海德韦尔俞宇枫：2023年将成为膨胀机应用元年

他认为膨胀机应用将快速地增长，尤其在150kW以上的系统应用上，2023年会成为膨胀机应用的元年，2025年-2026年膨胀机装机量会超过两级压缩。海德韦尔拥有强大的正向开发应用的经验与能力，已经推出了多款自主开发的VSEC、T-Booster膨胀机系列产品，引领空压机领域的技术变革。

膨胀机路线由市场价值驱动

燃料电池向大功率发展的掣肘之一就是BOP的匹配问题，在空压机方面，当前选用两级压缩离心式空压机技术作为大功率适配的主流路线。

但如果继续采用该路线，空压机需要满足的空气流量和压缩比都要大幅度提高，空压机所消耗的电源功耗（寄生功耗）要从现在的15%-20%增大5%以上，这就意味着氢燃料电池空压机的效率要降低5%以上。

因此寻找开发更大功率级别的空压机技术路线和产品，以满足系统功率增大的需求，以及更低的寄生功耗，成为目前燃料电池空压机企业的共同发展主题。

“膨胀机（带能量回收的）空压机可以使理想变为现实，利用涡轮膨胀做功的原理，把电堆排气中的一部分能量加以回收利用，从而降低空压机对于电源功率的需求。” 俞宇枫博士指出。

膨胀机的另一个利器是可变截面，使用VGT（Variable Geometry Turbocharger，可变截面涡轮增压系统）可变截面调节，可以显著增加膨胀机的map覆盖。

固定截面时，膨胀比不变流量增加，空压机运营偏离最佳运营点，无法回收能量导致寄生功耗增加；而使用VGT调节开度，拓宽了流量适配范围，对不同的堆和需求都可以得到很好的应用。

这种膨胀机路线对燃料电池系统及整车的经济意义也非比寻常，据俞宇枫博士测算：如果在150kW的系统里，实际电堆要180kW，因为有寄生功耗，其中空压机要占据80%的能量消耗，约为24kW，如果使用膨胀机产品进行能量回收，空压机效率可提高33%，空压机本身的功耗降到8kW，150kW的系统就可以少加几十片的堆片，按5000/kW计算，可以节省4万元，远远覆盖超过了空压机本身的成本。

对整车用户来说，以37T 重卡为例，配备300 kW电堆，使用膨胀机的系统效率可提高 7%，氢耗 11公斤/100公里，按照氢气价格 35元/公斤测算，节省的氢耗能为终端客户省约27万元。

“在汽车行业里，使汽车的发动机省0.1%或者以下的功耗，就可以占领市场了，我们现在能省5%、6%，这个效益还是非常明显的。” 俞宇枫博士表示。

海德韦尔，膨胀机技术领跑者

膨胀机的研发是一个系统工程，需要有正向开发，应用的经验与能力，海德韦尔无疑是膨胀机路线的领跑者。

海德韦尔由原世界500强高管和专家于2019年12月创办于苏州太仓，专门从事汽车用氢燃料电池空压机的研发、生产和销售。创始人顾茸蕾博士已深耕汽车核心零部件领域三十余年，是资深的空气动力学专家，曾在世界500强公司领导中国、印度和捷克研发中心，拥有数十项国内外专利。

依托丰厚的经验，公司在成立之初便拥有了开发氢燃料电池空压机的所有核心技术，采用车规级开发流程和质量标准，建立了供应商管理和内部生产体系。目前已经开发出4个系列11个平台的产品，覆盖几乎所有商用车和乘用车燃料电池系统的要求。

其膨胀机路线已经发展出可变涡轮单级压缩空压机VSEC、可变涡轮多级压缩空压机T-Booster系列两大系列产品。

VSEC系列产品在保持离心空压机高性能的基础上，增加了带可变几何截面的膨胀机系统，回收效率可达30%以上，特别适合超大功率氢燃料电池系统。

T-Booster系列则是把HEC产品和VSEC产品串联在一起，通过系统匹配使HEC和VSEC产品都工作在合理的转速范围之内，实现双驱能量回收三级压缩，可降低空压机功耗35%以上，实现空压机系统效率超过100%。

“根据我们VSEC15在客户120kW系统的实测数据显示，本来30kW左右的电耗，实际就20几kW的能耗，就有8kW的能耗省下来，240kW能省13千瓦，效果相当可观。”俞宇枫博士表示。

基于产品实测数据和与客户的交流，海德韦尔认为未来膨胀机路线将占据市场主流，膨胀机项目快速地增长，尤其在150kW以上的系统应用上，预计2023年会成为膨胀机应用的元年，2025年-2026年膨胀机装机量会超过两级压缩。

凭借强大的开发经验和能力，海德韦尔将持续专注膨胀机性能和可靠性提升，引领行业膨胀机技术路线的发展壮大。