北京氢璞创能程亚飞：推动燃料电池电堆全面国产化才能降成本

2018年 11 月 6-8日，第一届中国（佛山）国际绿色技术及产品推介会暨第二届中国（佛山）国际氢能与燃料电池技术及产品推介会（CHFC2018）将在佛山南海千灯湖举办。“氢听剧场”作为推介会极具特色的活动之一，将于11月6-7日在国内馆C1-11召开，旨在为氢能与燃料电池领域的前沿理念、核心技术、创新产品提供绝佳的“秀”舞台。能见App全程直播本次大会。

北京氢璞创能程亚飞出席本次大会，在“燃料电池技术议题”环节，作题为“燃料电池电堆全面国产化及其系统集成要诀”的主旨演讲。

程亚飞： 我们公司主要从事水冷电堆的研发，我们在水冷电堆上已经做了8年。蓝色部分是我们集中精力做的。大家很奇怪，为什么我们还做控制器呢？我们这家公司还是做测试台的，电堆好不好用或者生产出来的电堆要进行出厂检验，这些测试台全部是我们自己做的，所以我们是最懂得电堆控制弱点的一家公司，所以我们做燃料电池的控制器。

我们公司核心技术主要分步在三个部分，第一个是膜电极，第二个是双极板，第三个是电堆封装。双极板我们金属板、碳板、复合板都做。当然，电堆的封装、设计也是我们做的。

这是全球氢产业链图，氢璞创能就在这里。过去密封件我们用的是一家日本公司，10千瓦的电堆做下来浇水要用2万块钱，现在我们在国内开发这种材料验证以后，一个电堆不到1000块钱，几百块钱，这就是我们做的工作，我们在国内做材料的研发。我们不断在研发高功率密度的电堆，我们主要通过关键材料的国产化，降低成本。基于这种材料开发它专用的制造设备，提高它的一致性、可靠性和寿命。

介绍一下我们做的复合板。这是我们自己开发的全自动生产线，红色部分就是国产的原材料，通过蓝色的箭头，这些我们自己开发的设备，最终出来的是合格的电堆。这是我们金属板的开发，包括模拟、设计、焊接、密封都是我们自己开发的。当然也不是说光靠氢璞一家就可以，我们联合了很多做材料、做工艺的公司一起来做，对于他们来讲燃料电池也是陌生的领域，一起开发。这是我们生产车间的实图，2014年我们就已经开发一个半自动化生产线，2016年启动全自动化生产线的开发。这是我们基于车用燃料电池电堆做的一系列符合行业规范的测试。氢璞创能很多知识产权都是自主的。这是我们做的第一条拥有自主知识产权燃料电池电堆自动化生产线，是一条试验线。

氢璞创能的历史。最早第一代电堆是我们开发的6.5千瓦的水冷电堆，主要应用在备用电源上。第二代电堆主要应用于汽车行业，让整个排气排水更好。第三代电堆达到了18千瓦，两个电堆36千瓦，主要给小型物流车、中型物流车使用。同时2017年10月份启动第一代金属板电堆开发，现在公司内部已经结题，现在在做第二代开发。同时我们也在做军品。复合板的电堆功率范围额定功率在18千瓦到46千瓦，我们的峰值功率可以持续，只不过效率要低一些，我们的额定功率企业标准定义在单片电压0.65伏，寿命1万小时，目前已经小批量。这是我们明年即将发布的金属板电堆，功率是700千瓦/升，目标寿命是5000小时。随着时间推移，2012年每千瓦是2万，2018年公司电堆原材料成本大概在3000元左右。

电堆成本下降是我们一直努力的方向，有4大因素。第一个是技术的进步。举一个简单的例子，同样一张膜，同样的形状，仅仅用催化剂的改进，它的电流密度就由1安培提高到了1.5安培。第二个是自动化产线。主要提升产能和工艺流程的一致性。还有一个是我们公司一直做的一个工作，就是核心材料国产化。目前我们唯一没有国产化的是GDL，量产以后以后会成本产生下降。在整个电堆当中，大家可能会认为催化剂膜电极是最贵的，其实不然，我们可以细分一下材料行业，这个成本下降得很快。主要 的原材料是碳纤维、玻纤、碳粉，其实金属板我们公司已经测过各种涂层，但最终确定用304，304不锈钢也很便宜的，主要贵是贵在它的工艺上。其实膜里面也没有贵金属，就是碳、氟这些东西，主要是贵上工艺上。很高兴这次展会上又遇到了一家质子交换膜，回头可以测试一下他们的膜。

这是我们公司其他的分析，大家可以看一下，催化剂膜电极的占本是非常高的。现在我们做的电堆出现一个很尴尬的局面，我们的电堆价格已经低于某一些高端空压机的价格。大家可能会问你这个国产电堆一致性怎么样？其实我们是一个很开放的公司，跟我们合作的公司除了用我们的电堆，也用巴拉德的电堆等等，大家的电堆都在一起赛马。通过赛马我们发现我们的缺陷，比如我们一致性是50毫伏，通过赛马我们提高到10毫伏，现在也做到了。汽车公司最希望的就是电堆的抗反击能力非常强，最开始的时候我们做到的是30秒钟，30秒钟反击以后这个催化剂就衰退了20%，基本上再衰退下去有可能会击穿。大家知道巴拉德的抗反击能力是90分钟，在全世界非常领先，而且他拥有3个专利。现在我们也通过催化剂的研发，可以把它提高到30分钟，这对于一个系统集成商来说是非常好的。寿命第一代电堆用到不抗反击的膜电极加上我们自己的控制器，我们在运营商有做主电连续发电近2年时间，实际上这个基站下面有一个1吨的甲醇桶，通过甲醇制氢大概可以给燃料电池供一个月，一个月需要加一次甲醇。

做系统公司希望你的电堆非常及时，做电堆的公司希望你控制得非常精确，这是一个矛盾。我们公司总结了一下集成的要点有5点，

第一点，很多集成公司温度对水平衡的影响不够重视。大家都知道，空气的饱和湿度在0度到70度之间，它的饱和湿度相差50倍，也就是说0度的时候你可能溶解0.6克，到了70度的时候可以溶解30多克，同样的空气不同温度产生的含水量相差会非常大。

第二点，怎么样才能够实时监控这个水的含量呢？我们用很高精准的单片电压监测器，采用频率很高、抗高压能力很强，就能够实时检测这个水的含量来控制空压机和循环泵保护这个电堆。

第三点，我们的负载并不希望汽车随叫随到，我们希望根据自己的节奏给它提供能量，所以我们希望燃料电池的控制器对DC—DC进行控制，这个也是延长电堆寿命的。

还有很多系统公司整个系统做得非常好，但是由于某一个部件坏了，很容易就把电堆烧坏。

另外一个就是起停策略，尤其是低温启动，我们公司也做了很多项目。

我就介绍到这里，谢谢大家！

（能见App根据速记整理，未经本人审核）