近期氫晨科技對外展示了新一代H3技術和230kW電堆開發情況，引起業界的廣泛關注。從目前已經裝車應用的大功率電堆來看，最高功率基本在150kW左右。如今作為頭部電堆企業之一的氫晨科技，率先完成單堆230kW的大功率電堆的性能測試，是國產電堆再次向更大功率邁進的一個重要信號。

 

與國產電堆同步邁向大功率的還有系統。目前濰柴動力配套中國重汽首款氫能雪蠟車，系統額定功率高達162kW，是已知國內裝車應用的最高功率系統產品，據悉年底前行業內或有200kW大功率系統面世。

 

為何國內燃料電池電堆及系統企業要持續研發大功率產品？現階段BOP供應鏈水平是否能跟上？技術層面還存在什么挑戰？

 

 

除了氫晨科技以外，近年來國內主流燃料電池電堆企業都在持續研發大功率產品，所布局的最新一代產品，均以大功率、長壽命、高功率密度等性能亮相。神力科技最新產品SFC-B9P單電堆最大功率>150kW，額定功率≥146kW，可廣泛應用于中、重型卡車，城市公交車、軌道交通等。新源動力今年5月份發布兩款新品，HYMOD®-150和HYSYS®-120，前者峰值輸出功率可達150kW，設計耐久性超過10000小時，電堆功率密度4.5kW/L；后者額定功率為115kW，峰值功率為120kW，設計耐久性可達10000小時。清能股份今年推出電堆新品VLSII Pro。該系列產品單堆最大功率可達165kW，體積功率密度提升到4.4kW/L；雄韜氫瑞透露，將發布最新的50-100kW的A2系列電堆，體積功率密度達到4.0kW/L，以及同級別的大功率大于150kW的J系列電堆；氫璞創能在去年11月發布的一款面向未來5～10年的電堆產品Nowogen V，功率達到了150kW。 系統企業方面大功率勢頭同樣明顯。億華通今年發布了新一代120kW大功率產品上，其采用高性能單電堆與氫氣再循環系統聯合匹配的設計，將系統額定功率密度率先提升至701W/kg。

 

風氫揚今年6月發布全新一代燃料電池系統-SINGULAR元極，這款產品初代開發平臺覆蓋110kW-130kW系統功率范圍，未來兩年將擴展至300kW以上。同月，重塑科技也正式推出了130kW大功率PRISMAXII+鏡星十二+燃料電池系統。國鴻氫能在去年10月發布了鴻途G系列燃料電池動力模塊產品，其中鴻途G110凈輸出功率110kW，現已廣泛應用多款車型。2016年至2018年，燃料電池功率大都在30~60kW；從2019年起，國內燃料電池功率開始“突飛猛進”，現階段實際裝車應用的高功率燃料電池電堆可以達到150kW，比如氫晨科技150 kW單堆就已經實現上百臺的應用；系統方面，國內應用于重卡的燃料電池系統額定功率基本在110kW以上。接下來，國內大功率燃料電池電堆及系統將提升至什么水平？飛馳科技首席技術官石建珍博士曾在高工氫電會議上表示，今年下半年200kW燃料電池系統會面市。高工產研氫電研究所（GGII）分析，在“以獎代補”政策推動下，業界愈發關注燃料電池汽車在長途重載應用領域的應用，而長途重載運輸具有長時間運行、高負載率和持續高速工況等特點，這直接著推動企業探索提升燃料電池功率。

 

 

燃料電池向大功率方向邁進是趨勢，而主流企業能夠開發出大功率產品也是技術實力的證明。需注意的是，現階段把產品的可靠性和壽命做好也非常關鍵。“重型卡車根據運營場景需匹配110～200kW燃料電池系統；重卡還需滿足8年或3萬小時壽命需求，遠期需滿足15年或5萬小時壽命需求；同時重卡運行路況、環境等復雜多變，需以高可靠性保障長時間穩定運營。” 風氫揚總經理劉軍瑞表示。GGII也提醒，從現階段行業技術水平來看，燃料電池企業在做技術開發時有兩點需要注意：其一，大功率燃料電池開發并不是靠片數的堆砌或面積上的延伸，在設計過程要不斷考慮水熱條件、氣體質量流量等多種條件的耦合。比如在氣體管理方面，功率變大導致電堆長度增加，如何最優化歧管和每個單片中的流體分配，保證反應氣體供應；在水管理方面，大功率生成水多，如何有效排出；在熱管理方面，大功率發電時產熱多，如何做好冷卻；還要考慮電堆的一致性構成等方面。

 

其二，現有的BOP供應鏈水平或暫時難以可靠地滿足大功率系統的需求。不過，在大功率燃料電池的研發帶動下，未來關鍵部件的覆蓋功率會快速提升。客觀來看，現階段國內能同時處理好這些技術挑戰的企業并不多。隨著越來越多的企業積極開發大功率燃料電池，解決這些難題的速度或比想象中要快。