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【原创】【雄韬股份总冠名】直击高工氢电年会(二):智造赋能&材料创新,中国氢电提速
高工年会 文章来源自:高工氢电网
2021-12-17 11:18:52 阅读:5511
摘要2021高工氢电年会举办第二天,精彩继续。

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12月13日,【雄韬股份总冠名】2021高工氢电年会举办第二天,精彩继续。当日众多嘉宾达成一致意见:  

1)氢燃料电池产业已由商业化初期进入小规模示范阶段,产品稳定、可靠地生产是目前整个行业的发展重点;2)业界的关注点由电堆与系统开始向膜电极、双极板等材料延伸,核心材料在2022年有望迎来发展的爆发期;3)燃料电池产品迭代迅速,技术路线未定型等特点,给设备供应商带来巨大挑战,设备供应商在持续突破,但行业距离“智能制造”还有一段向上的路要走。  

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【利元亨冠名】燃料电池智造专场   

精益制造“密码”与“红利”  

本专场有9位企业高层发表了主题演讲。燃料电池制造正在快速向前,但目前而言,因产业尚未经历大规模生产的洗礼,制造设备的品控体系仍需加强;过程控制相关性控制参数和手段也还不完善。燃料电池企业实现“智能制造”,尚需产业链企业同心协力,共克时艰。  

杜义贤:氢燃料电池制造数字化  

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利元亨研究院院长杜义贤博士指出,燃料电池行业发展,智能化是方向,但只有在数字化的基础之上才能实现智能化。数字化主要是把数据和信息拉通,它的根本不在于自动化,但自动化能够更有利于采集数据。  

利元亨“海葵智造”,能够为燃料电池企业提供非常好的软硬一体的解决方案。它可以实现精准的数据采集,为智能工厂的实现打下数据基础。针对燃料电池,利元亨出了方案,最底层是燃料电池生产的各个环节设备,外面这一层是在燃料电池生产过程中可以实现的一些管理方式,最外层有一些管理系统。有些客户已安装了ERP系统、PLM系统等,利元亨系统可以将它们兼容在一起,构建信息和数据的高速公路。  

阚宏伟:国产化燃料电池测试方法和装备探索  

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科威尔燃料电池事业部副总经理阚宏伟提出了当前燃料电池测试存在的共性问题:测试数据挖掘不够;测试自动化程度低;测试与使用工况不一致;活化测试时间长;黑盒测试;缺少测试设备评价手段。  

为此,科威尔通过构建燃料电池发动机运行环境;测试系统与环境仓一体化设计;模拟发动机物理环境要求;测试和仿真相结合;“数字双胞胎”、模型化;测试和诊断结合;快速活化测试;燃料电池测试系统评价等多种形式完善了燃料电池领域的测试方法。近期,科威尔与清华大学、国鸿氢能签订合作协议,三方将合作完成面向批量生产场景下大功率燃料电池电堆快速活化工艺及活化设备的开发与应用项目的技术开发。  

许昌:新一轮燃料电池扩产潮兴起  

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世椿新能源主营双极板&膜电极封装&电堆组装生产单机和产线设备,目前服务客户超过60家。世椿新能源销售总监许昌在现场分享了自己的思考:1、产业初兴,装备市场格局未定,深耕细分装备市场,提升产品竞争力;2、氢燃料电池产业产品尚未定型,装备企业创新空间大,加强工艺升级迭代研发,提高产品兼容性;3、燃料电池产线扩建项目增多,装备企业加强协同与创新,合力助力产业蓬勃发展。  

王世刚:设备助力国产膜电极升级  

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东莞嘉拓燃料电池技术总监王世刚指出,燃料电池的涂布中有铂这一贵金属的存在,这也对涂布提出了更细致要求:膜电极涂布需要提升浆料的利用率;提升车间洁净度;采取间隙阀控制间隙、模头前后移动和模头内部阀门控制组合的方式,从而实现更为精准灵活的涂布任务。现阶段,东莞嘉拓已经成功研发了斑马间歇涂布设备产品,这款产品有效涂宽达到500mm,涂布速度为5m/min。该CCM涂布机还配备有尺寸瑕疵检测,铂载量检测并针对NG产品进行打标。  

邓科:模压柔性石墨双极板产线设备创新  

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昆龙卓盈总经理邓科表示,早期模压柔性双极板生产工艺存在一些问题,比如一模双穴模压方式因模面较大,加工精度难以控制,再加上压机公差,生产极板厚度公差基本在±0.03mm以上。  

昆龙卓盈结合行业工艺发展需求,创新优化生产工艺:1、双模改单模,模具加工难度降低,同时降低模具成本;2、模具精度提高后产品精度提高,产品精度可达到±0.01;3、一台模压设备可同时生产阴、阳两片极板;4、模压完成后移至外部取废料和清洁模具,有效提高生产效率。新方案产品性能参数表现优异。  

张树国:天能氢能源的“氢能战略”  

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天能氢能源首席燃料电池技术专家张树国博士提出,发展氢能是我国优化目前能源消费结构的必经之路。天能氢能源正在从电解制氢技术、燃料电池技术等方面布局氢能。目前,天能氢能源已在关键材料以及核心零部件等关键技术上实现自主化突破和应用。其中自制膜电极铂载量<0.25g/kW,150kW金属电堆已经通过国家强检。应用方面,天能氢能源已经有多款车辆进入工信部目录,也已展开示范运行。他预测,在未考虑补贴的情况下,燃料电池的总拥有成本将与燃油车的成本在2027年持平,之后会迎来市场的大爆发。  

丁彦春:燃料电池核心材料制备建议  

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隆深机器人氢能装备事业部总经理丁彦春主要介绍了MEA和GDL的关键制备工艺。MEA热转印工艺的优点是增强了电子传输能力,同时气体传输通畅,催化反应加强;树脂富集层与质子膜接触,质子传导能力更强,燃料电池性能在低Pt载量下显著提高。GDL目前是一个卡脖子的环节,特别是碳纸这些关键材料还主要依赖进口,隆深在GDL制备方面掌握了疏水处理工艺,可以通过PTFE的均匀分布、烘箱温度控制、MPL的涂布等环节助力客户实现GDL的制备。  

华周发:膜电极与模压双极板制备工艺发展趋势  

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魔方新能源总经理华周发博士指出,目前产品迭代太快,路线未定型,各家有各家的想法,想要单机、半自动、全自动的客户都有,这种情况下设备该怎么干?  

他给出方案:1、石墨双极板模压生产:因一次设备投入成本高,客户电堆量级不大时,建议先试制投入进行样堆测试,魔方新能源可以提供试制打样服务,也可以同步为客户提供中试和批产设备方案规划;2、膜电极生产:多品种小批量生产为主的客户,建议采用喷涂/转印/刮刀直涂工艺+半自动片料贴合工艺;单一类产品尺寸生产为主的客户,建议狭缝挤压直涂+卷料贴合,生产节拍更快,设备稼动率更高,人工参与度小产品一致性更高。  

洪浩祯:燃料电池规模化挑战与智能制造解决方案  

律致新能源 总经理 洪浩祯.jpg  

律致新能源总经理洪浩祯分析了燃料电池规模化制造的痛点与需求。痛点有:产品性能(可靠性)需要大大改善;制造质量和生产效率需要显著提升;成本需要大幅下降;产品多样、产能不稳定。需求是:高性能开发测试设备;成套制造测试工艺与专用设备;自动化规模化的量产解决方案;智能制造技术和解决方案。现阶段律致新能源已可以提供车规级电堆量产线(零部件检测与分级、电堆自动装配检测)、金属双极板量产线、燃料电池发动机量产线等整线设备和解决方案。  

【鸿基创能冠名】电堆与膜电极 

膜电极点亮电堆“中国芯”  

本专场有4位企业高层发表了主题演讲。“氢风徐来,波澜将起”,燃料电池核心材料企业撸起袖子加油干的时代将到来。现阶段,企业正着手产品快速迭代、商业模式的创新及产能搭建。对燃料电池电堆与系统商而言,供应链基本已经不存在国外卡脖子环节,只是部分产品合格供应商较少,生产环节自动化检测线还不足以完成无人值守的检测,需要人工全检。  

唐军柯:迎来高涨期的国产膜电极“下一步棋”  

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鸿基创能副总经理唐军柯博士发表“迎来高涨期的国产膜电极‘下一步棋’”的主题演讲。随着燃料电池高涨期的到来,将对膜电极公司在资金、供应链、制造、技术全方位带来考验。他建议做好准备:1.、产品迭代,提升客户体验;2、过程创新、强化管控、推进精益制造;3.、拓宽供应链、保证交付;4、细分产品、应对多场景应用;5、区域布局、新产能建设。  

刘锋:大功率金属双极板电堆开发与展望  

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清极能源电堆开发部总监刘锋表示,清极能源的电堆开发坚持正向开发金属双极板电堆的技术路线,核心技术是在超薄技术双极板流场的设计,去年发布了HO100的电堆。目前公司已测的单堆最大功率130kW,双堆150kW,按照裸堆的体积比功率是4.1kW/L,设计寿命超过10000h。按照开发一代,应用一代,预研一代,目前新一代的超过5kW/L体积比功率的电堆正在开发中。  

姚颖方:多级功能基元序构膜电极及其产业化  

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桑莱特CTO姚颖方博士表示,自上世纪70年代中后期,材料研究从经验方式(炒菜方式)向可设计方式转变,形成了材料研究的“组成-结构-性能”的通用范式。但材料合成仍无法完全摆脱科学界“中式厨房”向产业界“西式厨房”的过渡。  

为此,桑莱特采用“功能基元序构”的材料研究新范式,构建微纳材料功能基元,实现序构化质子交换膜和催化剂,并且基于多级序构模式,构筑序构化膜电极。同时,桑莱特的膜电极采用抗反极设计和抗自由基设计提升了膜电极的导电性和寿命。现阶段,桑莱特在膜电极生产时同步实现快速、准确的在线质检筛查,保障产业化制备的生产节拍,逐步实现智能化工厂的运营。  

邹业成:核心关键材料产业化助力双碳目标实现  

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东岳未来氢能研究室主任邹业成博士表示,双碳目标下,氢能产业迎来前所未有的发展机遇,作为燃料电池核心材料的质子交换膜也即将进入批量供应时期。现阶段,东岳未来氢能已经在为后面的氢城示范做好准备,公司年产50万平米质子膜自动化产线已于2020年10月份投产。在市场应用方面,公司的质子交换膜已经累计装车超300台,单车里程超8万公里,累计行驶里程超1200万公里。  

【华熔科技冠名】电堆与双极板专场 

双极板撑起电堆“脊梁”  

本专场有4位企业高层发表了主题演讲。什么是真正好的有生命力的燃料电池产品?必是能够在“符合客户预期”、“高性价比”、“经济性”三方面做好平衡的产品,总结即是“回归本质,提质降本”。为实现这一点,产业链企业已经展开行动。燃料电池产业,未来可期。  

周志强:石墨双极板市场空间与技术趋势  

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华熔科技总经理周志强表示,今后3-5年,石墨双极板将向这些方向发展:薄型化、高寿命、耐高温和高强度,目前华熔科技一组双极板的厚度只有1.7mm。华熔科技正从材料、刀具、人工等方面推进石墨双极板的降本,具体包括CNC多头设备提升生产效率、材料薄型化提高材料利用率、刀具定额管控等。  

华熔科技还已经搭建IATF16949全面质量管理体系,在实施过程控制SPC、刀具定额管控等。今年销售额近2亿元,其中石墨双极板已成为公司重要的业绩增长点。  

周斌:创新驱动,燃料电池中国芯  

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神力科技副总经理周斌认为,真正好用的电堆应该符合三点要求:一是符合客户预期使用目标,是真正为了用车而造车,而不是为了政策而造车;二是性价比的需求,即易用性、可靠性、耐厚性、耐久性;三是“价”,即经济性,包括购置成本、全生命周期的使用成本,要让它能跟纯电动、燃油车相当。  

简而言之,就是要回归本质,提质降本。秉持这样的理念,神力科技坚持自主创新,推动产业高质量发展,做到了以下几点:1、不疾不徐,做自主技术守望者;2、软硬兼备,建多维测评体系;3、海纳百川,筑人才汇聚地;4、跬步千里,铸示范应用典范。  

石曦泽:燃料电池电堆密封用胶解决方案  

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恒大新材技术支持主任工程师石曦泽介绍,现阶段恒大新材的燃料电池用胶产品主要涵盖有机硅胶和环氧树脂胶两大体系,公司氢燃料电池用胶研发、生产的方向主要是电堆的粘接密封,具体可分石墨板电堆气场密封胶、石墨板电堆水场粘接胶、石墨板/金属板电堆注塑成型密封胶和小功率风冷电堆粘接胶四大用胶方案。  

下一步,恒大新材将配合下游客户,根据相关工艺要求,迅速响应迭代产品,将燃料电池密封胶产品的性能做得更好、效率更高、成本更低。  

詹地夫:高质量/差异化,燃料电池可持续发展之路  

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雄韬氢雄电力电子技术总监詹地夫博士表示,雄韬氢雄通过产、学、研全面融合发展,占领全产业链技术高地。公司以应用为导向,结合高校和供应链力量共同为技术加码。目前,雄韬氢雄已有318台搭载雄韬氢雄燃料电池系统的氢能车辆已交付并批量投入运营中,总行驶里程超过1000万公里,累计减排1500万公斤。  

熊前程:燃料电池双极板及膜电极用胶创新  

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杜科新材料总工程师熊前程博士介绍,杜科新材料现拥有专利共计20余项,其中发明专利10余项,实用新型授权10余项,针对燃料电池行业的应用,杜科新材料开发了石墨板微孔堵漏剂、水场粘接胶和气场密封胶等用胶体系。  

未来,杜科新材料将进一步做迭代开发,在微孔堵漏胶方面开发出来高温浸渍胶,加强强度和耐久性;在双极板水场胶方面,开发具有导电的水场粘接胶和低温固化水路胶;在双极板气场密封方面开发紫外光固化一体成型胶。  


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