前沿|“大功率”成为我国燃料电池产业发展进程“关键词”之一

2025-12-25 汽车知识

【摘要】：国内燃料电池企业集体在向大功率快速迭代升级。日前，捷氢科技旗下捷氢启源系列燃料电池系统两款产品通过强检，其中一款是捷氢启源P4Max的256kW燃料电池系统

　　国内燃料电池企业集体在向大功率快速迭代升级。日前，捷氢科技旗下捷氢启源系列燃料电池系统两款产品通过强检，其中一款是捷氢启源P4Max的256kW燃料电池系统。1月，山东重工·山东港口首批氢能重卡示范运营交付仪式在济南举行，本次交付的氢能重卡搭载的是潍柴动力200kW级车用燃料电池发动机。去年12月，亿华通研发的240kW燃料电池发动机“G20+”正式通过中汽中心检测。同月，上燃动力发布了200kW的高功率燃料电池系统。此前，风氢扬、重塑科技等多家燃料电池企业也均推出了大功率产品，并在研发更大功率的燃料电池。电堆企业中，氢璞创能、氢晨科技、新研氢能、清能股份、雄韬氢瑞、新源动力也都向这一方向延伸。“大功率”已经成为我国燃料电池产业发展进程中的关键词之一。

　　燃料电池快速向大功率进阶

　　近年来国内主流燃料电池电堆企业都在持续研发大功率产品，所布局的最新一代产品，均以大功率、长寿命、高功率密度等性能亮相。上述消息中，捷氢科技通过强检的256kW氢燃料电池系统，搭载捷氢燃料电池电堆的功率密度达4.1kW/L，该燃料电池系统在25秒内可以实现零下30度低温冷启动，最高工作温度可达95度。潍柴动力200kW级车用燃料电池发动机，适配于牵引车、自卸车和环卫车等重型卡车市场，采用超薄石墨板电堆，寿命超过30000h，采用智能化的水热管理控制技术，可实现-30℃的快速低温启动，系统更可靠耐久。亿华通240kW燃料电池发动机G20+是首款额定功率超过200kW的单系统车用燃料电池发动机，质量功率密度达810W/kg，产品在低温冷启动、低温储存、动态响应等方面性能优异，各项参数达到行业领先水平。亿华通发布这一产品，标志其自主大功率氢燃料电池技术开发实现历史性突破。上燃动力所发布的200kW高功率氢燃料电池发动机，最高效率达60%，质量功率密度为760W/kg ，设计寿命15000小时。此外，风氢扬马上将推出200kW燃料电池发动机;氢蓝时代已明确表示，今年将推出重卡用200kW燃料电池发动机。除了这些燃料电池系统企业，电堆企业大功率势头同样明显。2021年10月下旬，上海氢晨科技宣布，其单堆额定功率230千瓦的大功率金属板电堆完成性能测试，预计今年上半年推向市场。氢璞创能、新研氢能、清能股份、新源动力等国内主流电堆企业的产品最高功率也均突破150kW。其中氢璞创能公开表示已在研发200kW的电堆;雄韬氢瑞J系列石墨电堆功率覆盖100-200kW，目前J系列工程样堆已做完，预计2022年将推出。国内主流燃料电池电堆及系统集体在向大功率快速迭代。众所周知，2016年至2018年，燃料电池功率大都在30~60kW;从2019年起，国内燃料电池功率开始“突飞猛进”，到现阶段，实际装车应用的产品功率较之前已实现数倍的增长，且还在持续走高。为什么会出现这种现象?

　　一方面，2021年以来，燃料电池系统最大补贴功率上限提升至110kW，与此同时，国家强调重点推动燃料电池在中重型商用车领域产业化应用，并向重型货车倾斜，而重型货车对更大功率燃料电池有实际应用需求。

　　“基于长途和重载的应用，大功率成为一个必然的技术路线趋势。比如49吨的牵引车如果真的跑干线的物流，哪怕不考虑超载的情况，200kW实际上只是起步。”一位业内人士表示。

　　另一方面，除了交通领域，大功率燃料电池在船舶、储能等领域也有市场潜力，可有效拓宽氢能的应用边界。市场潜力驱动燃料电池企业追求大功率技术突破。

　　“降碳目标下，航运业减排压力大，这给船舶应用燃料电池带来契机，前景广阔。大型船舶对燃料电池的功率要求更高，因此现阶段对大功率燃料电池的攻关，可为氢能船舶发展奠定技术基础。”另一位业内人士如是表示。

　　同时，燃料电池在储能领域可发挥调峰作用，即在白天光伏发电高峰时进行电解水制氢储存，晚上低谷时利用燃料电池发电，帮助电网调峰，这需要更大功率的燃料电池设备。

　　做好大功率产品还面临诸多挑战

　　燃料电池向大功率方向迈进是趋势，但是企业要真正做好大功率产品并不容易。 “不同功率的电堆差别不大，但从生产、技术角度来看，更大功率电堆意味着单节电池片数量增长，将导致电池片的损坏概率更高，这对企业的产品质量、精度、一致性等工艺提出了更高要求。”一家燃料电池企业技术负责人告诉高工氢电。同时，大功率产品在设计中需要考虑电堆体积比功率、散热等多种条件的优化整合，实现质子交换膜薄而强韧、催化剂活性越来越高，以及电流密度和工艺稳定性等全方位的技术提升，同时缩短产品验证周期。这一点对相当多的企业而言还是一个很大的挑战。另从配套角度来看，国内现有的BOP供应链水平在可靠地满足大功率系统需求上也还有一段路要走。总体来看，随着越来越多的企业积极开发大功率燃料电池，以及行业刮起大功率的浪潮，相信解决这些难题的速度应该会比想象中要快。

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