日前,上海骥翀氢能科技有限公司(以下简称“骥翀氢能”)基于车用燃料电池系统产品定义,通过电堆产品开发流程正向设计出的第一代具有自主知识产权的金属板完成了极板成型工序,单极板在平整度、厚度公差、周期宽度、倒角、一致性等方面均达到理想状态,为后续开发奠定了坚实基础。
此外,骥翀氢能协同战略合作方已完成高速自动化激光焊接技术、高耐蚀导电涂层技术、新一代密封技术的开发和测试验证。
质子交换膜燃料电池电堆核心部件是双极板和膜电极。双极板按材料体系主要分为两类,即金属双极板和石墨双极板。目前国内市场上车用燃料电池电堆以石墨板为主,这类双极板材料与结构稳定性好、尺寸精度高、流道易于细密化,而且氢气、空气、冷却剂三腔结构可以独立设计,因而具有寿命与可靠性优势,可以满足当前阶段的车用要求;但受制于厚度、重量、结构强度、气密性、热容、加工工艺等方面的劣势,石墨板电堆在比功率密度、车载条件下抗振能力、氢安全性、无辅助低温启动、量产产能与成本等方面无法满足乘用车的需求,目前只在物流车、公交车等商用车领域应用,且使用条件受限。
与石墨双极板相比,金属双极板具有类似的高导电、导热能力;更好的机械强度、阻气能力和抗冲击、抗振动能力,进而使双极板更薄更轻,可大幅度提高电堆比功率密度;大幅降低的双极板热容使电堆具备了更强的无辅助低温启动能力;更少的工序和成熟的金属加工工艺,从而大幅提升产能、降低成本。虽然金属板在成型细密化、残余应力控制、耐蚀性、设计自由度等方面具有劣势,但随着相关技术的发展,问题已经得以解决。在金属成型方面,日本、欧洲的公司通过模压、液压、高速热成型等工艺,已经解决了流道细密化和平整度问题;国内多家企业也已取得突破,达到或接近国外先进水平,而且成本可大幅下降。在金属板防腐涂层方面,国内企业也已完全取得突破,使腐蚀问题不再是金属板电堆寿命的短板。在结构设计上,国内外均已趋于成熟,可以通过合理设计有效规避金属板固有的结构缺陷。丰田Mirai、本田Clarity、现代Nexo等量产燃料电池车型均采用金属双极板。
骥翀氢能 保卫碧水蓝天
原文始发于微信公众号(骥翀氢能):骥翀氢能完成第一代金属板开发