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别再“瞎”比拼燃料电池的电堆功率和功率密度了!

日期:2020-10-05    来源:高工氢电

国际新能源网

2020
10/05
08:57
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关键词: 国燃料电池产业 燃料电池 燃料电池企业

近两年来,我国燃料电池产业进展飞快,特别是燃料电池堆的功率和功率密度持续提升最为明显。

与此同时,国内不少厂商新发布的燃料电池堆产品的额定功率都已经超过了100kW,甚至在向150kW以上进发,功率密度远远超过丰田的3.1kW/L。

如果仅从媒体报道的信息,和一些外部曝光的数据来看,中国的氢燃料电池在单堆功率和功率密度方面似乎大有“赶超”国外的态势。

事实果真如此吗?国内燃料电池厂商们热衷于“大”或“高”的背后,是怎样一套逻辑?

评价标准缺失

是功率和功率密度评价不一的根源

一般而言,功率密度分体积功率密度、质量功率密度和面积比功率等,前两者对于燃料电池堆和系统皆适用,单位一般为kW/L、kW/kg,面积比功率一般应用于燃料电池膜电极。

然而,不同燃料电池企业对于电堆测试和评价方法都存在很大的差别,对于如何计算电堆的体积和功率,不同企业之间也未达成共识,这就造成即使是同样的技术指标得出的最终结果却并没有可比性。

对于国内燃料电池企业在大功率和高功率密度上的“比拼”,新研氢能首席技术官齐志刚博士理性地谈到了自己的看法:缺乏统一评价标准的数据对比毫无意义。

“电堆体积包不包括短板?电堆的体积是指排水体积还是6个面内的体积?”齐志刚表示,对于电堆体积的认识如果没有达成共识,最后算出的功率密度自然会存在很大的差异。

由于燃料电池堆体积定义差别较大,国外对于燃料电池堆功率密度的评价分为四层级别,分别为:活性面积层、电池组层、端板层和外壳层。以德国的Elringklinger AG为例,其新一代NM5燃料电池堆的活性面积层级功率密度为8.1kW/L,电池组层级功率密度为4.6kW/L,端板层级功率密度为4kW/L。

另一方面,从功率来看,只有在统一的测试条件、统一电效率下,得出的功率才具备可比性。但事实上,不同企业在测试燃料电池时,测试条件和环境都存在差异,所选定的额定电压工作点也不同,得出的功率大小就会有很大的不同。

对此,齐志刚以新研氢能定型的40kW级电堆为例,在低气压、中气压、高气压、高单电池平均电压、低单电池平均电压条件下,所得出电堆的功率大小存在超过20kW以上的差别:41.6kW@0.70V/50kPa,58.7kW@0.65V/140kPa,66.4kW@0.60V /140kPa。这充分说明,不同运行条件和不同额定电压点下对比电堆性能参数没有意义。

“意见征求稿在积分测试中,并没有提到是额定功率还是峰值功率,没有指定电效率,也没有对电堆的体积提出统一的算法,这自然会导致企业发布的产品数据混乱不堪。”在齐志刚看来,业内同仁都有义务把这些没有明确的评价方式和标准统一起来,到正式稿出台的时候,才能做到公平合理。
少一些浮夸

中国的燃料电池需要脚踏实地

事实上,齐志刚博士对于当前我国燃料电池行业对于燃料电池的功率、功率密度缺乏统一评价标准的看法,得到业内同仁的广泛认可,众多燃料电池企业高层表示,中国燃料电池企业需要练内功,脚踏实地。

一直以来,日本丰田在燃料电池技术领域独领风骚。因此,国内的燃料电池企业也多以在技术上对标丰田为荣。

“单纯地用单项指标来对标丰田容易让企业陷入盲目自信,从而忽视在基础方面的不足。”爱德曼董事长徐黎明表示,在落实补贴新政的过程中,燃料电池企业要脚踏实地,不能盲目自信。

徐黎明对于业界掀起的一股浮夸风提出了自己的看法。在他看来,今后的4年是最好的时间窗口,单纯凸显某些技术参数意义不大。在降本过程中,一些关键部件质量与进口比有较大差距,其他零部件价格也居高不下,这需要行业共同努力。

当然,也有人提出要专注产品,解决客户痛点。

“当行业热的时候,有泡沫出现的时候,会有很多的诱惑,一定会出现各种赚快钱、各种短平快的方法,但我认为一切都会回归本质,能够坚持笑到最后的一定是那些真正专注产品,真正专注技术创新的企业。”神力科技总经理戴威博士表示,真正推动燃料电池产业化的,技术不是最关键的,重点在于产品能否真正解决客户的痛点。

抛开技术参数的光环,中国燃料电池产业实现崛起,同样离不开关键零部件企业的专注。

“以金属双极板的密封性为例,丰田可以花一亿美元研究密封胶的问题,这不是短时间可以追赶的。”上海治臻总经理蓝树槐博士认为,国内企业要有战略定力,还是要踏踏实实把产品的一致性做好,将来在市场上有足够多的优势,才有可能以后有机会超过它。

聚焦产品品质、修炼内功是企业走向强大的途径,但是什么是好产品?依然离不开统一标准下的评价。

值得一提的是,今年6月发布的国家标准《车用质子交换膜燃料电池堆使用寿命测试评价方法》已经提供了有益的参考。

“按照统一的方法来测评电堆的耐久性和寿命,将结束之前缺乏标准而出现各自为战,评价不一的局面,给鉴别市场上电堆产品的优劣提供了可靠依据,这对塑造行业良好的信誉度是非常有利的。”齐志刚坦言,对电堆功率和功率密度的评价同样需要建立在统一标准的基础之上。


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