無論從國家補貼政策導向還是從整車需求來看，研發(fā)大功率燃料電池電堆是必然趨勢。但受限于技術能力，目前行業(yè)內(nèi)能夠研發(fā)大功率電堆的企業(yè)寥寥無幾。

4月26日，高工氫電巡回調(diào)研團隊到訪上海氫晨新能源科技有限公司（下稱“上海氫晨”），與上海氫晨總經(jīng)理易培云博士等高層圍繞產(chǎn)品技術、行業(yè)趨勢等話題展開深度交流。

上海氫晨是一家專注于高密度燃料電池電堆研發(fā)與制造的企業(yè)。公司核心團隊與和核心技術源自上海交通大學，經(jīng)過近10年的持續(xù)研發(fā)，已開發(fā)三代具有自主知識產(chǎn)權(quán)的燃料電池電堆。其103kW金屬板電堆經(jīng)測試平臺測試，體積功率密度為3.3kW/L，達到行業(yè)先進水平。

上海氫晨103kW金屬板電堆

翻閱上海氫晨的歷史，會發(fā)現(xiàn)這是一家成立才1年多的年輕公司。大功率燃料電池電堆技術門檻頗高，其如何在如此短的時間內(nèi)攻克業(yè)內(nèi)難以解決的技術難題？

易培云介紹，公司核心團隊早在2008年就開始燃料電池的相關科研工作，先后承擔國家自然科學基金重大國際合作項目、國家863計劃項目、國家重點研發(fā)計劃課題等，攻克了高功率電堆設計、長壽命部件匹配、高可靠自動裝配、智能化快速診斷等關鍵技術，獲得了30余項專利授權(quán)，開發(fā)了高性能空冷、水冷電堆原型。

在公司注冊成立后，上海氫晨又得到了上海市科委科技創(chuàng)新行動計劃項目的大力支持，牽頭承擔科委重點項目“車用長壽命高比功率燃料電池電堆及其核心部件”。

“公司不僅吸收了上海交大10余年的核心技術成果，同時得到上海交大很多專業(yè)技術人才的大力支持，包括基礎研究方面?！币着嘣仆嘎叮M管公司成立不久，但核心團隊已經(jīng)組建完畢，吸引了包括9名博士在內(nèi)的近30人的團隊。公司聚焦高功率密度金屬板電堆，但研發(fā)團隊絕不局限于電堆技術，而是對電堆的核心材料、核心部件乃至燃料電池系統(tǒng)都有全面深入的理解，擁有正向設計的能力。

從電堆制備工藝來看，通常有四大技術難點：一是電堆設計與布局，包括微觀仿真、流體計算、電化學仿真等；二是部件選型與匹配，在極板裝配過程中，容易產(chǎn)生裝配壓力不均及定位不夠精準等問題，同時在裝配其他部件時也容易產(chǎn)生誤差，誤差累積將影響電堆壽命及性能；三是電堆裝配自動化效率水平如何提高；四是電堆的快速診斷，包括激光位置跟蹤、位移控制等。

對于小型電堆而言，制備工藝相對容易些，而車用燃料電池動力系統(tǒng)功率大、功率密度高，對電堆總體設計、均勻裝配和高效冷卻等提出了很高的要求。

但這恰恰是上海氫晨團隊所擅長的。憑借上海交大汽車車身設計與制造技術研究所在薄板裝配與質(zhì)量控制方面的精湛技術和應用經(jīng)驗，上海氫晨在電堆這一機械產(chǎn)品的設計、裝配工藝、質(zhì)量控制等方面的優(yōu)勢非常突出。公司基于車用燃料電池動力系統(tǒng)需求，集成設計電堆結(jié)構(gòu)，優(yōu)化流體分配設計，提出快速裝配的模塊化技術，開發(fā)了一體化密封技術。

與此同時，公司自主開發(fā)了國內(nèi)首套自動化電堆裝配系統(tǒng)，可對大功率車用燃料電池電堆進行快速精確裝配，操控方便，自動化程度高，使電堆在生產(chǎn)和運行過程中保持了高度一致性和均一性，使電堆產(chǎn)品的性能領先于市場。

值得一提的是，上海氫晨的業(yè)務板塊除了車用高功率密度水冷電堆外，還包括無人機用空冷小功率電堆。公司核心團隊先后開發(fā)出四代基于超薄金屬雙極板的高密度無人機用燃料電池動力系統(tǒng)，系統(tǒng)功率密度達到500W/Kg，并實現(xiàn)了無人機試飛驗證。

上海氫晨燃料電池無人機

“未來3-5年，公司將致力于推動水冷型大功率電堆在汽車上批量應用、空冷型電堆在無人機上的規(guī)模應用?！币着嘣普f，公司將在臨港集團和上海交大的共同支持下，依托上海交大臨港智能制造創(chuàng)新科技有限公司，建成近10000平米的生產(chǎn)與測試車間，預計2019年底全面投產(chǎn)，單線產(chǎn)能將達到2000套/年，成為上海市燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)，支撐上海市科創(chuàng)中心建設。