前言:高級檢索分析師關婧如、劉勝在觀展之后從儲氫瓶、電堆、動力系統、空壓機和金屬雙極板五個角度進行全面分析。本篇為動力系統方面的梳理。燃料電池系統包含電堆、空壓機、氫氣循環泵、冷卻循環系統等多個零部件或子系統,對于系統集成技術要求較高。
2019年日本國際氫能及燃料電池展覽會(FC EXPO)上,國內外眾多廠商都展出了燃料電池系統。目前,大功率、集成化設計成為燃料電池系統的主流發展趨勢,下面我們來看看各家廠商的基本情況及其產品介紹。
其他相關內容查看:
電堆篇
空氣壓縮機篇
金屬雙極板篇
儲氫瓶篇
(一)雄韜氫雄——燃料電池發動機系統
雄韜集團,全球知名的智慧儲能解決方案服務企業之一,1994年成立于深圳。雄韜正在為全球100多個國家和地區的通訊、UPS、電動交通工具、光伏、風能、電力、電子及數碼設備等產業領域提供完善的產品應用方案與技術服務。子公司雄韜氫雄主要負責集團旗下的燃料電池業務,在集團的鼎力支持下雄韜氫雄厚積薄發,已完成制氫、膜電極、燃料電池電堆、燃料電池發動機系統、整車運營等氫能產業鏈上關鍵環節布局,并相繼在武漢、大同投建燃料電池產業園。
QX-3045C燃料電池發動機系統(見圖31)為武漢雄韜氫雄燃料電池科技有限公司面向客車、商用車開發的第一代燃料電池發動機系統,產品體積118L,額定電流320A,額定電壓130-260V,體積比功率密度381W/L,質量比功率密度401W/kg(詳情見性能參數)。該系統高度集成、耐久性好、穩定性強,具有設計合理、功率密度高、啟動速度快、環境適應性強、維護便捷等優點。
圖31 QX-3045C燃料電池發動機系統 via熊韜產品信息
QX-3045C性能參數:
在2019年日本國際氫能及燃料電池展覽會上,雄韜氫熊第一次向公眾展示QX-6080A燃料電池發動機系統(見圖32),產品體積220L,額定電流350A,額定電壓300~550V,體積比功率密度272W/L,質量比功率密度360W/kg(詳情見性能參數)。QX-6080A燃料電池發動機系統充分體現了雄韜氫雄公司的技術實力和產品質量。
圖32QX-6080A燃料電池發動機系統via雄韜產品信息
QX-6080A性能參數:
(二)眾宇動力
眾宇動力系統科技有限公司(以下簡稱眾宇動力)于2011年在武漢經濟技術開發區成立,其核心技術為燃料電池動力系統,公司主營業務為燃料電池系統及氫能相關技術的研發、生產、銷售。2013年,眾宇動力推出第一代燃料電池備用電源系統,經過幾年的技術更新,在2018年,其35kW和41kW車用動力系統通過國家轎車質量監督檢驗中心的性能及高低溫存儲強檢。
在氫燃料電池車用系統領域,目前眾宇動力可提供的產品有,TW4500和TW6000系列。TW4500氫燃料電池車用動力系統(見圖33)是一款無污染的車用環保動力產品,適用于城市公交車、中\重型城市物流車等。TW4500氫燃料電池發動機基于水冷、金屬極板平臺開發的產品,具有體積小、重量輕、效率高、噪音低、適配性強等優點。包含從氫氣調壓器到DC/DC變換器的所有零件,實現“氫氣進,需求功率出”,方便整車集成。(具體信息見產品參數,圖34)
圖33 眾宇動力 TW4500氫燃料電池車用動力系統via眾宇動力產品信息
圖34眾宇動力TW4500產品參數 via眾宇動力產品信息
TW6000系列氫燃料電池發動機(見圖35)是一款無污染的車用環保動力產品;適用于城市公交車、中\重型城市物流車等。TW6000系列氫燃料電池發動機基于水冷、石墨極板平臺開發的產品,系統集成度高,具有體積小、效率高、噪音低、適配性強等優點。包含從氫氣調壓器到DC/DC變換器的所有零件,實現“氫氣進,需求功率出”,方便整車集成。(具體信息見產品參數,圖36)
圖35眾宇動力TW6000氫燃料電池車用動力系統 via 眾宇動力產品信息
圖36眾宇動力 TW6000產品參數 via 眾宇動力產品信息
實際模型:
(三)Symbio——動力系統
Symbio成立于2010年,是米其林集團的子公司。Symbio目標是在氫電池系統和相關數字服務方面成為世界領先的運輸領域新一代零件制造商之一。在燃料電池和氫能源領域,Symbio與FCH JU、Hydrogen Mobility Europe和BEN MADDEN等公司長期進行合作關系,共同推動歐洲的清潔能源發展。
目前,Symbio提供了H2Motiv系列動力系統,包括H2Motiv S\H2Motiv L\H2MotivXL(具體信息見下表),并且掌握了燃料電池電堆毗鄰的三個關鍵氫動力系統管路。
在2019年日本國際氫能及燃料電池展會(FC EXPO)上,Symbio展出了其H2Motiv L動力系統(見圖37)。
圖37 Symbio- H2Motiv L(左:官網圖;右:FC EXPO現場圖)
H2Motiv L是一種燃料電池集成系統,包括燃料電池堆、冷卻管路、空氣管路、氫氣管路和FCCU(催裂化裝置)和DC/DC(見圖38),可添加到基于電池的城市貨車,服務卡車和公共汽車中。在汽車中,H2Motiv L與加濕器、壓縮機以及散熱器配合使用(見圖39),從而為車輛提供電力。
圖38H2Motiv模塊
圖39SymbioH2MotivL工作 viaSymbioYouTube產品介紹視頻
目前,Symbio參與正參與歐洲垃圾車輛創新和驗證項目(REVIVE),REVIVE于2018年啟動,是一項針對歐洲可持續和清潔城市垃圾運輸的突破性項目:基于15個成員的合作,整合燃料電池動力系統,分為15輛車并將其部署在歐洲的8個地點,這是迄今為止最大的燃料電池系列擴展卡車示范。而Symbio公司的H2Motiv L是這些垃圾車最佳搭檔。
(四)AVL——PEM Fuel Cell System
AVL是全球最大的動力總成系統開發,仿真和測試獨立公司,用于開發,模擬和測試乘用車、商用車、大型發動機及其應用于車輛內的集成動力總成系統(混合動力,內燃機,變速箱,電力驅動,電池,燃料電池和控制技術)。
在2019年日本國際氫能及燃料電池展會(FC EXPO)上,AVL展出了其PEM Fuel Cell System(見圖40)。該系統采用模塊化方法構建,可輕松集成到多個應用程序中,以降低開發成本。(具體參數見下表)
圖40AVL PEM Fuel Cell System
同時,對于燃料電池的開發與發展,AVL可提供仿真和測試工具(在真實運行工況下模擬燃料電池及其組件的所有的工具)。
總結:本屆日本燃料電池展會上,國外參展企業展出的燃料電池系統呈現出集成化設計的趨勢,經過精心設計的燃料電池系統結構緊湊,大大減小了整機體積。當然集成化設計也提高了對零部件尺寸形狀的要求,進而增加了成本,但是一旦燃料電池系統量產后,集成化設計的燃料電池系統可以更容易的安裝在對空間尺寸要求較高的乘用車上,而且也可以大幅度降低成本。
2019年日本國際氫能及燃料電池展覽會(FC EXPO)上,國內外眾多廠商都展出了燃料電池系統。目前,大功率、集成化設計成為燃料電池系統的主流發展趨勢,下面我們來看看各家廠商的基本情況及其產品介紹。
其他相關內容查看:
電堆篇
空氣壓縮機篇
金屬雙極板篇
儲氫瓶篇
(一)雄韜氫雄——燃料電池發動機系統
雄韜集團,全球知名的智慧儲能解決方案服務企業之一,1994年成立于深圳。雄韜正在為全球100多個國家和地區的通訊、UPS、電動交通工具、光伏、風能、電力、電子及數碼設備等產業領域提供完善的產品應用方案與技術服務。子公司雄韜氫雄主要負責集團旗下的燃料電池業務,在集團的鼎力支持下雄韜氫雄厚積薄發,已完成制氫、膜電極、燃料電池電堆、燃料電池發動機系統、整車運營等氫能產業鏈上關鍵環節布局,并相繼在武漢、大同投建燃料電池產業園。
QX-3045C燃料電池發動機系統(見圖31)為武漢雄韜氫雄燃料電池科技有限公司面向客車、商用車開發的第一代燃料電池發動機系統,產品體積118L,額定電流320A,額定電壓130-260V,體積比功率密度381W/L,質量比功率密度401W/kg(詳情見性能參數)。該系統高度集成、耐久性好、穩定性強,具有設計合理、功率密度高、啟動速度快、環境適應性強、維護便捷等優點。
圖31 QX-3045C燃料電池發動機系統 via熊韜產品信息
QX-3045C性能參數:
在2019年日本國際氫能及燃料電池展覽會上,雄韜氫熊第一次向公眾展示QX-6080A燃料電池發動機系統(見圖32),產品體積220L,額定電流350A,額定電壓300~550V,體積比功率密度272W/L,質量比功率密度360W/kg(詳情見性能參數)。QX-6080A燃料電池發動機系統充分體現了雄韜氫雄公司的技術實力和產品質量。
圖32QX-6080A燃料電池發動機系統via雄韜產品信息
QX-6080A性能參數:
(二)眾宇動力
眾宇動力系統科技有限公司(以下簡稱眾宇動力)于2011年在武漢經濟技術開發區成立,其核心技術為燃料電池動力系統,公司主營業務為燃料電池系統及氫能相關技術的研發、生產、銷售。2013年,眾宇動力推出第一代燃料電池備用電源系統,經過幾年的技術更新,在2018年,其35kW和41kW車用動力系統通過國家轎車質量監督檢驗中心的性能及高低溫存儲強檢。
在氫燃料電池車用系統領域,目前眾宇動力可提供的產品有,TW4500和TW6000系列。TW4500氫燃料電池車用動力系統(見圖33)是一款無污染的車用環保動力產品,適用于城市公交車、中\重型城市物流車等。TW4500氫燃料電池發動機基于水冷、金屬極板平臺開發的產品,具有體積小、重量輕、效率高、噪音低、適配性強等優點。包含從氫氣調壓器到DC/DC變換器的所有零件,實現“氫氣進,需求功率出”,方便整車集成。(具體信息見產品參數,圖34)
圖33 眾宇動力 TW4500氫燃料電池車用動力系統via眾宇動力產品信息
圖34眾宇動力TW4500產品參數 via眾宇動力產品信息
TW6000系列氫燃料電池發動機(見圖35)是一款無污染的車用環保動力產品;適用于城市公交車、中\重型城市物流車等。TW6000系列氫燃料電池發動機基于水冷、石墨極板平臺開發的產品,系統集成度高,具有體積小、效率高、噪音低、適配性強等優點。包含從氫氣調壓器到DC/DC變換器的所有零件,實現“氫氣進,需求功率出”,方便整車集成。(具體信息見產品參數,圖36)
圖35眾宇動力TW6000氫燃料電池車用動力系統 via 眾宇動力產品信息
圖36眾宇動力 TW6000產品參數 via 眾宇動力產品信息
(三)Symbio——動力系統
Symbio成立于2010年,是米其林集團的子公司。Symbio目標是在氫電池系統和相關數字服務方面成為世界領先的運輸領域新一代零件制造商之一。在燃料電池和氫能源領域,Symbio與FCH JU、Hydrogen Mobility Europe和BEN MADDEN等公司長期進行合作關系,共同推動歐洲的清潔能源發展。
目前,Symbio提供了H2Motiv系列動力系統,包括H2Motiv S\H2Motiv L\H2MotivXL(具體信息見下表),并且掌握了燃料電池電堆毗鄰的三個關鍵氫動力系統管路。
在2019年日本國際氫能及燃料電池展會(FC EXPO)上,Symbio展出了其H2Motiv L動力系統(見圖37)。
圖37 Symbio- H2Motiv L(左:官網圖;右:FC EXPO現場圖)
H2Motiv L是一種燃料電池集成系統,包括燃料電池堆、冷卻管路、空氣管路、氫氣管路和FCCU(催裂化裝置)和DC/DC(見圖38),可添加到基于電池的城市貨車,服務卡車和公共汽車中。在汽車中,H2Motiv L與加濕器、壓縮機以及散熱器配合使用(見圖39),從而為車輛提供電力。
圖38H2Motiv模塊
圖39SymbioH2MotivL工作 viaSymbioYouTube產品介紹視頻
目前,Symbio參與正參與歐洲垃圾車輛創新和驗證項目(REVIVE),REVIVE于2018年啟動,是一項針對歐洲可持續和清潔城市垃圾運輸的突破性項目:基于15個成員的合作,整合燃料電池動力系統,分為15輛車并將其部署在歐洲的8個地點,這是迄今為止最大的燃料電池系列擴展卡車示范。而Symbio公司的H2Motiv L是這些垃圾車最佳搭檔。
(四)AVL——PEM Fuel Cell System
AVL是全球最大的動力總成系統開發,仿真和測試獨立公司,用于開發,模擬和測試乘用車、商用車、大型發動機及其應用于車輛內的集成動力總成系統(混合動力,內燃機,變速箱,電力驅動,電池,燃料電池和控制技術)。
在2019年日本國際氫能及燃料電池展會(FC EXPO)上,AVL展出了其PEM Fuel Cell System(見圖40)。該系統采用模塊化方法構建,可輕松集成到多個應用程序中,以降低開發成本。(具體參數見下表)
圖40AVL PEM Fuel Cell System
同時,對于燃料電池的開發與發展,AVL可提供仿真和測試工具(在真實運行工況下模擬燃料電池及其組件的所有的工具)。
總結:本屆日本燃料電池展會上,國外參展企業展出的燃料電池系統呈現出集成化設計的趨勢,經過精心設計的燃料電池系統結構緊湊,大大減小了整機體積。當然集成化設計也提高了對零部件尺寸形狀的要求,進而增加了成本,但是一旦燃料電池系統量產后,集成化設計的燃料電池系統可以更容易的安裝在對空間尺寸要求較高的乘用車上,而且也可以大幅度降低成本。