为应对商用市场对燃料电池系统提出的长寿命、低成本要求,以及开发与应用过程中面临的部件级、系统级技术问题和控制难点,要点氢能将于2025年4月23-24日在江苏无锡中威蓝海御华酒店,联合同惠新能源汽车创新研究院举办“2025第三届要点氢能燃料电池系统开发技术研讨会——系统部件与控制专场”。

 

 

本次研讨会将重点聚焦于先进系统运行模式、控制功能和故障诊断策略的设计与开发,以应对燃料电池系统在动态运行、开关机、低温冷启动等方面的性能与耐久性挑战。

 

同时,我们诚挚期待与业内头部供应商的专家分享交流,共同探讨电堆与BOP组件的最新技术趋势和解决方案,并与主机厂、集成商等应用端客户携手,推动燃料电池技术向更高层次的创新与发展迈进。

 

 

 

用于乘用车的燃料电池技术已发展逾20年,而重型卡车的燃料电池应用直到近年来才开始受到广泛关注(如图1所示)。2020年,美国能源部联合5家国家实验室发起“百万英里燃料电池卡车联盟”(M2FCT),通过与企业合作,致力于解决燃料电池在重型长途拖挂卡车中的耐久性和效率等关键问题。

 

这种转变源于燃料电池在动力和能量方面独特的可扩展性。这种技术可以通过增加燃料电池堆或氢罐的尺寸来实现扩展,其额外载重重量的增加远小于锂电池。此外,由于运行路线专用且更具可预测性,重型卡车的商业化部署对基础设施的投资需求也相对较少。

 

图1. 燃料电池动力系统商业应用市场扩大

 

尽管商用车辆的应用为燃料电池技术带来了巨大的发展机遇,但从开发者的角度来看,商用车辆市场对耐久性和成本的更高要求也带来了严峻挑战。要实现对内燃机技术的无缝替代,燃料电池系统不仅需要在成本上具备竞争力,还必须提供相当的使用寿命以及更卓越的技术体验。

 

车用PEM燃料电池由多个部件构成,包括催化剂、质子交换膜、气体扩散层、双极板和密封件等。每个部件的耐久性都会受到多种内部和外部因素的综合影响,例如材料特性、燃料电池运行条件(如湿度、温度、电压等)、进气中的杂质或污染物、外界环境条件(如低温或冷启动)、运行工况(如启动、停车、动态循环工况)以及部件和电堆的设计方法。此外,燃料电池系统中不同部件的性能衰减过程往往具有耦合关系,这种交互进一步增加了系统研究的复杂性。

 

为了实现燃料电池系统在商用市场的寿命目标,一方面需要持续支持新材料和新部件的研发。当具备抗车用苛刻工况能力的新材料技术趋于成熟时,系统设计可以进一步简化,从而在新材料的基础上实现燃料电池的寿命目标。然而,这些新材料和部件的应用不应以显著增加成本为代价,即不能依赖昂贵材料来换取寿命的提升。另一方面,通过优化系统设计和控制策略,避开或减少不利条件对电堆的影响,是延缓衰减、提升系统耐久性的关键。

 

这种方法无需显著增加材料和电堆成本,而是通过高度可靠且稳健的控制策略,实现低成本与高耐久的平衡。因此,如何在满足市场需求与成本效益的前提下,协调部件和控制技术的可行性,已成为汽车制造商、系统集成商和零部件供应商共同面临的核心挑战。

 

 

 

 

 

 

【报名中】2025第三届要点氢能燃料电池系统开发技术研讨会系统部件与控制专场

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