無論從國家補(bǔ)貼政策導(dǎo)向還是從整車需求來看，研發(fā)大功率燃料電池電堆是必然趨勢。但受限于技術(shù)能力，目前行業(yè)內(nèi)能夠研發(fā)大功率電堆的企業(yè)寥寥無幾。

4月26日，高工氫電巡回調(diào)研團(tuán)隊(duì)到訪上海氫晨新能源科技有限公司（下稱“上海氫晨”），與上海氫晨總經(jīng)理易培云博士等高層圍繞產(chǎn)品技術(shù)、行業(yè)趨勢等話題展開深度交流。

上海氫晨是一家專注于高密度燃料電池電堆研發(fā)與制造的企業(yè)。公司核心團(tuán)隊(duì)與和核心技術(shù)源自上海交通大學(xué)，經(jīng)過近10年的持續(xù)研發(fā)，已開發(fā)三代具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃料電池電堆。其103kW金屬板電堆經(jīng)測試平臺(tái)測試，體積功率密度為3.3kW/L，達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平。

上海氫晨103kW金屬板電堆

翻閱上海氫晨的歷史，會(huì)發(fā)現(xiàn)這是一家成立才1年多的年輕公司。大功率燃料電池電堆技術(shù)門檻頗高，其如何在如此短的時(shí)間內(nèi)攻克業(yè)內(nèi)難以解決的技術(shù)難題？

易培云介紹，公司核心團(tuán)隊(duì)早在2008年就開始燃料電池的相關(guān)科研工作，先后承擔(dān)國家自然科學(xué)基金重大國際合作項(xiàng)目、國家863計(jì)劃項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題等，攻克了高功率電堆設(shè)計(jì)、長壽命部件匹配、高可靠自動(dòng)裝配、智能化快速診斷等關(guān)鍵技術(shù)，獲得了30余項(xiàng)專利授權(quán)，開發(fā)了高性能空冷、水冷電堆原型。

在公司注冊成立后，上海氫晨又得到了上海市科委科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目的大力支持，牽頭承擔(dān)科委重點(diǎn)項(xiàng)目“車用長壽命高比功率燃料電池電堆及其核心部件”。

“公司不僅吸收了上海交大10余年的核心技術(shù)成果，同時(shí)得到上海交大很多專業(yè)技術(shù)人才的大力支持，包括基礎(chǔ)研究方面。”易培云透露，盡管公司成立不久，但核心團(tuán)隊(duì)已經(jīng)組建完畢，吸引了包括9名博士在內(nèi)的近30人的團(tuán)隊(duì)。公司聚焦高功率密度金屬板電堆，但研發(fā)團(tuán)隊(duì)絕不局限于電堆技術(shù)，而是對電堆的核心材料、核心部件乃至燃料電池系統(tǒng)都有全面深入的理解，擁有正向設(shè)計(jì)的能力。

從電堆制備工藝來看，通常有四大技術(shù)難點(diǎn)：一是電堆設(shè)計(jì)與布局，包括微觀仿真、流體計(jì)算、電化學(xué)仿真等；二是部件選型與匹配，在極板裝配過程中，容易產(chǎn)生裝配壓力不均及定位不夠精準(zhǔn)等問題，同時(shí)在裝配其他部件時(shí)也容易產(chǎn)生誤差，誤差累積將影響電堆壽命及性能；三是電堆裝配自動(dòng)化效率水平如何提高；四是電堆的快速診斷，包括激光位置跟蹤、位移控制等。

對于小型電堆而言，制備工藝相對容易些，而車用燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)功率大、功率密度高，對電堆總體設(shè)計(jì)、均勻裝配和高效冷卻等提出了很高的要求。

但這恰恰是上海氫晨團(tuán)隊(duì)所擅長的。憑借上海交大汽車車身設(shè)計(jì)與制造技術(shù)研究所在薄板裝配與質(zhì)量控制方面的精湛技術(shù)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，上海氫晨在電堆這一機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、裝配工藝、質(zhì)量控制等方面的優(yōu)勢非常突出。公司基于車用燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)需求，集成設(shè)計(jì)電堆結(jié)構(gòu)，優(yōu)化流體分配設(shè)計(jì)，提出快速裝配的模塊化技術(shù)，開發(fā)了一體化密封技術(shù)。

與此同時(shí)，公司自主開發(fā)了國內(nèi)首套自動(dòng)化電堆裝配系統(tǒng)，可對大功率車用燃料電池電堆進(jìn)行快速精確裝配，操控方便，自動(dòng)化程度高，使電堆在生產(chǎn)和運(yùn)行過程中保持了高度一致性和均一性，使電堆產(chǎn)品的性能領(lǐng)先于市場。

值得一提的是，上海氫晨的業(yè)務(wù)板塊除了車用高功率密度水冷電堆外，還包括無人機(jī)用空冷小功率電堆。公司核心團(tuán)隊(duì)先后開發(fā)出四代基于超薄金屬雙極板的高密度無人機(jī)用燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)，系統(tǒng)功率密度達(dá)到500W/Kg，并實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)試飛驗(yàn)證。

上海氫晨燃料電池?zé)o人機(jī)

“未來3-5年，公司將致力于推動(dòng)水冷型大功率電堆在汽車上批量應(yīng)用、空冷型電堆在無人機(jī)上的規(guī)模應(yīng)用。”易培云說，公司將在臨港集團(tuán)和上海交大的共同支持下，依托上海交大臨港智能制造創(chuàng)新科技有限公司，建成近10000平米的生產(chǎn)與測試車間，預(yù)計(jì)2019年底全面投產(chǎn)，單線產(chǎn)能將達(dá)到2000套/年，成為上海市燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)，支撐上海市科創(chuàng)中心建設(shè)。