【高工年会】新源动力刘常福：大功率燃料电池开发核心要素

作为燃料电池企业，须将可靠性和耐久性作为产品的生命。在产品迭代方面，大功率是一个方向，但产品的迭代一定要做扎实。在2021高工氢电年会现场，新源动力首席战略官刘常福发表“大功率车用燃料电池产品开发与应用”的主题演讲时如是表示。

车用燃料电池的第一个挑战是可靠性和耐久性要达到客户使用的寿命要求；其次要具备经济性，需要通过技术进步及规模化来降低成本。在演讲中，刘常福以新源动力为例，指出了当前大功率燃料电池开发的关键要素，以及未来发展方向。 

今年以来，新源动力在原来产品的技术上进行了升级，发布了两款新品：一款是燃料电池模块HYMOD®-150，峰值输出功率可达150kW；另一款是燃料电池系统HYSYS®-120，额定功率达到115kW。

产品更新迭代的同时，新源动力也在燃料电池核心技术开发和验证方面取得重大进展：其一，在高性能低铂膜电极方面完成验证，功率密度提升至1.5W/cm²@2.6A/cm²；铂用量降低至0.11gPt/kW；其二，金属双极板燃料电池模块成功实现-40℃无辅助低温启动；其三，金属双极板燃料电池电堆耐久性突破10000小时（按照10%衰减）。 

在年会现场，基于自身丰富的开发经验，刘常福表示：“低铂高性能膜电极开发是必然发展趋势，目前丰田已经做到，国内企业也要持续展开研发投入，并构建完善的研发体系；燃料电池电堆集成设计也非常关键，需要把握装配、模块封装、密封等每一个关键节点。” 

新源动力产品开发遵循正向设计原则，从仿真、流场结构、分配、导热导水等进行全过程设计。“其中仿真非常重要，必须在有一定积累的情况下进行正向仿真设计。如果没有长时间的数据积累，无从仿真设计，无从正向设计，必要的样本数不断迭代非常关键。”刘常福说。

从低温冷启动来看，目前新源动力燃料电池产品可以做到零下40度无辅助低温启动，走在全球前列。燃料电池实现低温冷启动的性能，依赖于关键材料的匹配与选择、电堆的设计与控制策略等多方面，非常能够体现电堆的总体设计水平。 

从耐久性来看，电堆模块可靠性、耐久性十分关键，与设计、控制策略（包括水热管理、各种能量管理）都有关联。此外，刘常福强调，电堆的寿命与氢气的成分也有很大关联。目前各地用的氢气来源不同，有电解水制氢、各种化工副产氢等，行业用氢标准制定不够细致，在未来大规模应用或成为很大问题，需要好好研究透彻。 

新源动力是2001年成立的老牌燃料电池企业，大概经过了三个重要发展阶段：2001—2007年是功能样机的开发阶段；2007—2014年是规模示范，解决了工程化的问题；2015年之后，以汽车工业标准来批量化生产，目前主要产品有4代。

刘常福透露，目前新源动力主打产品是100kW和150kW电堆。随着燃料电池中重卡对大功率产品需求的提升，公司也在开发200kW产品，样机已出。“未来300kW的单堆也能做到，但我个人认为300kW可能是一个极限，没必要把功率提到很高，只需要将每一款产品必做到极致，做到真正的好用即可。”

目前新源动力产品累计装车1000余辆，燃料电池车队在11个城市运营，累计运营历程超过1500万公里。 

在演讲的最后，刘常福呼吁：“产业链企业一定要齐心协力，这样才能把燃料电池事业干好。我们既要仰望天空，也要脚踏实地把产品做好。”

文章转自公众号：高工氢电