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【原创】燃料电池设备发展四大新趋势
设备企业| 燃料电池 文章来源自:高工氢电网
2023-02-07 09:15:24 阅读:14782
摘要从10家企业表现,一窥燃料电池设备发展趋势。

政策驱动下,国内氢燃料电池产业快步进入商业化发展初期,产业链企业产能布局步伐加快,对产线设备的需求大幅增加。2022年以来,随着氢燃料电池市场规模不断扩大,企业对生产效率、产品良率、产品一致性等提出了更高要求,设备企业在各环节的生产工艺正随着市场化进程不断迭代。新形势下,国内的燃料电池设备主要呈现出以下4大新特点:  

一、市场参与者不断增多,先行设备商成长迅速,市场竞争态势逐步形成。经过前几年经验积累,国内早期成立的氢电设备企业已经积累了丰富的产业化设备供应经验。同时,国内氢燃料电池生产设备市场参与者数量不断增加,市场竞争态势逐步形成。当前氢电产业正处于快速增长的初期,设备供应商增多,而优质客户数量有限,市场竞争激烈。  

二、国产燃料电池设备的自动化程度进一步提升。2022年我国燃料电池汽车示范城市政策持续推进,包括五大示范城市在内的多个地区开启了一定规模化的示范运营。随着规模化供应阶段到来,国内企业对产线生产效率的要求提升,燃料电池设备也逐渐从中试型向量产型过渡,加快了向自动化方向转型。  

三、设备需求向产业链上游延展,高技术含量设备企业优势凸显。涂布设备企业开始从膜电极涂布向气体扩散层涂布、质子膜涂布延展,激光焊接设备企业从以前的电堆焊向金属双极板焊接延伸。金属板镀层设备供应商不断从以前的光伏、装饰镀等领域向氢电领域拓展。高技术含量设备企业逐步成为市场的主要新增参与者。  

四、部分设备供应商开始向电解水制氢行业延伸。国家支持可再生能源和可再生能源制氢的发展,电解水制氢设备市场需求大幅提升。PEM电解水制氢电解槽结构与燃料电池电堆结构类似,但是对于设备、材料的技术要求更高,但产业化进程较燃料电池慢,这给燃料电池设备企业提供了拓展市场的机会,以世椿新能源、隆深氢能、东莞嘉拓为代表的部分企业开始承接PEM电解槽装备的订单。  

总体来看,在燃料电池生产前、中、后端不同环节都涌现出一批优秀的燃料电池设备企业,下面将重点介绍10家燃料电池设备企业的成绩与表现(基于高工氢电年会合作企业信息汇总),从中可以窥见该领域当前的技术水平和市场特点(排名不分先后)。  

世椿新能源  

苏州世椿新能源技术有限公司(下称“世椿新能源”)是深圳市世椿智能装备股份有限公司专业从事新能源行业智能装备的研发、生产、销售与服务的控股子公司。世椿新能源的核心技术包括一体化密封技术、视觉AI检测技术、MES系统整合技术、工艺软体封装技术,核心产品包括双极板封装生产线设备、膜电极封装生产线设备、电堆及系统组装生产设备。  

2022年以来,世椿新能源的市场表现依旧十分亮眼,几个典型应用案例包括:1、年产百万组级别的双极板生产线已完成交付并稳定生产中;2、20PPM卷对卷膜电极封装生产线,已进入工艺优化调试阶段;3、年产750MW的全自动电堆组装生产线已交付,目前已经具备批量化生产的能力。  

接下来,世椿新能源计划在核心产品双极板&膜电极密封封装装备方面持续加大研发投入,将继续提升产能和效率,协助客户实现提质降本。  

隆深氢能  

隆深氢能成立于2017年,是国内燃料电池设备行业领先企业之一。隆深氢能是佛山隆深机器人有限公司的全资子公司,隆深机器人成立于2013年,是一家专业从事工业机器人系统集成、非标自动化设备及整线设计制造的高新技术企业。隆深机器人在自动化产线设计方案深厚的经验积累,是隆深氢能开拓燃料电池设备及研发自动化产线的基石。  

2022年以来,隆深氢能除了在燃料电池膜电极、电堆、系统等设备上持续迭代,公司还推出了一系列电解水制氢设备产品,主要包含以下4类:  

1、新一代热转印封装技术及装备:特殊的转印结构保证阴阳极双面同时间歇转印,大幅提高设备转印效率,精密的牵引力控制保证CCM不拉伸变形,转印良品率大幅提升,并且配置转印瑕疵在线检测,瑕疵区域Mark点标机。  

2、PEM水电解喷涂机:采用特殊喷头结构实现大流量喷涂,密封防护保证设备的防腐蚀提高寿命,龙门的高刚度结构保证喷涂的精度。  

3、PEM水电解封装生产线:采用自动化机器人连接提高生产效率,采用特殊工艺保证边框膜紧固可靠,在线瑕疵等品控提高成品率。  

4、液流电池试验中小式组装技术:采用特殊结构保证多工位高效协同;不同的连接板螺栓连接工艺提高装配效率。截至目前,隆深氢能在PEM电解槽MEA制造设备方面已经开发了CCM喷涂机、CCM涂布机、六合一封装线和电堆组堆线等多款产品,并服务国内多家头部企业。  

昆龙卓盈  

深圳市昆龙卓盈机电有限公司(简称“昆龙卓盈”)创建于2014年,是一家专业研发、制造氢燃料电池相关生产和检测自动化生产线系统集成供应商,主营产品包括电堆组装检测生产线、双极板贴合生产线、双极板气场密封生产线、膜电极/双极板快速气密检测生产线、系统装配生产线、模压双极板生产线、双极板浸渗线、双极板密封点胶设备、膜电极七合一贴合生产线以及氢燃料电池定制生产设备等。  

以柔性石墨双极板模压生产线和全自动点胶生产线为例,昆龙卓盈柔性石墨双极板模压生产线生产的柔性石墨双极板厚度可达到±0.01mm,生产效率可达到2pcs/min,电导率和腐蚀电流均达到同行业先进水准;全自动点胶生产线,点胶胶线精度可达到正负0.03mm,效率达到4pcs/min,生产良率可达到99%。  

从市场应用来看,昆龙卓盈主营柔性石墨双极板模压生产线、全自动点胶生产线、MEA贴合生产线、电堆组装生产线、燃料电池系统装配生产线等已在国内燃料电池头部企业批量使用。用实际行动验证了公司产品的先进性及可靠性,取得了较高的客户评价。  

利元亨  

利元亨(688499)成立于2014年,全球员工超过7000人,知识产权超过2400项,主营业务是为客户提供数智整厂解决方案,业务主要涉及新能源(氢电/锂电/光伏)行业。在氢电领域,利元亨着力打造氢电领域的高端智能装备品牌,推动氢能和燃料电池产业高质量快速发展。在氢电智能装备领域的突出技术亮点有以下两点:  

在双极板点胶方面,利元亨的“智能喷胶系统”能够精准调节喷胶参数,设计旋转吸盘将双极板整平后进行CCD定位,精确获取产品喷胶轨迹,呈现更佳的喷胶效果,采用高精度压电陶瓷阀进行高精度点胶,速度快,稳定性好。  

在贴垫片方面,公司“六轴机器人+仿形伯努利吸盘”在操作过程中,先拿取双极板,再将双极板移动至贴垫片平台,设计顶升机构,将垫片顶起贴入双极板并整形,随后检测是否垫片贴平。该产品改善了原一代产品取垫片至双极板贴入的不稳定性,提升了设备优率及稼动率,可以满足兼容“驼峰”垫片,设备柔性高。  

从市场拓展来看,利元亨为燃料电池头部企业交付了燃料电池电堆智能化量产线,产品各项性能指标得到充分认可,在氢电设备领域打造了“样板”。公司还与武汉、山东、浙江、广东等多家燃料电池企业展开了合作。  

东莞嘉拓  

东莞嘉拓是集技术研发、制造生产及销售服务于一体的高端智能装备供应商。公司主要产品包括锂电芯制造专用成套自动化装备,以及燃料电池等新兴行业领域的自动化装备。公司一直以来专注于新能源行业,东莞嘉拓研发制造的极片涂布机、隔膜涂布机等系列产品在国内有较高的市场占有率,精度和效率两项关键技术指标均行业领先。  

在燃料电池膜电极设备领域,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300mm,涂布速度达到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。为加强膜电极的瑕疵检测,东莞嘉拓配置一个X射线来检测铂金的载量,还配置了两套了CCD分别来检测阴极和阳极,最终实现阴阳极对位的检测。公司后续在CCM直通设备上也会进行配置,实现更精确的涂布制造。  

在新产品方面,东莞嘉拓新推出了电解水制氢的CCM片材涂布和卷材涂布设备;为满足电解水制氢市场的需要,东莞嘉拓还跟院校合作开发碱性隔膜涂布设备。截至目前,公司的电解水制氢涂布设备与GDL涂布设备已经成功完成研发,正在客户现场配合调试。  

魔方新能源  

魔方新能源成立于2015年,公司以燃料电池“全系列产线、关键零配件”为主线发展。凭借独有的技术与经验优势,公司优先聚焦市场最渴求的产线设备,而后逐步突破关键零部件,围绕燃料电池龙头企业进行产品开发与核心供应,始终保持细分领域关键技术与市场份额领先。  

2022年以来,魔方新能源持续拓展膜电极、双极板、电堆和发动机设备及产线业务,同时横向开拓电解水制氢产品和液流电池产品的相关设备及产线,并已形成了合作订单;CVM销售订单比去年同期翻了一倍,与国内10多家企业形成了紧密合作。  

研发方面,魔方新能源设备类研发主要围绕膜电极、双极板生产及检测类设备进行迭代开发,以满足市场对设备“高性能、高节拍、高质量、低成本”的“三高一低”的需求。  

航天华阳  

西安航天华阳机电装备有限公司(下称“航天华阳”)成立于1999年,隶属于中国航天科技集团,是国家级首批重点“专精特新”小巨人企业,已取得国家专利220余项,省部级技术成果奖10余项,并在2021年度荣获国家科学技术进步二等奖。  

其主要产品包括:氢能源功能材料系列生产装备、锂电池关键材料系列生产装备、高性能膜材料生产装备、环保水处理膜生产线、精密涂布机、、卫星式柔版印刷机、高速凹版印刷机等。公司现有员工860余人,建筑面积6万余平方米,各类加工检测设备560余套。  

自2017年交付第一台质子交换膜生产装备后,公司积极着力于氢能源产业布局,拓宽质子交换膜应用市场,研究开发出了气体扩散层、催化剂涂层、膜电极等关键材料生产装备技术解决方案,目前质子交换膜、气体扩散层装备均已量产,相关设备已经销售上海、浙江、天津等地多家客户。  

绿保科技  

绿保科技是一家专注于燃料电池行业智能装备研发及制造的高新技术企业,绿保科技在氢能设备自动化领域率先开局,涉足多种产品系列。  

现阶段,绿保科技已经建立了相对完善的燃料电池智能装备产品矩阵,包括氢燃料电池实验室设备、电堆/系统测试设备、燃料电池系统装配生产线、石墨双极板自动点胶/丝印线和电堆装配生产线等,并且配套线体的MES系统集成方案等,同时还能为客户提供氢燃料电池设备的整厂自动化方案。  

2022年以来,绿保科技基于市场需求,推出了三款新产品:自动丝印机、自动贴胶圈机和高速高精度叠堆机。目前绿保科技正在关注电堆的单电池密封工艺,公司正在着手研发下一代燃料电池设备产品,为接下来的氢燃料商务车示范运营做好准备。  

儒拉玛特(苏州)  

儒拉玛特(苏州)是一家全球化的一站式智能制造解决方案服务商。业务范围涵盖自动化解决方案、数字化解决方案、人工智能机器视觉系统和标准产品(伺服压机、输送系统和工业铝型材),涉及传统汽车零部件、新能源汽车零部件、医疗、家用电器、半导体、电梯、3C以及其他工业品等行业。  

儒拉玛特(苏州)于2018年开始布局氢能领域,从燃料电池电堆装配自动化技术开始研发,已经形成了从电堆装配到双极板、膜电极等零部件制造的一站式智能制造解决方案。目前已开发了燃料电池电堆堆栈&压装以及气密检测专用设备、双极板激光焊接设备、双极板密封一站式解决方案、膜电极封装及检测设备等。另外,儒拉玛特(苏州)在4型氢瓶以及供氢系统领域也与合作伙伴共同开发了专用自动化设备。  

卡门哈斯激光  

卡门哈斯激光科技(苏州)有限公司成立于2016年2月,是一家激光光学元器件及激光光学系统解决方案集研发、生产、检验、应用测试、销售于一体的国家高新技术企业,是国内外少数具备从激光光学元器件到激光光学系统垂直整合的专业智造商。  

卡门哈斯激光可为新能源汽车行业客户,提供激光光学系统一站式解决方案。其在氢燃料电池行业的激光加工解决方案,主营业务包括:金属双极板激光焊接、石墨双极板激光雕刻、碳纸激光切割、质子交换膜激光打孔等。  

目前卡门哈斯激光主营产品包括:激光扫描焊接系统、激光扫描清洗系统、激光切割系统、激光标刻系统、激光深雕系统和大幅面3D动态激光扫描系统等。下一步,卡门哈斯激光计划在石墨双极板激光雕刻、金属双极板低凸起激光焊接和大幅面动态激光切割系统对薄膜切割上进一步提升工艺。  


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