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提升“中国精度”解决“国际难题”

越是面向科研前沿和突破关键核心技术,越需要“勇闯无人区”的勇气和“板凳甘坐十年冷”的耐心。由上海交通大学、新源动力股份有限公司、上海汽车集团股份有限公司、上海治臻新能源装备有限公司共同完成的《高功率密度燃料电池薄型金属双极板及批量化精密制造技术》被授予技术发明奖特等奖。该技术打破了国外垄断,为燃料电池核心部件自主可控奠定了坚实基础,为中国燃料电池汽车技术跻身国际一流行列提供了关键支撑。

  记者了解到,该技术已成功产业化,在临港地区建立了我国首条金属双极板批量化生产线,年产量达到50万片。根据企业不同的需求,已推出了12款不同规格的高功率密度燃料电池薄型金属双极板,应用于10家整车厂,占据了国内市场主导地位。

  15年钻研终结硕果

  氢燃料电池就好比一个小型自动运行的发电厂,且对环境不造成任何污染。而要实现这一“化学反应”在新能源车上的使用,关键技术就是一块“双极板”。

  在临港的一间会议室里,上海交通大学机械与动力工程学院教授来新民展示了一块长400毫米、宽300毫米的金属薄片,就是这块“高功率密度燃料电池薄型金属双极板”的产品,为上汽、一汽等国内燃料电池汽车企业奠定了自主可控的核心技术,并在2019世界新能源汽车大会上,被评为代表新能源汽车方向的八项前沿技术之一。“这项技术发明是一个多学科交叉的成果。我们从2005年就开始自主研发,之后与上汽集团、新源动力等优势企业形成攻关团队,15年最终结成了‘果’。”上海交通大学机械与动力工程学院院长彭志科表示。

  其中,关键的核心发明点在于实现了金属双极板替代以往的石墨双极板。但金属极板精度要求非常高,要形成量产,需要解决冲压成形、焊接、涂层等多项工序,在“一丝一毫”上提升精度。此前,国际上金属双极板做到了“三板三场”,但在来新民团队的钻研下,发明了“两板三场”的新结构,即采用两个冲压件就能形成独立联通的氢、氧、水三个流场。

  高功率密度燃料电池薄型金属双极板及批量化精密制造技术项目发明点还包括了金属极板多工序精密成形工艺、不锈钢双极板的耐蚀导电多元复合涂层、金属双极板多品种连续化制造等。众多技术革新,一举解决了长期制约燃料电池汽车规模化推广的国际难题,让国产燃料电池实现了“高功率密度、大功率输出、长寿命运用、低成本制造”。该项目研发团队还参与编制了国家标准13项;获中国发明专利37项。

  国内10余款车型已装载

  “我们开发的金属极板在国内率先通过了5000小时车载工况寿命考核,”来新民说,“400片金属极板可组成一辆车所需的氢燃料电池,加氢3分钟可续航600公里。”

  2015年,使用该项技术的国内第一辆金属极板燃料电池轿车上路,目前,在上汽、东风、长城等国内品牌车商10余款车型上装载。根据我国2016年发布的“节能与新能源汽车技术路线图”,2030年,中国燃料电池汽车的规模要达到百万辆级。

  据悉,由上海交通大学科研团队发起建立的上海治臻公司在临港产业园建成的金属双极板研发与制造基地,在2017年底年产能已达到50万片以上。目前,上海治臻累计开发了6代高性能金属双极板,在上汽集团等国内主要企业得到了批量应用,成为了国内金属双极板最大的供应商。新的扩产计划已经实施,明年将再建成两条生产线,为国内氢燃料电池汽车商用进程加速提前储备“燃料”。


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05月20日 10:30
来自电脑网页版
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