堆的。系统整体向高功率、高效率、低氢耗、应用领域广和兼容性强的方向发展。

关键零部件企业积极响应

大功率燃料电池系统成为必然趋势的背景下,辅助系统的匹配部件也成为市场关注焦点。客观来看,目前国内现有的关键零部件供应链水平在紧跟大功率趋势上存在一定挑战。不过,依然有部分企业正全力以赴地做好产品技术迭代、做好配套工作。

公开消息显示,氢晨科技即将发布的单堆300kW大功率燃料电池电堆。氢晨科技方面表示,大功率电堆开发并不是简单的单堆堆叠,需要克服技术很多难题,如水热管理等;同时还需要产业链合作伙伴的紧密配合,才能让产品真正用起来。公司实现电堆产品从200kW到300kW的跨越,是基于客户希望公司提供更大功率的电堆产品。

无独有偶,在今年5月31日—6月1日举行的2022(第四届)高工氢电产业峰会(华南站)上,氢璞创能董事长欧阳洵博士透露,公司计划于今年年底发布的300kW碳复合板电堆是针对长途重卡研制,单堆额定300kW,峰值330kW,功率密度4.2kW/L,可以满足250kW级别发动机的产品需求,是针对明年启动的长途重卡而研制的电堆产品。

空压机及其核心部件方面,现阶段东德实业空压机量产产品实现了从5kW到200kW燃料电池系统的全覆盖,200kW-300kW的产品也已完成产品设计,部分产品已有样机且已完成性能测试,同时公司也完成了带能量回收的膨胀机的研发工作,随时可以推向市场。

今年第三季度,福瑞电气发布了新一代60kW FRE120系列氢燃料电池系统空压机控制器。该款产品将与公司成熟的大功率DC-DC产品组合,构成200kW-400kW集成功率控制器(PCU)解决方案,帮助电堆系统合作伙伴完善大功率产品组合。

增湿器方面,目前增湿器市场已经有几家企业推出了适配200+kW系统的增湿器产品,正处于验证阶段。推进大功率产品的系统厂家在选择增湿器时,一般采用定制开发的方式。系统厂家及增湿器厂家双方会在“以哪种方式保证产品的耐久性”等细节上展开讨论。

比如魔方新能源增湿器开发系列包括:1、平台系列:3-6款增湿器,覆盖7kW-240kW;2、定制系列:根据客户的特别需求独家定制,开发周期大约3个月出样品。

氢循环部件方面,目前国内有三种应用方案:采用单一大排量氢气循环泵方案、采用氢气循环泵+引射器、采用引射器方案。在大功率发展趋势下,目前多数研发大功率系统的厂家在氢循环系统方面选择的技术路线是氢气循环泵+引射器,并表示这一技术路线在满足超大功率系统上基本不存在什么问题。

整体来看,在大功率趋势下,系统厂家和零部件供应商正合力在摸索中前行。在这个过程中,那些勇于创新、执着向前的零部件企业有望抓住新机会、实现新飞跃。
阅读上文 >> 燃料电池设计开发关键技术
阅读下文 >> 最贵输氢11美元/公斤!氢气运输成本全在这儿!

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