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中汽創(chuàng)智車用氫燃料電池的發(fā)展及規(guī)劃

 
 
 
發(fā)布日期:2022-11-25  來源:蓋世汽車  瀏覽量:1565  掃描到手機   關(guān)注公眾號

作為新公司,中汽創(chuàng)智的發(fā)展迅速,我們每周工作量平均為70小時,僅僅用了兩年半的時間就獲得南京市獨角獸公司的認(rèn)證,我?guī)ьI(lǐng)的團隊取得了國家科技部“十四五”專項,在氫燃料方面最核心的氫燃料芯片膜電極產(chǎn)業(yè)化項目。同時,中汽創(chuàng)智作為牽頭單位,還獲得了工信部的新能源產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)項目。

行業(yè)內(nèi),固態(tài)電池的核心在于安全問題和續(xù)航問題,但安全問題和續(xù)航里程問題是不是矛盾?這還需要我們持續(xù)地探討。中汽創(chuàng)智目前瞄準(zhǔn)的是全固態(tài)電池,主要目標(biāo)是實現(xiàn)低成本,寬溫度范圍,高電導(dǎo)率。但是還有很多難題需要突破:比如,1、體積能量密度還是比較低;2、制造環(huán)境非??量?,從材料到工藝,從實驗室走向小試、中試都需要持續(xù)的技術(shù)攻關(guān);3、現(xiàn)有固態(tài)電池體系存在各種問題:

如聚合物固態(tài)鋰電池容易短路與熱失控,薄膜固態(tài)鋰電池成本高、能量密度低;硫化物固態(tài)鋰電池則存在固固接觸持續(xù)變差、空氣敏感的問題;氧化物固態(tài)鋰電池的電解質(zhì)片容易脆裂…….這要求我們用新的思路研發(fā)固態(tài)電池:從最核心的材料出發(fā),搭配合適的工藝取勝。

在這個基礎(chǔ)上,中汽創(chuàng)智堅持攻克全固態(tài)電池覆蓋材料端,工藝端和設(shè)備端的核心技術(shù),同時具備從電芯組裝成電池包的能力,現(xiàn)在面臨的難點主要是材料端和工藝端,下圖是對材料維度技術(shù)痛點的羅列:

在業(yè)務(wù)規(guī)劃上,中汽創(chuàng)智全力推進(jìn)使用硫化物電解質(zhì)的高安全、高比能、長壽命、低成本的全固態(tài)動力電池開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化;重點聚焦于全固態(tài)電池電芯層級開發(fā),電池包開發(fā)及整車搭載,并由三家股東牽頭開展,CAIC提供技術(shù)支持;針對全固態(tài)電池電芯開發(fā),將從核心材料、關(guān)鍵工藝和專用非標(biāo)裝備等三個維度協(xié)同開發(fā)。

接下來介紹氫燃料,氫燃料是氫能汽車的心臟,氫能汽車車端會搭載燃料電池包+氫瓶兩個部分,和鋰電池最大的區(qū)別在于,鋰電池的行駛里程(能量)和功率被整合在一起,氫燃料的功率由燃料電池提供,行駛里程(能量)由氫瓶提供,因此,增加一個氫瓶就可以增加續(xù)航里程。

更重要的一點在于,鋰電池存在很多安全性的問題,氫能電池雖然可以采用“三明治”結(jié)構(gòu):正負(fù)極+膜+氫氣+氧氣,但是氫氣和整體反應(yīng)是分開的,即便氫氣有可燃的風(fēng)險,但是能在4s內(nèi)擴散至100m以上的高空中,所以說,氫燃料和鋰電池在安全機理上是不同的。

在這個基礎(chǔ)上,我們認(rèn)為氫、鋰、非鋰電池一定會基于應(yīng)用場景的不同而并駕齊驅(qū),并行發(fā)展。

講回氫燃料電池的構(gòu)成原理:整體是燃料電池包,里面有核心模組(相當(dāng)于電堆),控制FCU(相當(dāng)于BMS),一片一片的單體是膜電極,單電池就是膜電極和雙極板組成的,在構(gòu)成機理上同鋰電池非常相似,但設(shè)備上完全不同,氫燃料有個概念叫“剝洋蔥”,意思是它的結(jié)構(gòu)是從車端系統(tǒng)、中間電堆、零部件,最后是核心材料級。

國內(nèi)70%-80%的車廠現(xiàn)在可以購買核心零部件組裝成系統(tǒng)上車,但是核心技術(shù)都掌握在歐美日韓那里。其中膜電極就是關(guān)鍵的卡脖子技術(shù),中汽創(chuàng)智的行業(yè)使命就在于發(fā)力膜電極核心技術(shù)。

中汽創(chuàng)智在氫燃料業(yè)務(wù)上秉承“1234”規(guī)劃:一個團隊、兩只腳、三個產(chǎn)品、四年騰飛,其中擎勢品牌打造三款自主核心產(chǎn)品:Hydro E110、Hydro P130、Hydro MEA,均已落地,分別得到了江蘇省工信廳2021年新進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)品認(rèn)可和工信部的產(chǎn)品認(rèn)證,可以直接上車。

 

中汽創(chuàng)智車用氫燃料電池的發(fā)展及規(guī)劃

 

數(shù)據(jù)來源:中汽創(chuàng)智

目前,中汽創(chuàng)智的新能動力事業(yè)部氫燃料團隊已經(jīng)在3省5地同時開展試驗開發(fā)工作,有效保障了項目的順利進(jìn)行。我們承接了從納米到米級的多維度,多尺度開發(fā)仿真技術(shù),覆蓋氣,熱,電,力等多個學(xué)科,可以說,仿真技術(shù)是我們整個開發(fā)體系中極為重要的“千里眼”,在車規(guī)級領(lǐng)域,我們通過大量的DV,PV實驗驗證,保證產(chǎn)業(yè)鏈安全的情況下推出了三款核心產(chǎn)品。

第一個關(guān)鍵產(chǎn)品是擎勢®Hydro-P130,是 130kW燃料電池堆,峰值功率高達(dá)150kW,號稱南京第一堆,也是唯一代表江蘇省參加國家“十三五”科學(xué)創(chuàng)新成就展的電堆。

第二款產(chǎn)品是110kW的燃料電池系統(tǒng)擎勢®Hydro-E110,目前已經(jīng)上車,這兩款產(chǎn)品結(jié)合膜電極核心技術(shù),實現(xiàn)60kW~150kW系統(tǒng)全覆蓋,可用于乘用車和49噸以下車型。

總而言之,中汽創(chuàng)智有人才團隊,有完整的研發(fā)體系,有嚴(yán)格的車規(guī)級實驗驗證,有健全的產(chǎn)業(yè)鏈,并且有充足的落地資金支撐,我們希望能夠?qū)⑿履軇恿I(yè)務(wù)中的全固態(tài)電池和氫燃料電池,尤其是氫燃料電池從示范運營逐步推向商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化落地。

(以上內(nèi)容來自中汽創(chuàng)智科技有限公司新能動力事業(yè)部首席技術(shù)官王英博士于2022年11月16日由蓋世汽車主辦,上海虹橋國際中央商務(wù)區(qū)管委會、上海閔行區(qū)人民政府指導(dǎo),上海南虹橋投資開發(fā)(集團)有限公司協(xié)辦的2022第二屆汽車動力電池論壇上發(fā)表的《中汽創(chuàng)智車用氫燃料電池的發(fā)展及規(guī)劃》主題演講。)

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