三一氢能科技总经理宛朝辉: 已开发120kW燃料电池, 氢璞300kW电堆今年底或将发布

    氢燃料电池汽车网  由氢璞创能总冠名的2022第三届中国氢能与燃料电池汽车产业峰会于8月10-11日在京举办。三一氢能科技有限公司总经理宛朝辉到会并发表《大功率燃料电池系统开发意义及难点》的演讲。

    宛朝辉认为，燃料电池用在乘用车还是蛮好的，不过现在还面临两个问题：第一，加氢的便利性的问题，二，乘用车如果放在地下车库，这种封闭场景里面的氢安全其实是一个大问题，成本我不是很担心，以后量起来一定会降的下来。

  氢能重卡对氢燃料电池动力的要求方面，三一的45吨氢燃料电池搅拌车，燃料电池系统200千瓦以上，这是最小的；49吨的氢燃料电池牵引车它也得要211千瓦以上；54吨的氢燃料电池自卸车姚240千瓦以上的燃料电池发动机。“所以这个200千瓦的动力对我们这些重卡很多应用来说其实只是一个起步，很多里面像300千瓦以上我觉得很正常。”宛朝辉表示。

   据悉，国内的两轴氢燃料电池牵引车是42吨的，燃料电池系统最大的单堆在120千瓦左右，更高的功率其实是双堆说话三堆以上的系统或者双系统才会有。宛朝强调，“一般不会用双系统，双系统因为在牵引车里面燃油发动机的位置还是放不进去的，所以还是单系统多堆的方案。”

  宛朝辉重点分析了开发大功率燃料电池系统的意义：一是，确实是重卡它大幅度的运行时间需要大功率的，燃料电池它的优势就是可以大功率放电，也是一个优势，只是我们因为基于现在燃料电池成本太高的原因，现在一个燃料电池车120千瓦的车子重卡可能将近150万，按200多千瓦燃料电池的话可能系统的成本就100万以上。二是，我们做的购置成本，大功率降低购置成本其实也需要，燃料电池前几年两万块钱一千瓦，现在也就5000块钱左右，这个确实成本已经降了很多了，提高重卡的载货量，这个还是比较重要的。

  第三，就是氢耗。燃料电池车成本里面一个是购置成本，还有一个是百公里氢耗，这个特别重要。“为了降低燃料电池购置成本，大家把电流拉的特别高，这样还是要注重这种氢耗的，大功率这一点我觉得意义还是非常重大的。”宛朝辉强调。

  另外，从能量管理上来说，有串联结构和增程式的混动车，启动、爬坡、加速这里面的很多对动力系统要求最大的就是加速、上坡、超载，这时候就需要你基本上动力需要很大。其他的时候对动力需求其实还好，一般不会超过160千瓦。

 宛朝辉表示，长时间工作之后，氢燃料重卡的动力电池，如果燃料电池动力小，电池容易缺电，在山区里面以及不同的工况还是需要一个大功率的燃料电池系统，我们把这个动力燃料电池功率提起来，锂电池对它要求就小了很多了，这是一个方面。

  另外一个就是降低购置成本，其实现在的成本确实还是蛮高的，120千瓦的燃料电池要45万；200千瓦燃料电池要75万，到2025年200千瓦估计就是30多万，锂电池就三四万，这个成本以后一定会比以前要便宜的，未来可能整个加起来40万以内这是有可能的。

  再有，就是提高载货量。载货量现在氢能重卡用200千瓦系统跟120千瓦系统它在百公里氢耗差别很大。“比如，跑120公里需要耗费12公斤氢，整个车子价格到46万的时候，氢气价格可以到接近27块钱一公斤，其实就是可以跟燃油车相当。氢耗如果是100公里的时候，氢气价格20块钱，下降40万元可以跟着燃油车相当，如果7公斤的时候20块钱下来，它会大大超过燃油车，就是你整个全生命周期的成本它会比柴油车还要有优势。”宛朝辉表示。

  应用边界上，实燃料电池可以应用的不光是车辆，其实家用，建筑，分布式电站、轮船、飞机等用很广。难点在哪里呢？宛朝辉表示，“电堆匹配难，现在想开发200千瓦的电堆，早上也跟氢璞创能的程总聊的时候，我说大功率电堆我们可以一起来探讨合作，确实现在一个200千瓦的系统你可能要电堆要240千瓦，这个电堆单独还是没有，现在里面双堆的，就是150千瓦的，可能现在150千瓦电堆的基础上它去改一下稍微两个堆一起或者70多千瓦，他们三个堆拼起来才可以实现。”

  宛朝辉表示，“大功率系统出了电堆难开发之外，BOP的选型也比较难。在18年以前系统就大概30千瓦，到了40千瓦其实是蛮大单堆的系统，后面采用60千瓦到现在的120、130，估计明年200千瓦很多都在路上去跑了，所以这个BOP这几年也进步已经很大了，也有人开发，我知道有人开发出200千瓦的系统，其实BOP还有没有调出来，还有很多小问题，这是一个新的难题。”

   宛朝辉表示，“刚才我也讲了，我在和氢璞创能程总聊，他说他们从来不宣传，我说你有没有，他说他们在研发，预计300千瓦电堆今年年底出样机。现在目前你真正去找，很难找到250千瓦大堆。”

   再就是BOP选型难，我们刚才讲很多都是新开发的，技术还都不成熟，最早空压机离心式的，以前运营的时候突然它震动大了一定容易壁刮了，这个以前经常出现。新的东西没有几年经过实践去检验它很难成熟。

  另外就是散热难，其实这个里面大功率电堆其实也有关系，燃料电池尤其现在的夏天高温环境下还是很困难，空调散热很大，对散热器来说它没有那么大的空间，系统效率低了以后，40%是发电，还有60%是热，其实功率越小，它产生的热越多。宛朝辉强调，如果系统用个大功率的话，它的效率可能从40%以下能到50%，这时候热就一下少了很多，因为真正在应用的时候，需要的输出、功率基本上是不会变的，大功率的话很多时候热就少了很多。散热在现在的重型车上目前还是比较麻烦的问题，为了解决就把电堆系统温度提升，但是这个提升了以后其实对寿命是有影响的，对这个燃料电池寿命是有影响的。

  总之，开发大功率燃料电池来输出功率，降低重卡购置成本，开始大家其实很难理解，这主要是燃料电池发展和燃料电池成本降下来整个动力系统未来会降下来。另外，就是提高燃料电池功率以后，其实是把锂电池降下来了以后，它其实载货量会增加的，分析完了之后就会得出大功率有用的结论。再就是降低运行氢耗，电堆没有240、250千瓦单堆，BOP的选型也是一个难点，另外一个是散热。

  据悉，三一氢能科技有限公司8月5日在北京成立。“其实，内部三一氢能科技早就在开发系统，我们这个单堆的系统120千瓦，峰值可以达到130千瓦，系统效率是达到42%，零下30度启动都已经做到了。这个120千瓦系统其实整个重量已经做到220公斤的含DCDC，我们下一代的时候130千瓦300多公斤，现在做到二代功率增加了，重量还降了100多公斤。”宛朝辉表示。

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