先简单科普:
- 我们目前一般衡量堆或者系统的简易性能参数一般为以下几个指标:单堆(系统)功率、功率密度(质量和体积)、寿命(耐久性)、低温启动性能、工作温度区间、IP防护等级等。另由于不同的厂家体现方式有差别,比如裸堆、模块儿、动力系统等,且由于公布信息不是太全面,我们就基于能收集到的参数做一些粗略比较。大家看的时候略有点儿专业基础,注意区分动力系统功率密度和裸堆功率密度的概念。
- 目前常见的形态有裸堆、模块儿、系统 三种形态。裸堆是集成模块儿和系统的基础,系统简单理解更侧重于车载(交通应用,类似发动机)、模块儿是一个比较特殊的存在,更多是基于裸堆有一些初步集成的半系统状态,但其应用场景会更灵活一些,有助于多模块拓展集成等等。
- 近日《燃料电池汽车测试规范》中有定义裸堆以及系统的边界,意味着大家可以基于统一标准去对比了。
- 各种国标或一些指标要求中一般会同时要求裸堆指标和系统指标(有些项目重合一致),基于类似同款裸堆的系统更是在考验厂商的集成能力会体现出一些指标差异。
- 阅读时也请注意石墨板(含复合石墨板)和金属板(含不同镀层以及框架复合机构等)的差异,在寿命层面这两个目前还不能相提并论。
一、下面就先来看看国内一些具体产品(仅为调研到的部分厂商、排名不分前后)
1、重塑
发布时间:2021年6月份
重塑Prisma镜星十二示意图
型号:Prisma镜星12
功率:130KW
质量功率密度:702W/Kg
裸堆体积功率密度:4.4KW/L
冷启动:-30度
设计寿命:30000小时
防护等级:IP68
2.潍柴巴拉德氢能科技
发布时间:近期
潍柴巴拉德氢能科技动力系统~基于LCS系列电堆
型号:不明确
功率:120KW
系统质量功率密度:561W/Kg
裸堆体积功率密度:4.0KW/L
低温启动:-30
寿命:30000小时
3.亿华通
发布时间:2021年5月份
型号:YHTG系列(120/ 80PRO)
冷启动:-35
功率:120KW/80KW
系统功率密度:700W/Kg / 555W/Kg
防护等级:IP67
寿命:未明确
4.雄韬股份:
发布时间:2021年4月份(基于A1电堆集成)
雄韬氢雄VISH-130B图片
型号:VISH-130B
额定功率:130kW,
功率密度:640.5W/kg
寿命:20000小时。
型号:A1系列石墨双极板电堆,单电池均一性指标高,
额定功率:42-84kW,
裸堆体积功率密度:3.5kW/L,
设计寿命:超过20000小时
5.大连新源
发布日期:2021年5月
型号:HYMOD-150燃料电池模块
功率:峰值输出功率可达150kW
寿命:设计寿命10000小时(金属板)
模块儿功率密度:4.5kW/L
冷启动性能:-40℃低温启动功能,
防护等级:IP67防护等级,抗振功能符合SAE J2380-2009标准
说明:该产品在无外增湿、绝压阴极侧110~250kPa、阳极侧130~270kPa的高压操作条件下,并实现峰值功率下额定点任选的宽范围功率应用;模块电流范围0~600A,输出电压范围249~430V,目前市面大部分系统零部件可满足模块匹配选型要求。
型号:HYSYS-120
额定功率:115kW,峰值功率是120kW,峰值操作电流达到了600A
效率:56%
冷启动:零下30摄氏度快速启动,
防护等级:IP67的防护等级,满足整车应用要求
6、国鸿氢能
发布时间:2021年6月份上海展会展出产品为如下鸿芯G70
鸿芯G70/G110
型号:鸿芯G70、G110
功率:70KW/110KW
冷启动:未明确
质量功率密度:473W/Kg、555W/Kg、
体积功率密度:467W/L、550W/L
防护等级:IP67
输出电流:0~500A、0~440A
7、江苏清能
发布时间:未知(目前能收集到的最新款)
VL II系列动力系统产品示意图
性能参数表
型号:VL II-120
功率:120KW
质量比功率密度:505W/Kg
冷启动温度:-30
防护等级:IP67
系统最高效率:≥55%
8、骥翀氢能
发布时间:2021年6月份
160kW MH系列氢燃料电池电堆
系列名称:MH”系列
额定功率:160kW,为燃料电池领域现阶段最大单堆功率,
裸堆功率密度:4.7kW/L(金属板)
冷启动:-39°C无辅助启动
二、在梳理完国内主要厂商产品的性能参数外,我们提列两家国外企业代表,这两家一是丰田(金属板标杆),另一是巴拉德(石墨板标板燃料电池标杆)。
1.丰田二代电堆。
发布时间:2020年底
左为第一代、右为第二代新款
官方FC参数表
型号:二代Mirai
功率:128KW
裸堆功率密度:5.4KW/L(不包含端板)、4.4KW/L(含端板)
寿命:官方给出是7000小时(金属板)
保修信息:FC部分是10年/150000英里、FC系统部分8年/100000英里。
特别说明:仅为裸堆,未能调研到集成后的系统功率密度。
2、巴拉德
发布时间:2020年9月份
巴拉德新款HPS图片
HPS基本参数表
型号:HPS
功率:0~140KW(通过集成单元数调整)
裸堆质量功率密度:MAX:4.7/Kg
裸堆体积功率密度:MAX:4.3KW/L
冷启动:-28度
寿命:未明确(网传30000小时,石墨板)
写在最后:
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业内还是有很多优秀的企业并未能调研到近期的更新版产品,或者还有些企业并未公布自己的“核武器”,所以也不意味着他们能力欠缺。
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由于我们《燃料电池汽车测试规范》今年六月份才发布。所有有存在不同厂商在进行功率密度评价时边界不清或者测量有偏差的问题。毕竟这是厂商方提供数据,非第三方数据,故仅供参考。当然为了获得良好的宣传也不排除一些数据有略夸大的可能。
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各厂商在宣传资料上的性能参数标定项目也略有偏差,再加上裸堆、模块儿、系统的定义以及结构差异。本数据仅能给专业人士一些基本的判断依据。并非可以精准对比。
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尽管看起来大功率系统的一些功率密度指标不差了,但是小功率(100KW)以内的系统,由于有些零部件不随功率变化而变化的,所以也会导致小功率系统相对功率密度会较低,需要特别注意。
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关于寿命目前都是基于设计值以及可能失效模式建模分析的结果,仅供参考。国外相对有更多实际工程数据。
原文始发于微信公众号(氢眼所见):各主要燃料电池以及系统厂商性能参数大PK