在“AutostackIndustrie”項(xiàng)目中，五家OEM和多家供應(yīng)商正在共同努力，以期將燃料電池車(chē)的核心組件——電堆制造中的關(guān)鍵技術(shù)帶入成熟的工業(yè)化水平。

該項(xiàng)目將持續(xù)到2021年底，其重點(diǎn)是突破電堆制造的高速流程。挑戰(zhàn)是巨大的，但初步的合作努力是積極的。

除了FC單元外，燃料電池(FC)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括一個(gè)電池，以補(bǔ)償系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間，提高車(chē)輛的加速效率，一個(gè)電動(dòng)引擎、變速器以及一個(gè)氫燃料罐。在這方面，F(xiàn)C系統(tǒng)的復(fù)雜性和部件數(shù)量與內(nèi)燃機(jī)類(lèi)似。關(guān)鍵組件是FC電堆。相比之下，從過(guò)程工程的角度來(lái)看，這與組裝一個(gè)基本的引擎有很大的不同。根據(jù)容量的不同，除了裝配部件、端板和系統(tǒng)接口外，僅電堆部分就由多達(dá)400個(gè)單獨(dú)的部件(單元)組成。最重要的是用于車(chē)輛中電堆操作的系統(tǒng)技術(shù)。安德烈·馬丁(AndréMartin)說(shuō)：“與純電動(dòng)汽車(chē)相比，燃料電池車(chē)上有更多的組件，因?yàn)椤潆姌O’已與汽車(chē)融為一體，電能是在旅途中按需產(chǎn)生的。”

項(xiàng)目的所有者正與烏爾姆研究所(UlmResearchInstituteZSW)的路德維格?喬里松(LudwigJorisson)合作協(xié)調(diào)AutostackIndustrie項(xiàng)目。該項(xiàng)目由德國(guó)聯(lián)邦交通和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施部(BMVI)在國(guó)家氫燃料電池技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃(NIP)資助，金額為3000萬(wàn)歐元，由NOWGmbH公司協(xié)調(diào)。其目標(biāo)是將燃料電池電堆制造的關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到工業(yè)成熟級(jí)別。除了ZSW之外，四家原始設(shè)備制造商(OEM)，寶馬、戴姆勒、福特和大眾以及眾多的供應(yīng)商也參加了此項(xiàng)目。奧迪最近也加入了大眾公司，負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)燃料電池(FC)品牌。

該項(xiàng)目從2017年開(kāi)始，一直持續(xù)到2021年底，主要有三大主要目標(biāo)：

過(guò)針刺 低溫防爆18650 2200mah

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%

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1、汽車(chē)高性能技術(shù)：最高功率密度，包括更低的鉑金負(fù)載量，完整的項(xiàng)目成熟度，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)目標(biāo)成本

2、工業(yè)規(guī)模經(jīng)濟(jì)的開(kāi)發(fā)：聯(lián)合FC規(guī)范和系統(tǒng)接口，可擴(kuò)展的FC輸出，通用技術(shù)平臺(tái)

3、大規(guī)模生產(chǎn)能力：關(guān)鍵流程的選擇和評(píng)估，達(dá)到汽車(chē)質(zhì)量要求，每年10,000至30,000FC產(chǎn)能的燃料電池工廠規(guī)劃。

利用以前的項(xiàng)目

可以從以前的項(xiàng)目：AutoStack(2009-2012，歐盟項(xiàng)目，可行性研究)和AutoStackCore(2012-2017，歐盟項(xiàng)目，技術(shù)概念證明)的結(jié)果中受益。工業(yè)化是AutostackIndustrie的重點(diǎn)。

無(wú)人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱(chēng)電壓：28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

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馬丁解釋說(shuō)：“因此，有足夠的時(shí)間，就有可能通過(guò)開(kāi)發(fā)和測(cè)試已經(jīng)工業(yè)化的高速FC制造工藝，為大量車(chē)輛的生產(chǎn)做好準(zhǔn)備，并能夠在適當(dāng)?shù)碾A段滿(mǎn)足未來(lái)的市場(chǎng)需求?！本唧w來(lái)說(shuō)，這意味著在項(xiàng)目完成后的18到24個(gè)月內(nèi)，擁有一個(gè)可轉(zhuǎn)換為工業(yè)規(guī)模的電堆產(chǎn)品制造流程。這與德國(guó)汽車(chē)制造商的計(jì)劃非常吻合，后者已宣布從2023年到2024年增加燃料電池(FC)汽車(chē)的數(shù)量。

關(guān)于分配的資源和項(xiàng)目的全面預(yù)算，馬丁估計(jì)大約三分之二分配給產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，包括解決規(guī)模問(wèn)題，三分之一分配給生產(chǎn)開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)。馬丁強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“我們?cè)噲D將電堆開(kāi)發(fā)中的所有要點(diǎn)集中在一個(gè)項(xiàng)目中?！彼鞔_表示：“這與研發(fā)無(wú)關(guān)，而是與產(chǎn)品和制造流程有關(guān)。”

項(xiàng)目伙伴之間的密切合作尤其重要。協(xié)調(diào)員解釋說(shuō)：“在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，主要環(huán)節(jié)的專(zhuān)家在一起工作是極其重要的?！痹谠擁?xiàng)目中，有一個(gè)主要的接觸合作伙伴負(fù)責(zé)每個(gè)主要組件——膜電極組件(MEA)，雙極板，氣體擴(kuò)散層(GDL)和催化劑。此外，這些負(fù)責(zé)人承擔(dān)質(zhì)量管理、規(guī)范和制造開(kāi)發(fā)的角色。

這次合作的初步結(jié)果很有希望。它允許原始設(shè)備制造商(OEM)就相關(guān)接口的規(guī)范和基本系統(tǒng)描述達(dá)成一致?！斑@是一項(xiàng)新的、獨(dú)特的協(xié)議”，馬丁強(qiáng)調(diào)說(shuō)——另一方面，這是基于相互信任的多年合作的結(jié)果。到2020年3月底，電堆開(kāi)發(fā)的第一個(gè)階段—“演化1”—將完成，并將評(píng)估達(dá)到的水平。

到2021年，將分兩個(gè)階段制造大約60個(gè)FC。它們將由參與的OEM、ZSW和其他項(xiàng)目合作伙伴進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)測(cè)試目標(biāo)，將使用不同規(guī)格的電堆?！斑@對(duì)我們來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，我們要進(jìn)入第二個(gè)開(kāi)發(fā)階段，采用穩(wěn)健的設(shè)計(jì)方法，”馬丁強(qiáng)調(diào)說(shuō)，“以便在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)達(dá)到足夠的成熟度?！?/p>

長(zhǎng)期耐久性的挑戰(zhàn)

在產(chǎn)品成熟之前，肯定有一些挑戰(zhàn)需要克服。這些包括長(zhǎng)期耐久性。根據(jù)馬丁的說(shuō)法，還沒(méi)有完全達(dá)到目標(biāo)。在6000個(gè)工作小時(shí)的燃料電池車(chē)輛的預(yù)期生命周期內(nèi)，允許降低10%?；旧?，膜電極(MEA)會(huì)受到降解的影響。然而，其他組成部分和運(yùn)作模式也會(huì)有影響。對(duì)于后者，主要是所謂的壓力源，如溫度、壓力、濕度等在動(dòng)態(tài)負(fù)荷變化中產(chǎn)生的影響。馬丁認(rèn)為，這些參數(shù)可以調(diào)整以緩解耐久性的流失，但是優(yōu)化參數(shù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程非常耗時(shí)。

一個(gè)重要的杠桿也是各主要部件的順利配合。馬丁強(qiáng)調(diào)：“只有結(jié)合，我們才能得到我們想要的結(jié)果。模型分析和驗(yàn)證測(cè)試在選擇主要組件方面起著重要作用。為了做出最佳選擇，有很多相互依賴(lài)的因素需要考慮，”項(xiàng)目協(xié)調(diào)員說(shuō)。在降低鉑金的問(wèn)題上，我們走在正確的道路上。與之前的模型相比，陽(yáng)極的鉑負(fù)載可以降低。重要的是，根據(jù)目前的計(jì)算，在達(dá)到當(dāng)今的充電水平和功率密度的前提下，可以實(shí)現(xiàn)并達(dá)到汽車(chē)目標(biāo)成本(在批量生產(chǎn)約30,000個(gè)電堆的情境下)。

另一個(gè)要完成的任務(wù)是大量減少電堆啟動(dòng)操作所需的時(shí)間。在這一過(guò)程中，電堆的電化學(xué)成分被激活。調(diào)試時(shí)間必須從幾小時(shí)縮短到幾分鐘，使調(diào)試與批量生產(chǎn)的流程順序相適應(yīng)。為了開(kāi)發(fā)出合適的程序，需要進(jìn)行大量的測(cè)試。馬丁強(qiáng)調(diào)說(shuō)，這個(gè)例子非常清楚地說(shuō)明了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和制造流程的開(kāi)發(fā)是多么緊密地交織在一起。

盡管如此，燃料電池(FC)專(zhuān)家認(rèn)為，德國(guó)FC技術(shù)的技術(shù)發(fā)展水平與中國(guó)、韓國(guó)、日本、美國(guó)等重點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)地區(qū)相當(dāng)，同時(shí)也不該忘記一些國(guó)家在工業(yè)化方面具有的優(yōu)勢(shì)。在材料和零部件領(lǐng)域，德國(guó)供應(yīng)商是全球領(lǐng)先的技術(shù)供應(yīng)商之一。而動(dòng)力鋰電池的情況并非如此，鋰電池的主要供應(yīng)商在亞洲。因此，Autostack產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的成功，對(duì)于燃料電池汽車(chē)的工業(yè)化生產(chǎn)無(wú)疑具有重要意義。NOWGmbH