11月17日，“2017’第二届动力电池应用国际峰会暨第三届中国电池行业智能制造研讨会”继续在北京精彩召开。本届峰会由中国化学与物理电源行业协会和电池中国网共同主办，天津力神电池股份有限公司联合主办;中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会承办，无锡先导智能装备股份有限公司联合承办。参加此次峰会人数超600人
大连新源动力股份有限公司副总工程师，技术研究部部长、博士邢丹敏作主题演讲。
以下为演讲实录：
邢丹敏：大家上午好!下面由我代表新源动力公司为大家介绍一下车用燃料电池技术与产业化进展。
最近一个时期，尤其在2017年下半年，大家也都充分体会到了燃料电池这个行业突然热闹起来，尤其在昨天全国标委会的会议上，吴院士也说，大家认为2017年是中国燃料电池的元年，这个说法我觉得蛮贴切。首先与大家探讨一下车用燃料电池产业化的问题。因为新源动力公司从成立之日起就致力于燃料电池产业化，所以在十几年里我们一直探索这条产业化的路，不断在考虑，所以这里想跟大家探讨一下，把我们的想法跟大家分享一下，另外介绍一下新源动力公司发展的情况。
这张图是我们在百度上找到的一个关于产业化的定义和不同发展阶段的一些特征，产业化发展分为导入期、发展期、动荡期这几个阶段，每个时期里头都有不同的阶段，像导入期就有研发和产品、商品化三个阶段;发展期就有小批量和大规模生产阶段。在每个阶段里特征不一样，比如在导入期，像产品的性能、研发方面，逐渐趋于成熟，工艺、产业链，在不同时期发展过程中趋于成熟和完善。目前，燃料电池产业，我们认为还是处于导入发展期的中间过渡时期，像在导入期我们明显体会，主要的特点靠政府和研究机构的投入和少数企业的参与，整体是不盈利的，现在燃料电池已经过渡到小批量生产，明显特点就是企业不断增多，总体还是往盈利方面转，所以现在我们认为，燃料电池行业已经进入发展期的早期阶段。
这个图是日本燃料电池行业2010年的规划，从他这个图上能看出，2017年的阶段，也是处于商业化早期阶段。
这个是氢燃料汽车在不同阶段的一些情况的总结。燃料电池2005年早期还是处于燃料电池汽车的一个验证阶段，出现了一些样车。2005—2010年这个时期，不同的车企业开发出了不同的产品，各种各样的样车不断的在增加。到2015年，已经商业化起步，像丰田这种企业推出了商品化的产品。到2000年之前是商业化的爬坡期，不同的车企快速推出他们的产品。
这个就是要考虑到在产业化过程中，每个阶段要考虑的因素。产品要考虑它的性能、要考虑他的功率密度、寿命、成本等这些关键的因素。另外在生产制造方面就要考虑他的产能、制造工艺以及装备的研发，产业链的完善，产业链不完善，产业化无从谈起。要以市场为导向，要用标准来引领行业，各个要素要完善。
右面这个图汽车和与加氢站配套设施方面的规划，各个国家都推出了相应计划。
对于我国燃料电池汽车产业链的现状，这个图是前几年一直在用的图，这个图不断在变化，有一个特点——这几年右边这个图的企业不断增加，前几年只有几家企业。从燃料电池产业链来看，从左到右，包括电堆内部的关键材料、关键部件，到电堆，电堆燃料电池系统、动力系统，一直到整车。从左边看，燃料电池关键材料这块，目前国内参与单位主要像大连化物所、武汉新能源、东岳等这些企业和科研单位，主要做一些关键材料。右边这部分，像众宇、国宏等。整车向动力系统方向走，上汽集团他们主要燃料电池系统，他们起步比较早，做的也比较多。像同济大学、清华大学这些企业重点集中在燃料电池动力系统和整车平台这方面。整车企业，前几年这个表还没有这么多，目前我觉得几乎所有的像一汽、东风、宇通、长安这些企业，后面省略号，没有都列，都进入了燃料电池汽车开发中了。
但是整体来看，也存在很大问题。性能这个图，燃料电池技术的差距还是有的，不管是功率密度还是寿命的验证，都存在差距。另外还有最最弱的一点，在产业链的上游，关键材料方面，催化剂、膜等，我们产品用的还是进口，为什么?国内这些零部件厂商，现在还处于产业起步期，产品还没有真正定型批量供应，所以还不能真正用到产品上。好在现在有像东岳集团这样的企业，他们在质子交换膜，还有云南昆明的企业，他们在催化剂膜上已经开始起步了，已经开始关注这个事情，已经投入了很大的精力在做这件事，这是好趋势。
总的来说，国内燃料电池这个产业上来说，从产业链上，尤其上游还是非常薄弱的，这个问题还是蛮严重的，燃料电池技术差距还是很大的，这是我们奋斗的一个事情，关键材料产业还是在成长阶段。
下面我介绍一下我们公司的情况。新源动力公司成立于2001年，当时股东主要是大连化物所，联合了几家，像长城电工这几家企业成立了一个公司。上汽集团是2007年入股，他们今年是最大股东，主要做燃料电池技术的产业化。
我们的业务形式有两种：一个是提供产品，一个是提供工程服务。产品包括这些系统，以前做过一些UPS电源核电站方面，现在很少做，以前以项目形式做，现在市场需求比较少，现在主要是燃料电池、电堆、关键零部件。
我们的技术发展历程：我们单位一直承担着国家燃料电池方面863计划的研究工作，从成立十一五、十二五到十三五一直承担着课题，十一五、十二五期间参加了所有的电堆产品，那时我们提供系统，奥运会、世博会以及国内外各种燃料电池汽车和新能源汽车的示范，都有我们的产品。
从2009年，上汽集团启动了新能源汽车规划的项目，我们就真正跟上气集团结合去做车用燃料电池电堆的开发。在前期863项目，没有针对具体的车型去开发，我们参加上汽的新能源汽车开发规划以后，才真正针对车企的要求去做车用燃料电池电堆的开发。2009年以后，我们跟着上汽集团的规划，我们做几轮工作，目前已形成两个产品，分别服务于他们的荣威750和荣威950等。
这是我们的燃料电池系统的改进。十一五、十二五、十三五期间，我们在燃料电池系统方面开发了整个三代系统，这个系统的输出动力主要还是根据用户要求，来做不同的调整。开发过程中主要解决，从低压到中压，另外的改变就是，在燃料管理上，因为后期把膜变薄了，在空气的湿度依赖性上降低了，从高湿度依赖变成的低湿度依赖，这是一个技术路线。
这个是我们的电堆产品的一个发展过程。前两代是以复合双极板，后面第三代、第四代就是全金属双极板，复合双极板，尤其第一代，第一代双极板是低压，第二代就走向了中压，整个过程中降低成本，从双极板、复合板到金属板，空气湿度依赖也逐渐降低，电堆的功率密度也不断提升。复合板的产品现在功率密度是1.5千瓦/升，金属板的电堆目前是2.5千瓦/升，将来的目标是3.0千瓦/升。
这是我们的产品框架和生产线的情况。左边这个生产线就是我们自行开发的膜电极的生产线，从复合膜开始做膜，做成CCM电极，在这条生产线都可以完成。这个是2010年开始开发的，目前已经升级几次，我们电极的生产在这条生产线上。后面我们还有相对匹配的测试平台，从几千瓦到百千瓦级的关键材料、电堆和系统的测试，我们都在自己的实验室做。
下面这个图是我们构成的产品。这个产品有三种形式，一个系统就是电堆加上水热管理，燃料和空气的一个控制系统，客户也不需要我们提供整个系统。另外一个产品是电堆加水热管理系统，但是不含有燃料和空气动力系统，这是针对客户我们开发的产品。
另外一个是从燃料电池电堆，因为现在很多技术企业有能力自己开发他的系统，和他的动力平台去配合，认为那种可能会做的更有优势一些，所以希望我们单独提供电堆，这个也是我们电堆的产品，其实我们电堆产品是最大的一个产品形式。
这两款产品，一个是刚才说的第二代、第三代的产品，这两个电堆分别用在荣威750和950的轿车上。这张图在漠河低温下做的考核，还有到高原西藏，这个考核结果示范，一个车队有其他形式的纯电动汽车，也有我们的燃料电池汽车，做下来以后我们信心大增，结果蛮不错。
下面我讲一下在电堆寿命提升方面的突破。这个是我们双极板的模块，下面这个是第一代、第二代复合双极板。复合双极板是一个多层结构，它集成了金属材料高的组合性能、导电性能还有碳材料的导电性能，以及成型的灵活性，还有一些有机材料的加工成本，所以开发了复合双极板。因为这个复合双极板结构比较复杂、材料也比较复杂，所以加工性很差，他找化物所提出这个，以前是小批量，我们为了降低成本，这几年一直在给他做改进，而且大部分工作在做工艺开发。在这个过程中我们结合双极板，同时我们在电堆的寿命方面做了很大的努力。比如在1千小时之内，电堆工况比如像电极更强、催化剂的流失，我们分析失效模式。由于启停和干态操作，使得电池内控受到损害。我们就采取了这些针对措施，优化湿度控制，把耐久性提升到1600小时。
再往下我们发现，1000~2000小时的时候，这个失效机理，我们又采取措施了，耐久性提升到了3000小时。这样一步步的，又提升到5000小时。目前我们电堆在上汽的功率平台上真正验证到了5000小时，这是阶段性的，我们又通过关键材料的应用，现在寿命已经实测到了1万小时。将来我看国家目前的项目指标都要求在有些车型上比如客车达到更多小时，这是我们长期努力的方向。
燃料电池发电系统我们也开发了不同的产品，有30千瓦、60千瓦两种，这是针对整车开发的需求。
这款产品就是我刚才说的燃料电池模块，含有电堆和水热管理系统的模块。高度集成，上半部分是电堆，下半部分含了增湿器、水泵等，高度集成在里面，中间通过连接板联结在一起。
下面我介绍一下我们的产业链发展情况。这个产业链我们借助国家的力量，国家863重大专项方面，这个平台上我们汇集国内的优势科研单位和企业，来做这些产业化发展方面的尝试。
这是十一五期间我承担的一个节能与新能源汽车重大专项，这个项目是国产质子交换膜燃料电池电堆及关键材料的研制开发。当时的参加单位有东南大学、东岳集团、新源动力、大化所、大连交大，最后集成在新源动力。这个项目当时因为我们同时也对国外所有的这些相应的关键材料做了对比研究，最后我们装出了一个60千瓦的电堆模块，进行了测试，寿命我记得当时没有实测，是加速考核，也接近5千小时。同时开发了复合膜生产线，复合膜我们自己做出来了，东岳配合下，而且装上了电堆。这个门槛我们跨过来了，现在我们就不做复合膜了，现在主要是东岳在攻关复合膜，我们就不做复合膜了，因为新源动力不想把这个产业链一下子跨到底，也没有这个能力，我们希望相应的专业公司、专业单位去做专业的事，我们就开始做堆。
十一五完成这个项目以后，从2016年我们公司就承担了国家十三五的重点研发计划，关键共性技术的项目，针对车用燃料电池电堆的开发。我也是项目负责人，这个项目有两大任务，一个是提高燃料电池的功率密度、寿命这些性能，另外一个是实现燃料电池电堆及关键零部件的批量制造，整个对标是那个电堆，100千瓦，3.1功率密度，寿命是5千小时。同时要建成关键零部件电堆的生产线，目标产能1千台，包括生产线有催化剂、膜、CCM，膜电极、电堆、双极板，都要形成批量生产能力。
所以这个项目里，国内也是集合有优势的企业和科研院所、单位来攻关，像新源动力膜做的是很好的，催化剂有研究机构，有科研组，产业化企业，都参与进来。在膜电极这块，武汉理工、上海交大、新源动力也是在参与这方面的工作。金属双极板主要是以我们为主，有大连理工大学，还有其他一些单位。
这是整个项目的情况，目前大功率电堆开发还在加速进行，因为现在紧迫感也很强的，我这个项目是2016年启动的，2017年尤其是2018年，尤其最近燃料电池热了以后，实际对电堆的要求越来越高，大功率的需求，我现在看2019年就要100千瓦的电堆，所以我觉得压力是很大的。所以计划还没有市场发展的快，以前总是国家政策引领，我现在有预感，将来肯定是市场就要引领了，真正转向产业化的发展，产业化发展一定要以市场为导向的。
总结下来，燃料电池汽车产业确实已经进入了市场导入期，我国燃料电池产业发展确不均衡，尤其上游非常薄弱，希望相关企业参与进来，为我们燃料电池产业壮大共同努力，推动燃料电池产业均衡发展。
谢谢大家!
