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上海技术发明特等奖 | 为氢能汽车“心脏”贡献

发布日期:2020-06-30 17:39来源:未知

  奖项:2019年度上海市手艺发现奖特等奖项目

  名称:高功率密度燃料电池薄型金属双极板及批量化邃密制造手艺

  当前,成长氢能与燃料电池汽车已成为全球共识,我国也将燃料电池汽车列为国度新能源成长计谋,估计2030年年产量将达百万辆。

  若是说传统汽车的“心脏”是动员机,那么氢能源燃料电池汽车的“心脏”就是双极板和膜电极叠装而成的燃料电池电堆。自2005年起,上海交通大学就起头研发“高功率密度燃料电池薄型金属双极板”,迄今已研发出了六代具有自立常识产权的产物,把握了“全工艺链集成”要害自立焦点手艺,为氢能汽车“心脏”进献“中国方案”;与上汽集团等结合成立上海治臻新能源装备有限公司家当化平台,落户上海自贸区临港新片区,实现了向国内焦点主机厂及电堆企业的大规模量产供货。

  今天,这块轻薄、小巧的金属板及其全套周详制造手艺被授予2019年度上海市手艺发现奖特等奖。

  立异“两板三场”构造,引爆全球燃料电池行业

  这不就是一块车牌吗?任谁乍一眼看到这块长40厘米、宽10厘米的金属板,城市萌生出如许的念头。但若是再多看一眼,就能发现它的不同凡响之处——在厚度不跨越1.2毫米金属板上刻着七八十个流道,每个流道长约40厘米,距离不跨越400微米。400多块如许的金属双极板叠起来,就构成了一个高功率密度燃料电池电堆。

  燃料电池电堆是整车制造的焦点,双极板占电堆体积的80%。曩昔,大部门相关企业都采用“三板三场”构造,可即即是业内最薄的双极板也有2.1毫米厚,数百块板叠起来很难装进汽车前舱。上海交大机械与动力工程学院来新民传授课题组一起头就对准了“两板三场”构造,如许一来,双极板厚度仅有1毫米。

  然而,要让这块板“瘦下来”并不轻易。来新民说,此前大师之所以要用三板,是因为金属板需要承载氢、氧、水三种流场互不干扰的畅通,抽掉中央的一层隔板后,必需要过程构造立异让明明处在统一空间中的分歧物质各走各道,设计难度可想而知。

  2005年起,上海交大、新源动力、上汽集团构成结合攻关团队,终于在2008年推出了“两板三场”金属双极板,不仅单片厚度降低52%,电堆功率提高到本来的2.4倍,更实现了400片电池电堆在轿车前舱的成功安置。

  “两板三场”构造地泛起,直接“引爆”了氢能源燃料电池行业。在2019年世界新能源汽车大会上,项目团队开发的电堆被评为代表新能源汽车目的的八项前沿手艺之一,国表里知名汽车企业纷纷来到位于临港的上海治臻考查,提出了多方面合作事宜。

  从选材到制造工艺,没有经验借鉴一点点走通了

  对于金属双极板来说,提出全新构造只是漫长立异链条的第一步。想要做出可支撑汽车跑上几百公里的燃料电池,前面还有无数只“拦路虎”等着他们。

  氢能源燃料电池需要在布满“矛盾”的场景中工作——既要高导电,又要耐侵蚀,事实选用什么样的材料让研发人员伤透脑袋。“没有前人的经验能够借鉴,只有靠老设施一点点试。”最终,涂着团队研发的多元复合涂层的电堆,成为国内第一家经由车用5000小时寿命查核的电池。换句话说,这车跑上10年,动员机不会坏。

  络续霸占手艺难题的同时,上海治臻把金属双极板的全套制造工艺系统搭了起来。在位于临港的生产车间里,一卷卷光洁如镜的不锈钢板酿成形如手风琴的电堆。在涂层车间,一排排成形和焊接好的极板“列队”进入有十余个腔体的磁控溅射涂层间,一分钟后,数十层致密复合膜已装涂完毕。

  幸运背后,是上海这座城市对立异的崇尚与渴想

  捧着特等奖证书,来新民不禁回忆起十多年前梦起头的时候。因为预见到将来氢能源燃料电池汽车的成长机缘,他与志同志合的同事和学生一路起头创业。万事开首难,但他们很“幸运”地获得了上汽集团延续五年燃料电池手艺攻关项目的不乱投入。在他看来,幸运背后,恰是上海这座城市对立异的崇尚与盼望。

  15年来,上海市科委不息加大对项目研发的投入力度,临港集团也赐与了鼎力支撑,让上海治臻从一家不到10人的小公司成长到80余人。现在,公司建成了年产50万片金属双极板全流程生产线,占有国内氢能源燃料电池市场半壁以上山河。

  “这只是中国氢能源燃料电池汽车成长的一小步。”来新民说,中国汽车想要弯道超车,还需要在多个部件、材料、系统上有更大冲破。团队成员进展,不久的未来,氢能源燃料电池汽车陋习模地走上陌头:只需加氢三五分钟,一口气跑上600公里不“喘息”。(作者:沈湫莎)

(责任编辑:admin)
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