2019年車用燃料電池發動機國產化實踐.pdf

1、 武漢喜瑪拉雅光電科技股份有限公司 WUHAN HIMALAYA OPTOELECTRONI CS TECHNOLOGY CO.,LTD THE FUEL CELL CITY BUS 車用燃料電池發動機 上海 2019.07.18 國產化實踐車用燃料電池動力系統架構車用燃料電池動力系統架構 燃料電池發動機模塊電堆散熱系統儲氫系統空氣供給系統升壓 DCDC單片巡檢模塊整車控制器VCU電池包PACK高壓箱電機驅動器電機燃料電池控制器FCU絕緣檢測模塊氫氣濃度檢測燃料電池發動機純電動平臺燃料電池單燃料電池單電池及電堆電池及電堆 催化劑催化劑 耐久性測試 粒徑分布 TEM圖片 催化劑 0.5 0.55

2、 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 0 0.5 1 1.5 2 極化曲線 商用70%自制70%在1A/cm2及以下，70%Pt/C產品極化性能基本持平商用同等催化劑；在1A/cm2以上，自制70%Pt/C極化性能優于商用同等催化劑。催化劑綜合性能（極化、電化學活性面積、質量比活性）均超過國際商用同等級催化劑性能。委外測試數據委外測試數據 1.5W/cm2 喜瑪拉雅 Cell temp：70 An/Ca H2/Air stoich：1.5/2.5 An/Ca：50%/50%RH No backpressure 催化劑性能催化劑性能 性能超越 商用催化劑

3、喜瑪拉雅催化劑和商用催化劑比較 標準偏差及最大最小電壓偏差都要小，偏差越小產品的一致性越好。0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0 0.5 1 1.5 2 不同電流密度下，標準偏差的比較（V）商用70%自制70%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%0 0.5 1 1.5 2 不同電流密度下，最大最小電壓偏差幅度（%）商用70%自制70%喜瑪拉雅喜瑪拉雅 喜瑪拉雅喜瑪拉雅 催化劑一致性催化劑一致性 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

4、自制70%Pt/C，載體穩定性試驗 第0圈 第200圈 第500圈 第1000圈 第2000圈 第5000圈 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 商用70%Pt/C，載體穩定性試驗 第0圈 第200圈 第500圈 第1000圈 Pt/C催化劑產品的加速壽命循環可以到5000圈，而商用同等催化劑只能到1000圈。優化的載體處理工藝，載體循環壽命達到國際商用同等催化劑的5倍以上，極大提高了催化劑在車用工況下的使用壽命。催化劑穩定性催化劑穩定性 喜瑪拉雅 喜瑪拉雅催化劑檢測報告 科技日

5、報報道 催化劑第三方測試報告及新聞報道催化劑第三方測試報告及新聞報道 催化劑特征參數催化劑特征參數 自制與商用催化劑性能比較 電化學活性面積 90m 2/g(60wt%Pt/C)粒徑均勻性好，平均為3.1nm，分布2-6nm 一致性好（1%以內)電化學活性面積 質量活性比 粒徑分布 極化性能（放電性能）載體穩定性 雜質500 ppm 公斤級的量產能力（一條生產線）專利：12項發明專利 成本降低50%雙極板模壓成型雙極板模壓成型 大噸位壓機 模壓雙極板模壓雙極板 攻克板材模壓技術，單極板最薄達0.8mm 生產效率大幅提升 性能接近國際先進水平 不透氣（氫氣、空氣）成本降低80%體積密度1.80-

6、1.95g/cm3 電阻率16m 抗壓強度50MPa 抗彎強度51MPa 肖氏硬度48-51 氣孔率0.12%機械精度0.02mm 腐蝕電流 0.05 A/cm2 膜電極極化曲線 膜電極膜電極 質子交換膜陽極熱電管理層陽極催化層陰極催化層陰極熱電管理層質子膜催化劑催化劑石墨烯石墨烯七層膜電極陽極擴散層陰極擴散層GDLGDL質子交換膜陽極催化層陰極催化層質子膜催化劑催化劑五層膜電極陽極擴散層陰極擴散層GDLGDL熱噴涂 CCM“七合一”膜電極 膜電極極化曲線 1.2W/cm2 膜電極膜電極 膜電極極化曲線 膜電極膜電極 材料體系：水冷、風冷、固定發電站 漿料配方技術，適應不同的材料體系 低溫技術

7、 自增濕技術 石墨烯：膜電極采用專利技術的石墨烯熱電管理層，因其高的電導率和良好的氣體及水熱傳輸特性，而具有更好的極化性能 熱定型一體化封裝技術 半自動化產線：日產10臺36KW電堆用膜電極 發明專利：5項 常規電堆模塊常規電堆模塊 功率密度達到1.86KW/L，達到國內領先水品 參 數 Himalaya-10k Himalaya-18k Himalaya-36k Himalaya-24k*2 Himalaya-36k*2 額定功率（kw）10 18 36 48 72 額定電壓（V）54 89 107 157 214 電壓范圍(V)42-83 68-136 82-165 120-240 165

8、-330 最大功率(kw)13 22 45 56 88 H2入堆壓力(kpa)50-70 50-80 50-80 60-80 60-80 Air入堆壓力(kpa)30-60 20-70 20-70 40-70 50-70 冷卻劑入堆壓力(kpa)30-50 20-40 40-70 30-60 30-60 尺寸(mm*mm*mm)280*123*233 280*123*375 345*160*447 370*350*330 485*350*330 重量(kg)11.01 17.27 32.97 49.6 74.3 質量比功率密度(kw/kg)1.15 1.33 1.39 1.13 1.18 體積

9、比功率密度(kw/L)1.58 1.78 1.86 1.67 1.77 電電堆模塊堆模塊 完全自主知識產權 從1KW-100KW模塊，不同電壓平臺可定制 電堆質量比功率1.39KW/Kg，體積比功率1.86KW/L 達到世界同等堆型的領先水平。電堆-40存儲 系統-20啟動 已通過中國汽車技術研究中心強制認證 重卡重卡100KW100KW電電堆模塊堆模塊 燃料電池發動機燃料電池發動機 高效快速的邏輯控制算法 高度集成，模塊化設計，使用方便 完善的故障診斷功能 車用燃料電池發動機 電堆技術：低溫存儲電堆技術：低溫存儲、低溫啟動；停機自動保護；低溫啟動；停機自動保護；空壓機：噪音低空壓機：噪音低、

10、自耗能低自耗能低、故障率低；故障率低；結構：結構：高度集成高度集成、模塊化模塊化，節省空間節省空間、便于維護便于維護，降低降低 維護維護成本；成本；響應：響應：快速啟?？焖賳⑼?，速度快；速度快；監控和診斷：發動機運行狀態實時監控監控和診斷：發動機運行狀態實時監控、實時智能診斷實時智能診斷。發動機照片 燃料電池燃料電池發動機第三方檢測發動機第三方檢測 強檢照片 燃料電池燃料電池發動機耐久性實驗發動機耐久性實驗 燃料電池方面的專利燃料電池方面的專利 燃料電池系統在用戶方的測試燃料電池系統在用戶方的測試 城市客車城市客車 長X寬X高（mm）：10450X2500X3265 總 質 量（Kg）：168

11、00 最高時速（Km/h）69 整備質量（Kg）：10800 額定載客（人）：86 鋰電容量（Kwh）：50 燃電功率（KW）：36Kw 氫氣儲量（L）：140L*35Mpa*5 續航里程（Km）：300 城市客車運行監控城市客車運行監控 城市客車運行監控城市客車運行監控 城市客車路試實況 點擊播放 廂式運輸車廂式運輸車 催化劑 電堆 燃料電池汽車 核心產品開始進入市場，并在汽車上示范應用 產品不斷迭代產品不斷迭代 對車用燃料電池發動機的思考對車用燃料電池發動機的思考 1、關于相關標準 提前出臺補貼政策，避免純電動時出現的問題 持續的補貼政策，對燃料電池“扶上馬送一程”完善車用燃料電池發動機的標準：強化安全 差異化對待乘用車與商用車 2、關于補貼政策 氫能改變未來 分享完畢 感謝聆聽THANKS