氢听剧场:徐子佩——《100KW燃料电池系统的奥秘》

发表时间:2020-11-30 15:06

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徐子佩

项目经理

保胜燃料电池(上海)有限公司


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100KW燃料电池系统的奥秘


The Secret of 100kw Fuel Cell System


大家下午好,今天跟大家分享的主题是100千瓦燃料电池的奥秘。


大的背景的话,其实我们也留意到了,此次展会的规模也比以往要更大了,咱们这个行业受到了更多的关注。从政策的导向,在国际上的话2017年挪威首都奥斯陆其实就已经推出了相关要求,新建工地必须得实现0排放,这个也是他们政府项目在做采购的的一个门槛标准,以及2020年,也就是今年IMO国际海事组织针对海运的新排放标准的规定也已经生成了,以及包括2030年欧洲的卡车排放量将按照新的碳排放要求来做一个标准定义,我们习主席在上个月给联合国的一个报告里面也提到,2060年我们中国也要努力实现碳中和。


我们Power Cell也一直在致力于为客户提供更加高效和绿色能源解决方案,在燃料电池领域已有27年的研发经验和专利研究,我们2008年从沃尔沃独立出来,目前也是上纳斯达克上市企业,早在2017年的时候,我们就已经开始为国内的客户在提供产品和服务了。2019年的时候我们成立了分公司,也就是保胜燃料电池上海有限公司。目前我们的产品也已经遍及全球的六大洲,应用覆盖车用、船用,以及固定式发电等领域。博世、西门子,HITACHI-ABB都是我们的长期合作伙伴。


我们的产品系列覆盖S2易用系列到S3,大公功率,至兆瓦级的定制化解决方案,我们可以看到兆瓦级的定制化解决方案,其实已经获得了船舶行业的国际认证。


我们下面来谈一谈就是100千瓦燃料电池系统,当它需要发出100千瓦时电力的时候,系统需要6公斤氢气,以及他每分钟其实要排出一升的水,同时产生100千瓦热量,那么如何去做到同时管理高压的输出,包括热量管理以及排水管理,其实这是非常关键的,也是保证我们产品安全运行的前提。


作为系统核心的一个部件也就是我们的电堆,大家平时询问度比较高都是在问体积与质量功率密度比。这一块的话由于国内目前行业是缺乏一个统一的计算标准,所以在其实这一块的科比性没有那么高,我们希望大家可以多多关注一下其他的方面。比如TCO这样的一些因素,TCO的话我这边简单的解释一下是总拥有成本,它主要是包括我们产品的初次的一个采购成本和后期的运维成本,再就是产品性能就是可靠性。也就是说你的产品在运行了5000小时,包括1万小时之后,你的衰减程度是多少的,还有包括单体的一致性。当你的电堆功率越大,片数越多,单片电压的一致性如果是越平均越好,简单说来是一条直线的话,那也就表示产品的可靠性一致性越好。


如何去平衡产品的成本,还有包括性能、体积,以及重量这些等综合因素,才是去评价产品的一个合理指标。


作为100千瓦电堆,通常包含300到500片的双极板加上膜电极,通过增加双极板和膜电极来达到更高的功率,这里我们展示了一下我们的S3电堆,你可以看到其实它是有335片的双极板夹膜电极组成,包括他们单片厚度,这边单片厚度指的是双基板加膜电极,单片厚度小于1毫米。


我们举个例子。当我们要生产1000台100千瓦的燃料电池的时候,即50万片双极板加膜电极,那么如何去保证这50万片的双极板加膜电极的一个一致性?打一个简单的比方,就像我们搭积木一样,如果你搭得越高或者是片数越多,那也就可能有一个风险,就是你搭歪了或者是搭偏了。这个时候如果你搭歪某一片,一致性会受到影响,包括你的气体反应面积也会受到影响,这些都是批量所面临的一个挑战,所以如何去快速并且去精准检查每一片单体的一个完整性,其实也是非常关键的,还有保证高效且精准的堆叠工艺。


为此我们也参与了德国ASI项目,这个项目是由德国政府来支持的,这个项目我们是作为唯一一家燃料电池制造商参与,包括右下角你可以看到其他的合作伙伴。我们主要是负责开发高功率密度的燃料电池,即堆叠工艺,就像我们刚做比喻搭积木,以实现堆叠工艺的一个生产工艺的突破,目前我们已经实现了高精准度的一个堆叠工艺,将偏差控制在小于0.1毫米以内。


其实批量化生产也是得益于我们金属双极板的一个优点,回应一下赵总,他提到是说金属双极板可能会有一些弊端,那么我们这边也想谈一谈大家关心的,比如说金属双极版可能会有出现腐蚀的问题,其实我们在做过5000小时的测试之后,发现金属双极板这一块没有出现明显的腐蚀,产生的腐蚀其实是属于良性腐蚀,它反而会对极板产生一层保护膜,所以其实这个的话我们认为其实是可以攻克的,还有包括我们的耐久性的一个问题。


S2电堆,截止到目前,我们通过实测已经是在我们实验室里测试超过了16,000小时。


这个地方也介绍一下我们今天展出的产品,也就是MS100燃料电池系统,里面是单堆,功率是125千瓦。我们外观的设计,其实大家可以看到和部分的厂商还是有一定区别,整个外壳包含了里面的冷却子系统,以及包括氢气子系统,还有热管理系统。我们在计算体积功率密度比的时候,你可以看我们的方式是直接把我们的外壳体积,这些棱角都是算进去了的,所以这些其实也是大家在去衡量的时候,它的一个计算方式背后的计算方式是什么样,可以作为一个参考标准。


接下来的话我们也会继续为客户提供更加高效和清洁解决方案,包括我们也和博士会共同开发下一代燃料电池技术。如果大家对高功率大功率的这样的一个解决方案,在车用领域的应用感兴趣的话,大家可以联系博士。如果是船舶,还有包括轨道交通以及非道路,备用电源等方向的应用,可以与联系我们。


最后我也和大家分享一下上个月在英国field机场,世界首架氢动力飞机采用的是我们MS100燃料电池系统,这边有一个小视频是来自英国Telegraph的报道,麻烦放一下,谢谢。

(观看小视频)


可以看到应该是近期录制的,因为大家都戴着口罩。


欢迎大家莅临我们的展位,包括我们更多的应用也可以通过关注我们的微信号了解,谢谢。


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