鉅大LARGE | 點擊量：641次 | 2021年10月15日
國產(chǎn)燃料動力電池空壓機(jī)“春秋爭霸”
隨著國內(nèi)氫燃料動力鋰電池汽車市場不斷擴(kuò)大，圍繞燃料動力鋰電池的核心零部件也在加快國產(chǎn)化替代的步伐，空壓機(jī)有望成為氫燃料動力鋰電池系統(tǒng)輔件中最快實現(xiàn)突圍的零部件。
空壓機(jī)是燃料動力鋰電池的“肺”
作為氫燃料動力鋰電池系統(tǒng)供應(yīng)鏈系統(tǒng)輔件（BOP）中的重要一環(huán)，空壓機(jī)相當(dāng)于燃料動力鋰電池的“肺”，它通過對進(jìn)堆空氣進(jìn)行增壓，從而提高燃料動力鋰電池的功率密度和效率。
空壓機(jī)輸出的壓力和流量甚至在很大程度上可以直接影響燃料動力鋰電池發(fā)動機(jī)中的化學(xué)計量比和空氣加濕特性，進(jìn)而影響燃料動力鋰電池堆的電壓輸出和燃料動力鋰電池發(fā)動機(jī)的功率輸出。
“燃料動力鋰電池空壓機(jī)不同于常規(guī)空壓機(jī)，也有別于傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的電子增壓器，它應(yīng)該是一個新物種?！眹鴥?nèi)一家燃料動力鋰電池電堆廠的技術(shù)負(fù)責(zé)人告訴高工氫電，適用于燃料動力鋰電池的空壓機(jī)要滿足絕對無油、低噪聲、高可靠性、高效、小型化、工作范圍寬、良好的動態(tài)響應(yīng)能力、良好的熱管理、低成本等諸多嚴(yán)苛要求。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
空壓機(jī)在做功過程中，效率、進(jìn)出壓縮比是性能的重要指標(biāo)，使用在燃料動力鋰電池上，空壓機(jī)要具備以下特性：
（1）在燃料動力鋰電池的使用中的空壓機(jī)要無油化，空壓機(jī)假如使用潤滑油，會致使電堆發(fā)生中毒，因此空壓機(jī)要采用水潤滑軸承或空氣軸承。
（2）小型化及輕量化，提高空壓機(jī)的壓縮能力，可以通過新增容積，或者新增軸承轉(zhuǎn)速兩種方式，小型化高轉(zhuǎn)速是大勢所趨。
（3）乘坐車輛的舒適性要低噪音，目前國內(nèi)的很多車輛噪音較大和空壓機(jī)密切相關(guān)，噪音源重要來自于空氣與管道之間的摩擦以及空壓機(jī)高機(jī)械轉(zhuǎn)動的聲音及轉(zhuǎn)動的聲音。
（4）規(guī)?；蟪杀究煽兀剂蟿恿︿囯姵厥芷涔β拭芏群统杀镜南拗?，小型化和低成本有助于燃料動力鋰電池汽車的產(chǎn)業(yè)化。
（5）控制系統(tǒng)，車輛對要功率變化較大，空壓機(jī)要能夠及時地做出響應(yīng)，對空氣流量進(jìn)行控制。
而根據(jù)燃料動力鋰電池的空氣進(jìn)氣壓力，燃料動力鋰電池可分為低壓（30kPa）、中壓（60-100kPa）和高壓（150-300kPa）燃料動力鋰電池。低壓燃料動力鋰電池一般用于通信電源、備用電源、無人機(jī)等領(lǐng)域；而中壓燃料動力鋰電池一般應(yīng)用于客車、物流車等交通領(lǐng)域；乘用車一般配置高壓燃料動力鋰電池。
因此，針對不同的燃料動力鋰電池系統(tǒng)的性能需求，往往要不同的空氣壓縮機(jī)與其匹配，目前常用的空壓機(jī)類型有螺桿式、離心式、渦旋式和羅茨式等不同類型。
另一方面，有關(guān)氫燃料動力鋰電池來說，由于質(zhì)子交換膜要保持良好的工作特性，這就要求供氣系統(tǒng)供給燃料動力鋰電池堆的壓縮空氣必須絕對干凈，因此，對空壓機(jī)技術(shù)要求十分高。
離心式空壓機(jī)是氫燃料動力鋰電池的發(fā)展趨勢
2019年起，國內(nèi)燃料動力鋰電池空壓機(jī)供應(yīng)商逐漸增多，不過供應(yīng)的產(chǎn)品大多適用于商用車領(lǐng)域，乘用車領(lǐng)域的空壓機(jī)要求的壓比更高，依然以國外采購為主。
從目前國內(nèi)的氫燃料動力鋰電池市場來看，螺桿式空壓機(jī)所占市場份額相對較多，但現(xiàn)在已經(jīng)有越來越多的燃料動力鋰電池電堆和系統(tǒng)廠商開始替換離心式空壓機(jī)。
國內(nèi)一家空壓機(jī)公司高層向高工氫電透露，燃料動力鋰電池公司對空壓機(jī)的接受度正在逐步提高，特別是離心式空壓機(jī)。
從目前市場情況來說，有抱負(fù)的主機(jī)廠面對的最大的問題就是降成本的問題，考慮開發(fā)成本、市場規(guī)模和管理等綜合因素，離心壓縮機(jī)的成本最高，但是由于其結(jié)構(gòu)緊密的特性，體量最小，物理結(jié)構(gòu)決定，在未來大批量條件下，其成本下降空間最大。
“隨著燃料動力鋰電池系統(tǒng)對空氣供應(yīng)系統(tǒng)性能要求的提高，離心式空壓機(jī)或?qū)⒊蔀槿剂蟿恿︿囯姵赜每諌簷C(jī)未來發(fā)展的重要趨勢?！睆V東一家燃料動力鋰電池公司的技術(shù)總監(jiān)認(rèn)為，從高效、小型化和降噪方面考慮，離心式空壓機(jī)更符合未來的需求。
值得注意的是，離心式空壓機(jī)在低流量時會發(fā)生喘振現(xiàn)象，這將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的性能和空壓機(jī)的使用壽命。
有關(guān)有些燃料動力鋰電池廠商來說，國產(chǎn)空壓機(jī)在可靠性和使用壽命上還缺乏足夠的驗證，因此在實際的裝車運(yùn)營方面還是以進(jìn)口產(chǎn)品為主。
國產(chǎn)VS進(jìn)口可靠性和售后服務(wù)的比拼
從國外情況來看，霍尼韋爾（蓋瑞特）在空壓機(jī)的技術(shù)上表現(xiàn)突出，在功率密度、效率、噪聲等方面都有很好的表現(xiàn)，其空壓機(jī)重要供貨本田。但在國內(nèi)市場，UQM獨(dú)占鰲頭，根據(jù)相關(guān)公開資料，2018年UQM曾在我國市場收獲了300萬美元的空壓機(jī)訂單。
除此以外，還有Fisher、Hanon、TNE、Vairex等公司能供應(yīng)燃料動力鋰電池空壓機(jī)產(chǎn)品。
“目前世界范圍內(nèi)，尚未有完全成熟的、完全滿足用戶要求的產(chǎn)品。國外的某些廠家起步稍早，國內(nèi)外空壓機(jī)技術(shù)水平有一定的距離，但這個距離是我們可以努力追上的?！痹谡劦礁鷩獾牟罹鄷r，上述空壓機(jī)公司高層表示。
據(jù)了解，國內(nèi)一些傳統(tǒng)領(lǐng)域的空壓機(jī)廠，由于自身有技術(shù)儲備，在燃料動力鋰電池蓄勢待發(fā)的過程中，已經(jīng)開始了對空壓機(jī)的研發(fā)和樣機(jī)測試。還有一部分公司長期從事氣體壓縮領(lǐng)域的工作，通過人才引進(jìn)及其他方式也制造了屬于自己的空壓機(jī)。
根據(jù)相關(guān)調(diào)研數(shù)據(jù)，目前國內(nèi)有近20家空壓機(jī)公司在研發(fā)燃料動力鋰電池空壓機(jī)，其中，有好幾家已經(jīng)實現(xiàn)批量供貨。
從世界范圍內(nèi)空壓機(jī)技術(shù)路線來看，螺桿式、離心式、渦旋式和羅茨式各種技術(shù)路線百家爭鳴，但從我國市場來看，未來使用離心式空壓機(jī)是主流意見，但是最終大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化來臨之前，還要繼續(xù)完善。
“目前來看，國產(chǎn)空壓機(jī)最大的優(yōu)勢在于性價比和售后服務(wù)?！眹鴥?nèi)一家燃料動力鋰電池系統(tǒng)公司負(fù)責(zé)人認(rèn)為，目前依賴進(jìn)口核心部件中，空壓機(jī)正在逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化，在試運(yùn)營階段問題還不大，但要滿足未來大批量需求，還要在可靠性和使用壽命上下功夫。
