9月13日，一場主題為“極致科技•可靠動力”的超級發(fā)布會在氫能行業(yè)三大主流平臺重磅直播。
這是長城控股未勢能源科技有限公司歷時5年打造的氫能與燃料電池領(lǐng)域核心關(guān)鍵零部件產(chǎn)品“聯(lián)合艦隊”出征儀式。
此次發(fā)布會上，未勢能源發(fā)布了包括可搭載乘用車的95kW燃料電池發(fā)動機(jī)、最大可拓展至150kW的平臺化燃料電池堆及70MPa高壓儲氫瓶閥及減壓閥等核心產(chǎn)品。這三大系列，前兩者關(guān)乎燃料電池動力的核心，后者關(guān)乎安全的核心。
（未勢能源副總經(jīng)理張?zhí)煊鹪诎l(fā)布會上闡述公司“十六字方針”戰(zhàn)略）
發(fā)布會上，未勢能源科技有限公司副總經(jīng)理張?zhí)煊鹆信e了這一“聯(lián)合艦隊”背后的亮眼數(shù)字：
15.7億元研發(fā)投入——自2016年初長城集團(tuán)將氫燃料電池開發(fā)列為集團(tuán)重點項目，就瞄準(zhǔn)氫燃料電池世界前沿關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，面向乘用車、商用車市場開展平臺化零部件設(shè)計， 截至目前已累計投入15.7億元自有資金進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)；
1045項產(chǎn)品可靠性測試——長城集團(tuán)投入5.7億元投入建成投運一座國內(nèi)為數(shù)不多的氫能技術(shù)中心，擁有兩萬平米的實驗室，幾百臺測試設(shè)備和儀器。在嚴(yán)格遵循產(chǎn)品開發(fā)V流程的同時， 所有產(chǎn)品都?xì)v經(jīng)從材料級、模塊級、到零部件、系統(tǒng)級，再到整車級五大層級1045項嚴(yán)格測試，從設(shè)計研發(fā)的源頭上打造產(chǎn)品超強(qiáng)可靠性；
363項核心技術(shù)專利——未勢能源歷經(jīng)前后5年的探索，共成功申請363項氫能與燃料電池領(lǐng)域核心關(guān)鍵技術(shù)專利，破解行業(yè)技術(shù)“卡脖子”難題的同時，進(jìn)一步提升了產(chǎn)品可靠性，降低了產(chǎn)品成本。
這些亮眼數(shù)字的突破，標(biāo)志著未勢能源以掌握核心技術(shù)，堅持自主正向研發(fā)的氫能“長征路”翻過了雪山和草地，開始抵近規(guī)模商業(yè)化的“圣地”，也預(yù)示著長城集團(tuán)在氫能與燃料電池領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局開始向縱深推進(jìn)。
中國汽車工程學(xué)會秘書長張進(jìn)華在發(fā)布會上表示，長城集團(tuán)未勢能源能夠在現(xiàn)階段沉下心來，投入巨資發(fā)展氫能與燃料電池汽車業(yè)務(wù)，掌握核心關(guān)鍵技術(shù)，確實是長城長期以來體現(xiàn)出的專注和專業(yè)，希望未勢能成為行業(yè)民族品牌的一面旗幟，再接再厲，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新。
中國汽車技術(shù)研究中心副總經(jīng)理吳志新也認(rèn)為，目前國內(nèi)氫能與燃料電池行業(yè)通處于初級階段，需要全行業(yè)上鞋及時發(fā)現(xiàn)行業(yè)共性問題，聚集官產(chǎn)學(xué)研的智慧和力量進(jìn)行會診，才能更高效地突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展中卡脖子問題。“未勢公司通過拋出問題解決方案，提出了自主品牌的智慧，為行業(yè)企業(yè)提供了優(yōu)秀的案例”，吳志新表示。
此次發(fā)布會亮點聚焦：
聚焦1：未勢能源突破了哪些核心關(guān)鍵技術(shù)？
未勢能源在產(chǎn)品研發(fā)方面，我們在燃料電池發(fā)動機(jī)領(lǐng)域開發(fā)了可實時診斷電堆健康情況的智能控制系統(tǒng)、通過引射器的設(shè)計取代了昂貴的氫循環(huán)泵，在電堆、膜電極領(lǐng)域掌握了核心材料技術(shù)，特別是我們在儲氫領(lǐng)域不僅著眼于70MPaIV型瓶的研發(fā)，更在瓶閥、減壓閥這樣的關(guān)鍵零部件上做足功夫。以下舉幾個典型例子：
95kW乘用車燃料電池發(fā)動機(jī)——
作為燃料電池汽車的“心臟”，燃料電池發(fā)動機(jī)是眾多企業(yè)研發(fā)攻堅的靶心，而作為“血液”的氫氣是否能高效循環(huán)反應(yīng)，是動力能否順暢輸出的關(guān)鍵，氫循環(huán)模塊就像是一個“起搏器”，是氫燃料電池發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
由于氫氣循環(huán)泵研發(fā)成本高，且氫氣密封、水汽腐蝕和沖擊問題難以解決，國外也僅有不多幾家能夠提供解決方案，國內(nèi)目前仍主要依賴進(jìn)口，尤其是大功率級別氫氣循環(huán)泵資源相當(dāng)稀缺，低成本、高可靠性、高效率的氫循環(huán)方案勢必要用引射器。
（95kW乘用車燃料電池發(fā)動機(jī)核心技術(shù)參數(shù)，圖片版權(quán)歸未勢能源所有）
（95kW燃料電池發(fā)動機(jī)全功率引射器，圖片版權(quán)歸未勢能源所有）
為此，未勢能源燃料電池系統(tǒng)開發(fā)團(tuán)隊精準(zhǔn)匹配正向開發(fā)出一套“比例電磁閥+單引射器”的氫循環(huán)模塊，可有效彌補(bǔ)引射器的上述缺點，提升引射器性能效率，改善燃料電池內(nèi)部濕度分布，成功解決“卡脖子”難題，實現(xiàn)燃料電池發(fā)動機(jī)關(guān)鍵細(xì)分領(lǐng)域新產(chǎn)品技術(shù)攻關(guān)突破。
綜合測算結(jié)果表明，使用單引射器的氫循環(huán)模塊要比使用氫循環(huán)泵的氫循環(huán)模塊成本實現(xiàn)了100%的節(jié)省。
150kW平臺化燃料電池堆——
燃料電池堆運行壽命取決于電堆中電壓最低的單電池，類似于管理學(xué)中的“木桶理論”，一桶水能裝多滿取決于電堆這只“木桶“最短的那跟木板。因此，維持電堆中單電池電壓均勻性是提升燃料電池壽命的最有效手段之一。
未勢能源深耕燃料電池電堆開發(fā)，實現(xiàn)了燃料電池電堆高功率和電堆單電池電壓均勻性的全面突破。經(jīng)實際測試，未勢燃料電池電堆在1.2A/cm2電密條件下，電堆單電池標(biāo)準(zhǔn)偏差＜2mV。
這一體現(xiàn)單電池電壓一致性的核心指標(biāo)背后，是未勢能源燃料電池堆開發(fā)團(tuán)隊打造的提升燃料電池電堆壽命的五大“殺手锏”：雙極板設(shè)計、膜電極開發(fā)、電堆整體均勻性仿真、堆疊工藝過程控制、單體電池排水性能。
此外，未勢能源還從燃料電池系統(tǒng)層面開發(fā)了一套名為“NODS系統(tǒng)”的遠(yuǎn)程在線診斷、升級系統(tǒng)，通過實時監(jiān)測燃料電池的運行狀態(tài)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷和云端升級，持續(xù)調(diào)整相應(yīng)的控制策略，從而確保燃料電池堆始終運行在舒適的環(huán)境內(nèi)，能夠再有效延長20%以上的燃料電池電堆壽命。
70MPa高壓儲氫瓶閥和減壓閥——
當(dāng)前，國內(nèi)在氫氣閥門領(lǐng)域總體制造水準(zhǔn)與知名品牌進(jìn)口產(chǎn)品相比仍存在不小差距，尤其70MPa瓶閥和減壓閥，處于國外壟斷狀態(tài)，價格昂貴，供貨周期長，國內(nèi)尚未出現(xiàn)成熟商品進(jìn)入路試階段。
（70MPa高壓瓶閥產(chǎn)品爆炸圖，圖片版權(quán)歸未勢能源所有）
（70MPa高壓減壓閥產(chǎn)品爆炸圖，圖片版權(quán)歸未勢能源所有）
因此，為了提高燃料電池汽車氫氣使用安全，解決高效儲氫難題，保證儲氫系統(tǒng)的高安全性、密封性和可靠性，未勢能源儲氫系統(tǒng)開發(fā)團(tuán)隊通過極簡化的設(shè)計理念，開發(fā)出了70MPa高壓儲氫瓶閥和雙級減壓閥，完成了高壓儲氫閥門的高集成化、輕量化和低功耗主流設(shè)計，達(dá)成整套儲氫協(xié)調(diào)僅由加氫口-瓶閥-氫瓶-減壓閥組-燃電系統(tǒng)的工藝布局，從根源上減少泄露隱患。
在集成化方面，瓶閥零部件總數(shù)量為49個，相較于當(dāng)前市場主流產(chǎn)品減少20%以上，減壓閥組上集成了單向閥，雙極過濾單元，高壓分流單元于一體，在保證閥體強(qiáng)度和可靠密封的條件下兩款閥門整體重量僅為500g，相當(dāng)于當(dāng)前市場主流產(chǎn)品的1/3。
（70MPa儲氫瓶閥安全泄放裝置性能，圖片版權(quán)歸未勢能源所有）
另外，在安全性和密封性方面，在最為關(guān)鍵的泄漏測試中，我們進(jìn)行了常規(guī)的高低溫測試，并且低溫測試指標(biāo)設(shè)定在-60℃的情況下，泄漏率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)要求的10ncc/h的泄漏指標(biāo)，在氫氣泄漏測試過程中泄漏率小于5ncc/h，閥門上任意一點的氫氣泄漏濃度小于50ppm。同時，為了保證在使用壽命中也達(dá)到同樣的安全性，未勢能源儲氫瓶閥在極限工況下的壽命測試中同時進(jìn)行滲透測試和泄漏測試，試驗結(jié)果均達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，氫氣泄漏濃度小于50ppm.
聚焦2：1045項測試項目打造出的產(chǎn)品可靠性，到底成色幾何？
產(chǎn)品可靠性歷來是眾多行業(yè)企業(yè)所推出的產(chǎn)品的重要指標(biāo)之一，對于氫燃料電池行業(yè)來說，不少頭部企業(yè)給自己貼上了諸如“行駛里程XXX萬公里”、“裝車量XXX套”等等標(biāo)簽，更多的是利用產(chǎn)品市場應(yīng)用端的業(yè)績數(shù)據(jù)，這也是通行之道。
未勢能源打造的產(chǎn)品可靠性定義則在于：通過嚴(yán)格V型開發(fā)流程，在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計端通過上千項多層次測試來源頭上打造可靠性。
例如在乘用車燃料電池系統(tǒng)發(fā)動機(jī)方面，由于受制于乘用車嚴(yán)苛的使用環(huán)境，從廣度上來講，未勢能源此次推出的95kW乘用車發(fā)動機(jī)，先后經(jīng)過零部件測試、模塊測試、系統(tǒng)測試、動力總成測試以及整車測試，共5個層級數(shù)千項嚴(yán)苛測試，確保整體性能指標(biāo)達(dá)到預(yù)期設(shè)計要求。
從深度上講，未勢能源燃料電池系統(tǒng)開發(fā)團(tuán)隊深化了每個測試的深度，比如“振動沖擊“測試，除了確保測試之后的氣密性和機(jī)械完整性，會仔細(xì)校核數(shù)百個緊固件的殘余扭矩，確保系統(tǒng)整體性能安全。再比如在整車碰撞測試之前，燃料電池系統(tǒng)會經(jīng)歷“滑車測試”，保證系統(tǒng)碰撞之后的安全性。
（燃料電池發(fā)動機(jī)測試測試體系（理論值），圖片版權(quán)歸未勢能源所有）
在燃料電池堆方面，長城集團(tuán)建成投運的氫能技術(shù)中心里擁有國內(nèi)最大規(guī)模的燃料電池及基礎(chǔ)理化材料檢測試驗室，擁有專業(yè)檢測設(shè)備100余套，部分設(shè)備為行業(yè)僅有，總投資1.4億元，測試范圍涵蓋100kW至150kW燃料電池，單電池、短堆、整堆的性能測試及可靠性測試。
僅燃料電池堆方面所歷經(jīng)的200多項嚴(yán)苛測試就包括： 50項功能安全類測試、51項性能類測試、138項環(huán)境類測試、12項操作類測試等，確保產(chǎn)品的高可靠性、高安全性、高環(huán)境適應(yīng)性。
在儲氫系統(tǒng)測試方面，為了保證高壓瓶閥產(chǎn)品的安全性、可靠性及基本性能，未勢能源儲氫系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊從產(chǎn)品研發(fā)的價值到產(chǎn)品質(zhì)量的應(yīng)用，尤其針對產(chǎn)品概念設(shè)定前的痛點研究，均進(jìn)行了大量的科學(xué)數(shù)據(jù)分析和性能測試研究，包括液壓爆破試驗、液壓循環(huán)試驗、泄漏、滲透、氫氣循環(huán)、耐振性、耐腐蝕性測試等，可以說是從源頭著手、從各個精細(xì)環(huán)節(jié)著手，全力保障其產(chǎn)品質(zhì)量在應(yīng)用過程中的安全。
（高壓儲氫系統(tǒng)五大主要測試體系，圖片版權(quán)歸未勢能源所有）
專家指出，對于氫燃料電池汽車核心零部件領(lǐng)域，由于仍未大規(guī)模商業(yè)化，因此目前得到充分市場驗證的產(chǎn)品并不多，這就意味著拿終端應(yīng)用業(yè)績來體現(xiàn)可靠性，對于新進(jìn)入者，并不公平。產(chǎn)品可靠性如果能從設(shè)計研發(fā)的源頭上就充分保證，那么終端市場應(yīng)用上的表現(xiàn)相信一定也不俗。“項多層級測試如果能嚴(yán)格堅持到底，最終交付到客戶手中的產(chǎn)品一定也是有說服力的”。
聚焦3：未勢能源為這些產(chǎn)品布局了哪些應(yīng)用場景？
據(jù)介紹，此次未勢能源發(fā)布的三款燃料電池核心部件產(chǎn)品中，70Mpa儲氫瓶閥和減壓閥均目前均以達(dá)到量產(chǎn)狀態(tài)，70MpaⅣ儲氫瓶也將于2021年正式推出
95kw乘用車燃料電池系統(tǒng)發(fā)動機(jī)目前也已成功搭載長城汽車即將推出的首款燃料電池SUV，并于2021年實現(xiàn)量產(chǎn)。
（未勢能源1000臺自主大功率電堆生產(chǎn)線，圖片版權(quán)歸未勢能源所有）
更值得一提的是，150kw大功率自主電堆設(shè)計年產(chǎn)能達(dá)1000套的電堆生產(chǎn)線已于今年7月投入使用，產(chǎn)品將于2021年正式投放市場。
在應(yīng)用場景搭建上，長城集團(tuán)將氫能業(yè)務(wù)的布局定位于架起“能源和交通”兩大領(lǐng)域“技術(shù)+模式”的橋梁，以清潔能源革命為契機(jī)，助推低碳零排放的氫能社會的早日到來。
現(xiàn)階段，未勢能源基于自身作為車用氫能專家的定位，采取“商乘并舉”兩條腿走路的戰(zhàn)略，一方面，長城汽車第一代氫燃料電池樣車將在2021年推出，續(xù)航約900公里；2023年會出第二代燃料電池乘用車，續(xù)航1100km。
（整車級工況測試情況，圖片版權(quán)歸未勢能源所有）
另一方面，未勢能源旗下上燃動力定位為研發(fā)國產(chǎn)商用車燃料電池系統(tǒng)的重要戰(zhàn)略支撐點，聯(lián)合大運汽車推出燃料電池重卡車型，搭載自主研發(fā)的100kW商用燃料電池發(fā)動機(jī)---超越300E，使用壽命突破10000小時，整車一次性續(xù)航里程可達(dá)1100公里。在9月14日到16日舉行的FCVC大會上展出這一燃料電池重卡車型。
此外，對于城市群示范及中重型商用車產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，長城控股未勢能源都進(jìn)行了一系列探索和布局，包括聯(lián)合國內(nèi)大型能源集團(tuán)共同推動京津冀地區(qū)氫能一體化建設(shè)及商用車應(yīng)用場景搭建。
