田力夫:《燃料电池全谱系测试设备适配应用场景多元化的新挑战》

发表时间:2024-03-13 11:46

《燃料电池全谱系测试设备适配应用场景多元化的新挑战》

宁波拜特测控技术有限公司

市场拓展总监

田力夫


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大家好!我是来自宁波拜特的田力夫,今天很高兴有这样一个机会跟大家做一个分享,今天我带来的题目是燃料电池全谱系测试设备适配应用场景多元化的新挑战。


今天我的报告总共分为三部分,首先我会分享新能源产业发展中检测工具的价值,第二是PEM燃料电池测试台,包括SOFC燃料电池测试台、水电解制氢测试台、液流电流测试台,第三是分享一下拜特公司2023年新的发展。


先来到第一个部分,是新能源产业发展中检测工具的价值,首先新能源发展的视角下,燃电发展的比较优势在哪里,我们可以先看一下整个新能源产业,首先在它的应用场景中,消费侧、移动出行和3C是它蓬勃快速的发展,在储能侧,近两年来,电化学的储能,包括整个制氢端的储能也是非常的需求旺盛,我们定义为Power to X。第三个是在发电侧,从光伏发电到氢燃料电池发电,也是整个需求在能源安全方面提到一个很高的高度,我们可以得到的一个结论是这是一个确认的赛道,这是一个长期但是长坡的赛道,大家需要有耐力跟定力持续进行投入。


我们回顾一下20年前整个新能源的发展,中国的比较优势在哪里呢?首先我们在新能源的发展中应用场景的丰富化、规模经济化和产业链的高度国产化,使得整个新能源的发展的产能和出货是全球NO.1的,在未来十年中又应该怎么样呢?我们感觉到技术、设备和工艺趋于一致化,人工的成本又在增加,包括产业转移的风险也是越来越高,氢电行业未来的比较优势又是在哪里?我们认为整个产品化、全流程的Data能力是我们的核心竞争力,作为Data能力设备的提取商,作为燃料电池的检测设备,是我们赋能其中的一个关键环节。


首先我们通过精益的制造、能源耦合跟锂电、燃电、上游的风光电进行融合,为我们的客户提供测试设备,希望我们可以在整个设备的发展中尽我们的一份力。整个数字化的升级都是整个Data能力核心的一个竞争力。


整个发展过程中,这个路径,我们认为应该从国家、政府给到我们扶上马、送一程的激励,主要是来自市场的应用和场景丰富化,氢电行业不是一个单独的孤立模块,而是要跟光伏、风电、锂电进行耦合,形成这样一个生态圈。


因此拜特公司提出了这样一个概念,叫做“三化六痛点”,这“三化”是什么呢?是应用场景的丰富化,被测物评估的多样化和测试需求的升级化,说得具体一点,结合拜特公司的两大业务平台,我们从锂电池开始看,锂电池是一个动力电池高速起飞的状态,我们客户对设备的需求是大规模商业化的量产、活化,但是局部的新技术革命的孕育是对设备的需求,对整个锂电池充放电检测设备都是一个大规模标准化的设备和局部小的研发设备。


对于燃料电池,氢电行业的情况完全不一样,我们把它定义为一个baby的状态,是一个发展初期的状态,大多数的客户还在从研发型企业到生产型企业的过程中进行转化,在这个转化过程中,测试设备全部都是高度定制化的,还没有形成一个标准化的概念。


“三化”过程中,我们定义的六个痛点是什么呢?第一个是信息的不对称,上游的客户和终端使用信息的传递,首先受限于整个发展的快速迭代,再加上信息壁垒的不透明,使得我们完全没有达到一致的信息,这是我们测试行业的第一个痛点。


第二个痛点是现实工况的模拟,因为在一些极端的工况,不管是车用还是风光电的背景下,整个现实工况的模拟是一个最大的难点,我们实验室测试的时候有时候没有办法完全模拟出它真实的情况。


第三个痛点是兼容性与扩展性,从整个测试设备来说,客户都希望这个设备测得很稳、很准,一致性非常好,但又希望这个设备什么功能都能具备,它的功率可以全覆盖,这个本身就是一个矛盾点,但是这其中的一个平衡点是我们需要跟客户达成一致的地方,每个设备都有它的边界,它只有边界达到了才能达到兼容性和拓展性的特点。


第四个痛点是部件国产化,整个氢燃料电池的降本路线中,部件的国产化是其中重要的一环,我们核心的零部件还是有非常严重的依赖于进口的一些元器件,这块我们都在持续的努力。


第五个痛点是数据的挖掘,从测试设备这块,我们大多数只能给客户提供一些零散的数据,怎么在这些零散的数据基础上给客户提供一些诊断服务,助力于研发、高效、快速的进行数据分析,这也是目前测试台的一个痛点。

第六个痛点,就像我一开头提到的整个测试设备的软件是它后面附加值最核心的一部分,我们操作的便利性,整个脚本执行怎么方便、无人值守,这是我们对标国内和国外一流厂商最大的gap,这个gap怎么完善,是测试设备的痛点之一。


拜特公司在“三化六痛点”的背景下在积极探索其中的附加值,我们在这块提供出了拜特公司氢电事业部的四大产品谱系,分为PEM燃料电池测试台、水电解测试台、SOFC电堆测试台和液流电池测试台。


首先从燃料电池测试台这块,从材料级的100W到短堆,到大功率电堆,我们的产品进行全覆盖。


在水电解测试台,从100W材料级的分析到研发的短槽分析和兆瓦级的测试台都是市场上的主流需求。


SOFC和SOEC电堆测试台这个细分的赛道中,我们从一些SOFC单片2KW、3KW,甚至到5KW双向的电堆测试台,我们跟国内头部的客户和一些科研院所都有非常深的积累。


最后是整个液流电池的测试台,液流电池的测试台,拜特公司也是借助于锂电的服务平台,采用先进的IGBT的控制系统,为客户带来高响应的速度,适用于各种工况的测试,而且多路DC/DC共母线的设计,使通道间能量可以自由的进行分配。


接下来针对氢电事业部的四大产品分类几个明星产品想跟大家做一个分享。

从材料级测试台来说,我们首先推出的是台式机,对它的设计理念是标准化设计,目标是服务客户一致性和耐久性的测试。因为它是一个紧凑的设计理念,它完全是一个标准化,它的一致性在满足活化和极化曲线测试的基础上,可以给客户提供像反极、敏感性测试、寿命测试、干湿循环测试跟透渗电流密度的测试,与100W台式机相对应的100W立式机的设备,我们的思路是高度定制化的模块化设计,因为整个空间比较多,大家可以看到我们整个流程图蓝色的部分是我们100W的标准标机设计,但是我们有六大选项可以为客户提供定制化的配套,比如说阴阳两极的气体介质组分从流量跟介质的区分,我们从高温PEM电解膜,可以做到130度到180度的油路控制,在高效加湿的干湿汽混比,包括电堆出入口的高精度在线露点的监测。


短堆测试台这块,因为短堆测试台在国标38914的要求出来以后,对动态变载的要求非常高,我们也是在这边着重地推出短堆测试台关于快速压力变化跟快速路露点变化的能力在。快速压力,我们可以做到40千帕每秒的最大流量,在快速露点,我们可以在1分钟内通过干湿汽,可以在1分钟内通过干湿汽混比的方式达到任意配比露点的转换。


大的电堆测试台,因为整个重卡的应用场景对300千瓦的应用场景的需求比较高,我们可以搭配一些大功率的EIS、环境舱做低温的冷启动,是我们大的电堆测试台的设备能力。


SOFC测试台这块,我们最经典的单片和短堆的测试台可以通过燃料侧不同介质流量的供给的控制,燃料测高精度蒸汽的控制跟压力的控制为客户提供全方面的测试能力,我们也是在很多客户积累了测试方案的同时,积累了大量的材料验证的知识体系,在800到1000度的情况下,为客户提供整体的解决方案。

这是我们跟国内的头部客户做的100KWSOEC制氢的项目,这个项目使用全套生成气的预处理,提纯加压,含量在线分析,超低损耗率高温电堆热箱,完善的系统热能量利用,为头部的客户做这种示范的项目,达到100KW的SOEC的制氢。


关于水电解这块,我们的思路是单通道高压,目标是测性能,多通道常压,目标是测耐久,在满足国标的要求下,我们也是积极地在进行高校、科研院所跟企业的出货,阴阳极气体流量精准测量方案、气液分离,包括二级气分、三级气分和高压测试台的保障方案,得到了客户一致的认可,包括在整个PEM水电解膜这块,我们在PEM膜、碱膜、AEM阴离子膜这块全设计能力跟交付能力目前都在推动中。


短槽这块,我们认为短槽是研发核心的需求点,因此在2标方跟10标方的测试能力上面来说,我们的高压设计、纯化的模块和防爆设计都是得到客户验证跟确认过的设计能力。


液流电池的测试台也是我们今年跟几个液流电池的头部客户做的一个研发项目,我们借助锂电的测试平台为客户做这样的液流电池的测试,通过温度、流量、压力等数据的采集,利用锂电池的软件平台为客户做液流电池的整个测试功能的服务。


最后简单介绍一下拜特公司2023年新的发展,拜特公司应该是整个测试设备的老兵,成立于2005年,深耕这个行业超过20年,始终围绕一个中心就是测试台两大事业部,锂电事业部和氢电事业部进行布局,下面的一些关键数字,包括我们已经服务超过1300家新能源客户,最长设备使用年限超过15年,参加过5项国标的起草,有超过400个测试设备在市场上稳定运行,深耕氢电行业20年,包括新的资本和新的管理团队的加入,注册资本超过8千万,超过80个专利的布局,250个以上的员工和参加过2个863的项目。


从拜特公司目前的状况来看,上海嘉定创新港是我们的国际商务和研发中心,第一工厂位于宁波的北仑,面积是5000平,在2023年我们的规划是在常州建立第二工厂,规模在1万方左右,一期在建和二期待建,加起来是2万平,这块也是为了锂电的储能项目、制氢大标方的项目和燃料电池电堆大功率的项目进行布局,目前在装修过程中,年底投入使用,也欢迎各位领导到常州工厂进行视察。


两大业务板块,刚刚已经说过了,锂电、燃电,锂电涵盖电芯、模组、pack到储能,燃料电池PEM、SOFC、制氢和液流电池都是我们的全产品谱系覆盖。

我们先进的研发平台和整个项目管理流程都是保证我们交付的核心竞争力之一,最后,致力于新能源科技的发展,成为全球测控技术集成方案的长期领跑者。


谢谢大家!



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