德國(guó)赫爾佐根奧拉赫2023年8月24日 /美通社/ -- 舍弗勒最新推出了用于質(zhì)子交換膜燃料電池的新一代金屬雙極板，展現(xiàn)了其在氫能交通出行領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)實(shí)力。新一代雙極板針對(duì)大批量生產(chǎn)進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)優(yōu)化，并通過(guò)創(chuàng)新涂層工藝延長(zhǎng)燃料電池的使用壽命。與上一代雙極板相比，新一代金屬雙極板可以使燃料電池電堆的功率密度顯著提升20%左右。舍弗勒集團(tuán)汽車(chē)科技事業(yè)部首席執(zhí)行官馬迪斯?青克表示："舍弗勒還在積極開(kāi)展針對(duì)商用車(chē)應(yīng)用的氫能技術(shù)開(kāi)發(fā)，尤其是長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)纳逃密?chē)應(yīng)用。我們不僅開(kāi)發(fā)燃料電池的單個(gè)組件，還包括完整的子系統(tǒng)，為燃料電池的全面產(chǎn)業(yè)化做好充分準(zhǔn)備。"
目前，舍弗勒正在位于赫爾佐根奧拉赫的專用試制工廠生產(chǎn)新一代雙極板，單批次產(chǎn)量可達(dá)數(shù)萬(wàn)套，客戶為一些國(guó)際性汽車(chē)制造商，用于樣車(chē)開(kāi)發(fā)和小批量生產(chǎn)車(chē)型。這座全自動(dòng)化工廠位于舍弗勒氫能卓越中心設(shè)施內(nèi)，該中心配備了一系列種類(lèi)多樣、功能完備的測(cè)試設(shè)備。該工廠還可生產(chǎn)用于電解槽的大尺寸雙極板。也就是說(shuō)，舍弗勒在氫能領(lǐng)域既通過(guò)氫的使用助力實(shí)現(xiàn)可持續(xù)交通，又通過(guò)制氫來(lái)確保綠氫的可持續(xù)供應(yīng)。憑借卓越的系統(tǒng)知識(shí)，舍弗勒還與客戶合作開(kāi)發(fā)用于燃料電池系統(tǒng)的定制化雙極板及相關(guān)組件。舍弗勒計(jì)劃于2024年初通過(guò)旗下合資公司Innoplate開(kāi)始批量生產(chǎn)金屬雙極板。
創(chuàng)新設(shè)計(jì)提升功率密度
雙極板外觀上看并無(wú)特別之處，尺寸上大約只有A4紙大小，重量?jī)H60克。但是在燃料電池中，雙極板是核心部件，發(fā)揮著重要作用，包括為工藝氣體和冷卻劑的分離與配給，以及為去除化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的水提供傳輸通道等。"舍弗勒通過(guò)設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了板材表面的最佳利用，"舍弗勒集團(tuán)電驅(qū)動(dòng)事業(yè)部負(fù)責(zé)人約亨?施羅德博士解釋道，"雙極板上的結(jié)構(gòu)越精細(xì)、越精確，系統(tǒng)效率就越高。"通過(guò)舍弗勒新一代雙極板，每升燃料電池電堆的功率密度可達(dá)到4.6千瓦（包括端板和壓縮硬件）。
在車(chē)輛應(yīng)用中，數(shù)百塊這樣的雙極板被疊放在一起，板與板之間用膜電極組件（MEA）分隔，形成堆棧。雙極板占電池堆重量的80%，體積上占65%。每個(gè)電堆由多達(dá)400個(gè)燃料電池片組成，總功率輸出可達(dá)140千瓦，足以滿足輕型商用車(chē)的需求。40噸的重型商用車(chē)一般需要兩個(gè)電堆。
產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)
舍弗勒新一代雙極板在設(shè)計(jì)時(shí)即以大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，這種方法被稱為面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）。其目的是促使氫能出行工具的成本效益和制造規(guī)模達(dá)到一定水平，從而實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)應(yīng)用突破。在生產(chǎn)方面，舍弗勒憑借其在金屬?zèng)_壓和成型領(lǐng)域多年來(lái)積累的豐富經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)專長(zhǎng)，能夠在厚度僅為50至100微米的金屬板材表面沖壓出超精細(xì)的結(jié)構(gòu)。
涂層工藝是舍弗勒金屬雙極板另一獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。涂層的作用是為了讓燃料電池在使用壽命內(nèi)保持高電導(dǎo)率。舍弗勒的解決方案是"Enertect"——專為雙極板開(kāi)發(fā)的高性能涂層技術(shù)。涂層可根據(jù)客戶要求進(jìn)行定制，可滿足從延長(zhǎng)板材的使用壽命，減少碳足跡或優(yōu)化性價(jià)比等不同需求。約亨?施羅德博士表示："憑借舍弗勒的表面技術(shù)能力，我們能夠根據(jù)具體應(yīng)用需求為不同客戶提供定制化的涂層解決方案。這意味著我們能夠在成本、性能和制造中產(chǎn)生的二氧化碳排放之間取得平衡，進(jìn)而滿足客戶的具體需求。"涂層采用經(jīng)過(guò)精細(xì)調(diào)整的物理氣相沉積（PVD）工藝進(jìn)行涂敷應(yīng)用。多年來(lái)，舍弗勒已經(jīng)在數(shù)百萬(wàn)個(gè)高壓配氣機(jī)構(gòu)元件的生產(chǎn)中成功使用這種工藝。此外，從質(zhì)量和安全角度考慮，舍弗勒還通過(guò)注塑或絲網(wǎng)墊片等技術(shù)，以及自主研發(fā)的激光焊接工藝，來(lái)保證燃料電池的氣密性和防水性。
歡迎蒞臨2023德國(guó)國(guó)際汽車(chē)及智慧出行博覽會(huì)（IAA Mobility 2023）舍弗勒展臺(tái)（B3廳B40展臺(tái)），了解更多創(chuàng)新產(chǎn)品。舍弗勒集團(tuán)將于9月4日北京時(shí)間17：20舉辦新聞發(fā)布會(huì)，在線直播地址為：https://schaeffler.gomexlive.com/?lang=en
