1月20日-21日,由
電池聯(lián)盟、中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)
電池專委會(huì)、中國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)化研究會(huì)、清華大學(xué)、北京理工大學(xué)聯(lián)合舉辦的“2019氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰會(huì)”在北京成功召開。
北京伯肯節(jié)能科技股份有限公司徐煥恩在發(fā)言時(shí)表示,到我國(guó)四型瓶目前的發(fā)展情況,一是質(zhì)檢總局不同意,我國(guó)生產(chǎn)的所有氣瓶的實(shí)驗(yàn)不像日本和歐美,他們做的氣瓶實(shí)驗(yàn)是加氫和加氦,咱們可以說(shuō)到現(xiàn)在用水壓,因?yàn)榭諝膺@塊也是,空氣的比重太大。且四型瓶在由2006年發(fā)生過(guò)爆炸傷亡事故,特別是現(xiàn)在的基礎(chǔ)件和塑料件相接觸怎么樣能把技術(shù)達(dá)到,目前還是依靠購(gòu)買國(guó)外技術(shù)。
北京伯肯節(jié)能科技股份有限公司徐煥恩演講實(shí)錄如下:
我畢業(yè)以后一直從事火箭方面,后來(lái)在2006年就開始從事天然氣汽車,加氣站研究。
我們2003年開始配合北京機(jī)械研究院和清華大學(xué)開始做首批的燃料電池課程,我們給他們提供了系統(tǒng);
2005年我和科技部王冰高(音)教授去德國(guó)看奔馳,在那參加了他們首次中德活動(dòng)的交流會(huì);
2006年我們申請(qǐng)了863客車供氫系統(tǒng)。后來(lái)我們又申請(qǐng)了兩項(xiàng)一些課題的項(xiàng)目研究;
后來(lái)2007年我們和上汽,2008年以后我們一直和上汽,上汽現(xiàn)在做的榮威750,850他所有的系統(tǒng)都是我們做的,后來(lái)他的氫系統(tǒng)全部是由我們來(lái)提供的,我們做這個(gè)題目是希望在燃料電池客車,燃料電池轎車爆發(fā)之前,梳理一下氫系統(tǒng)在中國(guó)發(fā)展的情況。
報(bào)告總共有四個(gè)部分,第一個(gè)部分是背景,第二部分是概念,第三是車載氫氣系統(tǒng)在中國(guó)的發(fā)展,第四是當(dāng)前的問題及發(fā)展。這里邊所有的圖片和資料,沒有注明出處的全是我們公司。
首先講講背景,伯肯公司在2005年建立,當(dāng)時(shí)建立的目的是我們?yōu)榱耸召?gòu)北京蘭天達(dá),北京其中有8100多輛是由蘭天達(dá)公司提供產(chǎn)品,到現(xiàn)在已經(jīng)20年了,氫系統(tǒng)也是這個(gè)公司來(lái)做,我們?nèi)ツ瓿闪⒘瞬袭?dāng)代燃料電池實(shí)驗(yàn)室有限公司。
我們?cè)诨幢庇袀(gè)示范項(xiàng)目,我在美國(guó)伯肯有個(gè)伯肯LLC,這里邊產(chǎn)品技術(shù)方面我們依賴于這么幾個(gè)一個(gè)是產(chǎn)品技術(shù),今天主要介紹,我們的氫系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì),我們有15年的經(jīng)驗(yàn),國(guó)內(nèi)第一臺(tái)燃料電池客車氫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造和國(guó)內(nèi)第一個(gè)車載氫系統(tǒng)領(lǐng)域的承擔(dān)者。我們有認(rèn)證和平臺(tái),我們?cè)?017年獲得了北京伯肯燃料電池氫供應(yīng)系統(tǒng)及壓機(jī)北京市工程實(shí)驗(yàn)室。
這就是我們之所以說(shuō)談到過(guò)去和未來(lái),這是我們來(lái)談的基礎(chǔ),F(xiàn)在講講燃料電池車載氫系統(tǒng)概念,我具體講講對(duì)于車輛車載的氫系統(tǒng)它是什么樣的概念,大家都知道它有六大模塊,第一個(gè)是儲(chǔ)氫,第二是儲(chǔ)氫和供氫,第三是燃料電池堆,第四個(gè)是動(dòng)力電池,第五個(gè)是整個(gè)電控系統(tǒng),第六個(gè)是續(xù)動(dòng)電力,這六大把快的氫氣和空氣是重要組成部分。
研究氫來(lái)說(shuō)不得不關(guān)注氫的最低的燃燒下限,他比天然氣的范圍大得多,要更加敏感,天然氣是5%-15%在空氣當(dāng)中的含量,氫氣是4%-75%,在這里邊特別要關(guān)注一下他的下限和上限。
在未來(lái)的發(fā)展里邊我們很少能看到由氫燃燒他建立的模型,他是怎么傳播的,如何去發(fā)展的,那么在含量多少的情況下會(huì)出現(xiàn)什么樣的安全問題,這些也只有研究這些,包括氫的能量密度,能量密度里邊我們可以看到汽油是6.8%,而氫是1點(diǎn)多。
最左邊這個(gè)圖就是我們當(dāng)年天然氣汽車的供氫系統(tǒng),那時(shí)候膽子大,就把天然氣系統(tǒng)上了,上了之后就發(fā)現(xiàn)很多的漏了,因?yàn)樗麣涞姆肿恿糠浅P,密度是每立方?.089公斤,這么一個(gè)低的密度。
他的小密度,小分子量使得我們現(xiàn)在沒辦法解決這個(gè)問題,一個(gè)當(dāng)時(shí)布局的話就是把氫氣瓶和天然氣汽車一樣,天然氣的發(fā)動(dòng)機(jī)變成了燃料電池堆,這里邊還加了一個(gè)氫的控制器。
我們這個(gè)車要在中國(guó)北京來(lái)示范,必須要對(duì)他進(jìn)行一系列的,盡管存在各種問題但是大家很努力,是關(guān)于氫的安全區(qū)這是在2004年制定的也是企業(yè)的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn),所以我們關(guān)于氫的一級(jí),二級(jí)三級(jí)四級(jí)安全區(qū)他是按照氫氣泄露的密集程度以及氫氣泄露的擴(kuò)散程度和人為因素來(lái)區(qū)分的,這樣的項(xiàng)目是向整車廠來(lái)說(shuō)明怎么樣整體布局給他們提供參考依據(jù)。
即使2019年了,我們?nèi)匀辉跉涞墓⿷?yīng)系統(tǒng)里面我們?nèi)匀槐3种拇蠊⿷?yīng)系統(tǒng),第一個(gè)是氫儲(chǔ)存,第二個(gè)是安全保障,第三個(gè)測(cè)量系統(tǒng)。
前面講的基本概念實(shí)際上這年強(qiáng)調(diào)并不是說(shuō)他有什么新的,我們2004年提出這些模型到今天至少在我們公司依然是他指導(dǎo)我們氫系統(tǒng)的重要的依據(jù)和在分析問題和可靠性研究上依然要遵循的,那么車載系統(tǒng)在中國(guó)是怎么發(fā)展的?
我們看那么左邊這個(gè)圖是講測(cè)量控制,他的氫系統(tǒng)模型里面四個(gè)組成部分,我們有高壓儲(chǔ)氫,儲(chǔ)氫隔離,氫工業(yè)里面有壓力測(cè)量,和質(zhì)量檢測(cè),后來(lái)到2006年就增加了氣體溫度測(cè)量,在2007年的時(shí)候增加了氣體泄露測(cè)量及自動(dòng)截止,到了2015年在C類里面我們補(bǔ)充了增加了紅外通訊,D類里面增加了遠(yuǎn)程可監(jiān)控報(bào)警,這是在模型發(fā)展的情況。
我們看這個(gè)研究,說(shuō)日本是這么做的,美國(guó)更是如此,我們當(dāng)年做這個(gè)汽車的時(shí)候那個(gè)圖就是四型瓶,后來(lái)北京獻(xiàn)禮的時(shí)候一直是做四型瓶,后來(lái)他有一次爆炸了,2006年整個(gè)瓶就下馬了。
第二階段商用車供氫系統(tǒng)里面的已經(jīng)到了35MPa,這里面從第二行的最后一個(gè)圖我們提出了氫控制器的概念,一會(huì)兒會(huì)專門講述這個(gè),在倒數(shù)第二個(gè)圖是關(guān)于氫瓶組的控制,盡管當(dāng)時(shí)的故障比較高,但是當(dāng)時(shí)的概念和發(fā)展已經(jīng)做了很大的工作。
到了2008年國(guó)家在課程支撐上不支撐了,因?yàn)闅洳皇浅燥埖臇|西,是看的。2015年之后日本開始火爆了,現(xiàn)在是一個(gè)事情了。
我們第三階段,70MPa,我們?cè)?015年已經(jīng)完成了70MPa的小批量生產(chǎn),這就是和我們?cè)?008年以后把所有的對(duì)外的系統(tǒng)或者是相關(guān)的我們收縮和上汽集團(tuán)進(jìn)行合作,到2015年我們開發(fā)了70兆瓦電池,整個(gè)氫燃料電池是我們做的,這是一個(gè)商用車的2015年我們做的,我們看乘用車,乘用車階段,第一階段20MPa,第二階段35MPa和第三階段70MPa是我們做的,當(dāng)時(shí)在做的時(shí)候,怎么擺放,怎么安裝,強(qiáng)度怎么滿足要求,這個(gè)是做了。
到第二階段,我們的減壓器沒有成型,而是在車上去布局,然后鉆眼兒安裝,已經(jīng)這么做了覺得很好,這我是講的整車布局了,在那邊整車安裝實(shí)際上風(fēng)險(xiǎn)大,小低,一個(gè)的確是布局上很難,沒有空間。
到第三階段我們做的六十多輛的時(shí)候怎么做?我們做的這個(gè)數(shù)模然后七十MPa的儲(chǔ)氣瓶,所以我們加了一些紅外通訊,所有的數(shù)模還有管路還有高度集成的框架,我們可以看到2015年的時(shí)候就做這個(gè),但可惜從那開始做到現(xiàn)在,國(guó)內(nèi)是有一些70MPa,要說(shuō)到一次性上五輛的還沒有,只有上汽去做了這個(gè),這也是我們工作的基礎(chǔ)。
我們看這個(gè)圖,這就是我們2005年在給清華大學(xué)做的第一輛燃料電池大巴,這個(gè)我們也看到裝氫氣二十MPa,四型瓶。
為什么四型瓶后來(lái)不行了,換成三型瓶了,因?yàn)樗男推坑锰烊粴馑镞叺乃芰夏莻(gè)塑料不夠,密封度不夠,所以在做三十五的時(shí)候立刻張開了。這次給大家報(bào)告的內(nèi)容,比是說(shuō)我們要拿國(guó)外的怎么,因?yàn)槲揖椭v在中國(guó)的發(fā)展因在中國(guó)的發(fā)展必然要看國(guó)外。
拿這一張圖來(lái)看2005年我們?cè)诘聡?guó)來(lái),德國(guó)的氫工業(yè)活動(dòng)是怎么布局,怎么工作的,他們是35MPa,當(dāng)時(shí)20和35是有點(diǎn)差距,但是我們?cè)?006年就做到了35,在德國(guó)和日本總體輕工業(yè)系統(tǒng)的層面上差距不大,但是今天就不一樣了。
那么我們做氫工業(yè)系統(tǒng)的話,在2007年里邊這邊這上面的圖整個(gè)是在下面布局的,下面我們看了一個(gè),大家千萬(wàn)別被國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)掩蓋了,我們現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際上的標(biāo)準(zhǔn)水平相當(dāng)?shù)拇螅罹嗵貏e大,所以我特別希望我們同行誰(shuí)做的先進(jìn)是真的值得贊揚(yáng)的,因?yàn)椴欢畼?biāo)準(zhǔn),所以你做的時(shí)候出很多問題。
我們把電控和重點(diǎn)防齲區(qū)做到一起去了,后來(lái)怎么去灌澆,怎么樣去防護(hù),主要的構(gòu)想就是說(shuō)把儲(chǔ)氫瓶組做了一個(gè)單元在車頂上,我們雖然當(dāng)時(shí)用的是P閥,后來(lái)又家了電流閥和單向閥,我們到現(xiàn)在為止依然是這樣的,供應(yīng)的時(shí)候他是通過(guò)減壓閥一直到燃料電池,PRDR(音)是減壓之后的卸方。
這個(gè)是控制器,控制器里面也這么多功能及一個(gè)是上斷電,緊急段斷,氣量顯示,復(fù)位,巡檢。
這個(gè)很快我們?cè)?008年的時(shí)候申請(qǐng)了美國(guó)專利,2013年的時(shí)候正式專利到手了,在美國(guó)申請(qǐng)專利五年是很正常的事,作為氫控制器來(lái)講,包括電控系統(tǒng),復(fù)位傳感器,壓力傳感器,控制開關(guān)盒線束等供氫系統(tǒng)控制器對(duì)四個(gè)傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),根據(jù)傳感器數(shù)據(jù),和來(lái)自上一級(jí)系統(tǒng)的控制信號(hào),對(duì)氣瓶支路的電磁閥以及過(guò)硫閥和并組總路上的總閥進(jìn)行控制。
這個(gè)控制器有時(shí)候大家覺得很簡(jiǎn)單,我不需要控制器你就簡(jiǎn)單的控制,不是這樣的,因?yàn)榘踩珶o(wú)小事,就像家里面的開關(guān)一樣,你是一進(jìn)門就放一個(gè)總控,還是說(shuō)我方哪個(gè)單元去做開光合適,絕對(duì)不會(huì)說(shuō)一進(jìn)門總控管理系統(tǒng)就按一下就可以了,這個(gè)不方便,找不出問題,不現(xiàn)實(shí)。
這個(gè)是我們做的整個(gè)的系統(tǒng)控制,包括我們的照片氫瓶上每個(gè),當(dāng)時(shí)用的就是氫氣閥,那個(gè)是我們加氣站上的傳感器,認(rèn)識(shí)到了這個(gè)事情是防爆的,你看那個(gè)插頭,插線那么多,這是他的控制邏輯,我們?cè)?009年給上海交做了第一個(gè)飛艇,正因?yàn)楹?jiǎn)單他們做了這一個(gè)課題之后再?zèng)]做了,兩萬(wàn)米到四萬(wàn)米的氣流,他們想代替衛(wèi)星,但是這個(gè)事情做了一個(gè),下面是他們的照片。
這個(gè)是我們?yōu)榱巳パ芯窟@個(gè)事情,所以要做一些火燒,作片的四型瓶在北京被一個(gè)油罐車撞了,我們當(dāng)時(shí)做的真的是,我們看這個(gè)圖,我們當(dāng)時(shí)沒有低溫槍,當(dāng)時(shí)就用的干冰,這個(gè)溫度控制不了,沒有像一些大的企業(yè)里面的一些設(shè)施,今天看這已經(jīng)都過(guò)去了。
這是我們做振動(dòng)實(shí)驗(yàn),這是一個(gè)撞擊實(shí)驗(yàn)的一個(gè)視頻,在清華大學(xué)研究這個(gè)系統(tǒng),撞擊載荷,他研究整個(gè)撞擊,今天已經(jīng)不是那么做了,因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)化也不是當(dāng)時(shí)理解的程度了。
現(xiàn)在說(shuō),關(guān)鍵零部件國(guó)內(nèi)要競(jìng)爭(zhēng)不是說(shuō)在我們大系統(tǒng)怎么樣,我們?cè)趺聪冗M(jìn),零部件也沒有定價(jià)權(quán),你是怎么來(lái)使用這些零部件,這個(gè)是減壓閥,那個(gè)是氫泄露傳感器,沒有一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)室,好的開發(fā)手段或者是計(jì)算能力我們是做不了零部件的。
今天我們能夠開發(fā)零部件,因?yàn)橛羞@些驗(yàn)證手段和實(shí)驗(yàn)手段,為什么現(xiàn)在推不了市場(chǎng),大家也看到,一年一兩千輛車,多少家單位去做,一家做那么幾個(gè),你根本沒有機(jī)會(huì)去驗(yàn)證,你去驗(yàn)證還不如作為樣本為什么說(shuō)到現(xiàn)在為止日本豐田的車沒賣出去,沒有像大眾普遍的去使用。
原因是一要驗(yàn)證,二要宣傳,三要老百姓怎么去駕駛習(xí)慣去接受,他還需要大量的樣本。包括現(xiàn)在管路成型一定要怎么做,不是隨便彎的,都有意的節(jié)下來(lái)我講四型瓶,四型瓶我們是1995年開發(fā)這個(gè)四型瓶,2003年是做了三型,2015年是做了35MPa,我們跟人家的差距就是我們這幾個(gè)指標(biāo),那就是70MPa我們是4.17%WEP。很難達(dá)到5.7,你的儲(chǔ)能是人家的三分之二。
作為一個(gè)氫瓶閥來(lái)看,在2007年的時(shí)候我們開發(fā)的,但是由于國(guó)內(nèi)沒有市場(chǎng),這個(gè)事情開發(fā)完了放那了沒動(dòng),我們開發(fā)的直徑稍微大一些,這個(gè)是當(dāng)時(shí)泰普公司的(音)這個(gè)不是最先進(jìn)的,因?yàn)樨S田公司也是做了一個(gè)報(bào)告。為什么現(xiàn)在國(guó)內(nèi)做的大家引起重視,現(xiàn)在加氫的速度對(duì)于質(zhì)量至關(guān)重要,因?yàn)榧犹炝藲淦康臏囟葧?huì)很高,高了以后所有的這些計(jì)算和實(shí)驗(yàn)假設(shè)都失敗了,因?yàn)槟銖?qiáng)度降低了,你的強(qiáng)度不夠,過(guò)熱強(qiáng)度就不夠了,所以HAE2799就講了,這個(gè)最主要的是滿足加氫的速度要求。
為什么70MPa在國(guó)內(nèi)推廣不起來(lái),因?yàn)檫有太多的問題沒有解決。因?yàn)橛屑t外通訊的握手的一些規(guī)則和具體要求,因?yàn)楹芏鄻?biāo)準(zhǔn)要求這項(xiàng)工作。包括現(xiàn)在咱們國(guó)內(nèi)還沒有一項(xiàng)研究說(shuō)我加氫的時(shí)候這個(gè)氫是怎么跑上去的,萬(wàn)一出了問題怎么辦。
現(xiàn)在所有車很少有緊急關(guān)閉,現(xiàn)在目前對(duì)于國(guó)際商來(lái)說(shuō)氫已經(jīng)發(fā)展了20年,九幾年日本開始搞,零幾年上了臺(tái)階,咱們國(guó)家對(duì)很多來(lái)說(shuō)想要國(guó)家政策剛開始搞,這就是豐田公司公布的報(bào)告,很多廠家說(shuō)我的氫瓶閥非常好,沒有泄露點(diǎn),現(xiàn)在他們改進(jìn)的是把氫瓶閥從復(fù)雜到簡(jiǎn)單,現(xiàn)在從簡(jiǎn)單到復(fù)雜走。
這里邊我們看到即使加氫站也有臟東西到我們的減壓器上也有臟東西,這從運(yùn)氫,加氫,儲(chǔ)氫都會(huì)有各種各樣的問題。一旦出問題這個(gè)里邊確實(shí)說(shuō)樣本一多的時(shí)候各種問題都有,這是當(dāng)前問題這些問題我們要深刻認(rèn)識(shí),只有把大量的去總結(jié)樹立才能把這個(gè)事業(yè)做的更好。
缺少推廣普及,還有就是說(shuō)成本高,因?yàn)槟銢]有大量的成本,還有產(chǎn)品程度不夠,很多的為了各種原因吧。這個(gè)事情就是說(shuō),實(shí)際上度這個(gè)事業(yè)部是很好。由于我們發(fā)展現(xiàn)在的思路走的,我們的工程實(shí)驗(yàn)室做新的系統(tǒng)我們公司也開發(fā)的第四年了。這是我們公司在北京的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室,現(xiàn)在估計(jì)到明年7月份才能正式投入使用,各位朋友如果感興趣可以到我們那里參觀,也可以互相交流,謝謝大家。
(根據(jù)嘉賓現(xiàn)場(chǎng)演講整理,未經(jīng)本人審閱。)
(責(zé)任編輯:子蕊)