[01392342]高性能商用车燃料电池发动机关键技术及应用

发展新能源汽车是我国应对环境污染与能源短缺等问题的重大战略举措。质子交换膜燃料电池汽车因具有零排放、高效率、续航久、加氢快等优势,被认为是未来商用车动力的重要发展方向。目前,世界主要发达国家的科研机构和跨国企业都投入大量资金用于支持燃料电池技术的产业化发展。燃料电池发动机是燃料电池汽车的核心技术,其技术跨度大,产业链长,技术壁垒高。自我国开展燃料电池汽车以来,国产商用车燃料电池发动机在环境适应性、耐久性与功率密度上与国外顶尖企业差距显著,严重阻碍了燃料电池技术的商业化推广。 经过多年产学研协同攻关,项目团队突破了燃料电池系统闭环水管理、长寿命设计与控制等关键技术,建立了国产商用车燃料电池发动机的设计与开发体系,将其环境适应、耐久性与功率密度提升到国际一流水平。主要创新成果如下： 1、针对燃料电池在复杂环境下的适应性难题,发明了水-热-气-电全工况自适应控制技术。所开发的水含量闭环控制软硬件架构大幅提高了系统复杂环境下的适应性,突破了石墨板燃料电池系统-30°C低温冷启动这一国际难题,完成了牙克石地区极寒环境验证与张家口高寒高原地区长周期示范验证。 2、针对商用车长寿命应用需求,突破了燃料电池系统耐久性健康管理技术。发明了燃料电池空间性能差异衰退诊断技术,提出了均一性设计方法与循环变载下的可靠性增强技术,提高了燃料电池系统的可靠性与耐久性。实车运营燃料电池发动机平均首次故障里程达到2.1万公里以上,性能衰退仅为3.1%@3000h。 3、针对多场景兼容应用需求,建立了高功率密度低成本燃料电池设计制造与集成技术。突破了国产膜电极、柔性膨胀石墨双极板、高功率密度低成本电堆/系统的设计与开发技术,石墨双极板电堆功率密度达到4.25kW/L,系统功率密度突破500W/kg。 团队培育了中国首家A股氢燃料电池上市公司--北京亿华通科技股份有限公司,所开发的燃料电池发动机在福田、中通、申龙等多家整车龙头企业推广应用,应用团队产品的工信部公告车型全国占比17%,居国内首位,极大提升了国产商用车燃料电池技术的国际竞争力。