燃料电池储氢系统有哪些

纯电车 • 2023年3月21日 09:42 • 行业动态 • 阅读 35

很多人都说氢燃料电池商用车是行业新风口，但当各路势力纷纷涌入，风口就变成了风暴。最终，谁的根扎得更深，谁就能挺过风暴。

位于河北保定南二环外的未势能源，距离市区的车程大约20分钟，隔壁是蜂巢能源技术中心，马路对面则是长城哈弗技术中心。作为长城控股集团旗下专注于提供高效氢动力系统综合解决方案的高科技公司，未势能源之于商用车行业来说并不陌生，从雄安新区百辆氢能重卡、到上海临港公交、再到长征氢能重卡，未势能源陆续出现在媒体报道当中，已逐步引发商用车行业的高度关注。

翻看未势能源的历史可以发现，其旗下上海燃料电池汽车动力系统有限公司（上燃动力），诞生于2001年的“863计划”，是中国首个燃料电池示范运营品牌。2018年，长城控股入主上燃动力，与旗下“XEV”项目资源进行整合；2019年，长城氢能板块正式以“未势能源”身份开启独立运营。由此可知，未势能源业务体系在氢燃料电池行业已经深耕超过20年。

未势能源掌控了哪些关键核心技术

来到未势能源的展厅，里面陈列着燃料电池发动机、电堆、膜电极、氢气循环模块、车载储氢瓶、瓶阀及减压阀等各种与氢燃料电池动力系统有关的总成及零部件，这些就是氢燃料电池发动机的关键核心技术。截至目前，以燃料电池和储氢技术链为主线，未势能源已经构建了氢电平台（HE）、电堆平台（HS）、储氢平台（HP）三大核心技术平台，并形成自主研发能力和产品供应能力。

为什么要投巨资研发这些技术呢？我们先来简单说一下这些部件的功能和作用：膜电极相当于燃料电池的电芯，是氢燃料电池核心技术中的核心；由不同数量的膜电极组合成电堆；电堆再与空压机、氢气循环模块、DC/DC电压转换器等部件组成一台氢燃料电池发动机；储氢系统由储氢瓶和各种阀类组成，类似于天然气卡车上的气罐，但比天然气瓶的安全要求更高；将氢燃料电池发动机安装到重卡驾驶室下面发动机的位置，在后部加装储氢瓶之后，加上电池、电机、电控系统，一辆氢燃料电池重卡就这样诞生了。

未势能源研发的氢燃料电池发动机

氢燃料电池重卡的工作原理是，通过空压机将外部空气抽进电池内部，通过氢气循环泵将氢气抽进电池内部，空气中的氧气和氢气在电堆中的膜电极处发生化学反应，最终形成低压电，通过DC/DC电压转换器将低压电转化为400-700V的高压电，驱动整车电机并利用多余电量给电池充电。

实际上，氢燃料电池发动机就相当于一台车载发电机，但其最终排放的是水，所以是最环保的新能源汽车解决方案。而且它可以通过加注氢气，类似于柴油车加油，实现1000公里以上的长续航能力。

未势能源研发的储氢气瓶

目前，未势能源已自主研发完成多款燃料电池发动机产品，包括95kW乘用车燃料电池发动机、110kW商用车燃料电池发动机、200kW级大功率燃料电池发动机，可以为各大车企的氢燃料电池整车提供全套的系统解决方案。在商车邦看来，未势能源有点像传统卡车行业中的柴油机企业，掌控着影响整车性能最核心的技术，同时，它比很多柴油机企业更具技术掌控力，几乎所有的关键部件都握在自己手中。

如何破解安全与成本难题

未势能源具备不同功能的氢燃料电池汽车核心部件研发与测试能力，以及规模化的生产线，在这里可以对燃料电池发动机、电堆、膜电极、车载储氢瓶、瓶阀及减压阀的可靠性、安全性、耐久性、效率等性能进行各种测试。这些测试对于一个还没有进行大批量商业化应用的新兴技术极为关键，一旦某个不成熟的技术在市场出现问题，就可能导致氢燃料电池技术的推广和普及陷入被动。就拿外界最为关注的车载储氢瓶安全问题，在未势能源的试验和验证中心都有相关的高压、振动试验设备，通过科学的试验验证来确保产品安全性能，从而打消用户的疑虑。

除了安全之外，目前氢燃料电池商用车面临的最大挑战就是成本。据了解，电堆、氢气循环模块、空压机、储氢系统、DC/DC这些核心部件，占据了氢燃料电池发动机系统成本的80%。对于一辆氢燃料重卡而言，电堆大约占到了整车成本的60%。因此，未势能源认为，对于核心关键零部件的技术创新和成本控制，决定了其在行业的市场竞争力。

规模是制约氢燃料电池成本的一大关键因素，据相关数据预测，目前按照百套规模，燃料电池系统成本在3400元/kW，车载储氢系统成本为4900元/kg，到2025年达到万套级规模，燃料电池系统成本将低于1100元/kW，70MPa车载储氢系统成本为2100元/kg，液氢系统成本为1200元/kg。未势能源判断，基于关键零部件和加氢成本下降趋势，在不考虑补贴的前提下，2026-2027年，氢燃料电池重卡有望达到车辆全生命周期盈亏平衡点。目前，在一条500公里运距的典型线路上，未势能源已经开始在做氢燃料电池重卡与柴油重卡的商业化运营对比测试，以谋求在成本、效率之间找到最佳系统配置方案。

除了位于保定的研发中心，未势能源已建立起600余人的国际顶级研发团队和“四国五地”全球化研发布局，构建了“制-储-运-加-应用”一体化产业链生态体系，以实现在氢燃料电池领域的自主研发和技术迭代能力。

前不久，刚并入长城旗下的长征汽车发布了新长征1号气氢燃料电池牵引车，其采用的燃料电池发动机、车载储氢系统两大核心系统，均出自未势能源。根据未势能源的商业化发展战略，力争在2025-2030年实现全球场景商业化运营，在全球氢能市场占有率占据前三。