申博重磅访谈上海治臻总经理蓝树槐:金属双极板未来成本可以控制在几十元以内
来源:    发布时间: 2019-05-12 19:52   5 次浏览   大小:  16px  14px  12px
申博重磅访谈上海治臻总经理蓝树槐:金属双极板未来成本可以控制在几十元以内

  原标题:重磅访谈上海治臻总经理蓝树槐:金属双极板未来成本可以控制在几十元以内

  作为氢燃料电池电堆发展必经方向,金属板电堆能实现更小体积更大功率,很可能从重卡时代,就将成为氢燃料电池汽车的标配。到2019年底前,国内具备一定规模的自主技术电堆企业,预计将陆续推出采用金属双极板的大堆,金属双极板市场需求已然在大规模爆发前夜。

  金属双极板全工艺链复杂,且需要长期量产的数据积累和迭代能力,否则无法达到电堆的寿命要求,这也是国内涉足该细分领域企业极少的原因。但,和质子交换膜一样,这不正是国产化的关键所在么?

  上海治臻新能源装备有限公司(以下简称上海治臻)源起上海交大车身所,在10多年的研发和量产基础上,做到全工艺链自给,目前出货量占据全国90%以上,是当之无愧的寡头企业。香橙会研究院专访了上海治臻总经理蓝树槐,听他分享国产金属板之奥义。

  蓝树槐:上海治臻成立于2016年,我们是一家专注于燃料电池金属双极板研发与制造型企业。从极板的流场构型设计与开发,模具精密制造,纳米复合涂层,到产品批量化生产,拥有完全自主知识产权关键技术和全工艺链生产车间。

  治臻的业务主要分成四块:1、燃料电池金属双极板产品定向合作开发。燃料电池作为金属双极板的核心部件,它的构型设计和制造工艺也随着具体应用背景的不同而发生改变;为满足客户不同的需求,我们和客户合作定向开发了多种型号技术先进的燃料电池金属双极板,在汽车、电站、船舶得到广泛应用。

  2、燃料电池金属双极板大规模量产。基于自主知识产权技术优势,我们对外批量销售标准规格燃料电池金属双极板。客户有上汽集团、大连新源动力、长城汽车、宇通客车、武汉理工新能源、中船重工等。累计销售双极板已经超过20万片。

  3、燃料电池技术咨询与技术服务。治臻为下游客户提供燃料电池双极板的设计与仿真计算,我们的技术团队可以配合为各种类型和规格的燃料电池双极板做前期设计、测试和验证项目。

  4、同类型金属薄板产品的开发、制造与销售。我们掌握超薄金属板精密成形、高速激光焊接和PVD涂层等关键工艺技术,这些关键核心技术可以在其它类似产品,例如高性能板式换热器、板式微通道反应器上得到拓展应用,方便扩大市场深度和产品宽度。

  香橙会研究院:金属双极板有哪些门槛,您觉得治臻的竞争优势主要在哪些方面?

  蓝树槐:从整个工艺链来讲,极板的构型设计、模具设计与加工、冲压成形、涂层、一体化密封、极板检测、设备的开发以及技术的持续迭代的能力等等,都是难点,这些我们全都是靠自主开发的技术做到了。

  治臻源自上海交通大学技术团队,在金属双极板方面拥有10余年研究经验。从极板构型设计、精密模具设计与加工、超薄板精密成形、超薄板快速激光焊接、长寿命复合纳米涂层、一体化密封技术,这些通常企业只能做到一部分,我们全部依靠自主研发技术。

  全工艺链的集成是我们的核心,这个的好处在于所有工艺的迭代全都能够快速提升,任何一个板型和产品过来我们迭代都非常快,成本的控制和良率的控制一般人是做不到的,我们全直通的良率是90%以上,还有提升的空间。良率跟量有关,没有量产统计良率是没有意义的,只有跟主机厂合作的时候这个数据才有意义;还有就是寿命,我们每一个模具的寿命至少50万片以上,现在市场上单一板型的实际需求还没有能超过这个数字。

  第二个我们的技术是经过工程验证的,我们整个工艺下来经过了主机厂的开发流程和16949流程验证,我们的极板通过了5000小时长寿命工程化验证,通过了实车夏季和冬季测试。

  极板的设计能力,要兼具对电堆开发的理解和对极板成形的理解,这得益于我们跟上汽和新源动力在电堆上长期的共同开发。在模具加工这块,我们零几年的时候找过外协的模具厂和精密加工的企业来做,但最终结果数据并不好,因为首先当时检测能力有限,即使加工出来都不知道它的公差精度在什么程度,好在当时依托于上海交大的全尺寸激光干涉成像技术。在2014-2015年的时候我们就已经具备了这个能力。现在我们的测试能力也提升上来了,持续改进到今天,我们把精度提升到3-5个微米,模具加工公差一定要到这个范围,否则在冲压工艺中想控制在10-15个微米是做不到的,另外还会有回弹等因素要考虑。

  然后超薄金属板成形的公差控制,这就是我们的冲压工艺了,即加工精度的控制,比如我们设计一个板,流道大概400毫米长,我们设计深度在0.4毫米,在量产制造中公差要控制在正负10微米之间,也就是从头到尾控制在0.39-0.41毫米以内,而它每个地方的回弹力度都是不同的,没有长期大量的数据积累是做不到的。

  再说说超薄板的快速激光焊接控制,要控制焊接变形和平整度。另外是长寿命的复合纳米涂层,我们最大优势是我们的工艺经过连续乘用车工况下长寿命验证,这个我想在国内还没有其他家做到这个验证。

  我们根据不同的工艺和成本,开发出4种模系,针对不同应用工况,比如说纯氢纯氧的工况,空冷用的,车用的是一块,车用的还分乘用车和商用车。我们正在做的一款模系是面向将来,寿命更长,成本更低,效率更高的,这样未来极板的成本就能控制在几十元钱以内,这个成本是为了应对将来几百万辆车、几亿片极板需求的情况,到了这个成本水平,未来的燃料电池车才能做到买得起。

  *上海治臻获得的2017年汽车工业技术发明奖,这是该奖项首次颁发给燃料电池行业

  蓝树槐:我们现在销售的是第六代版型,今年底会推出第七代板,七代板将提升板子的细密化程度,流道深宽比更高,版型更小,难度加大了很多。比如本来400片做100kw的堆,到七代板只需要300片就可以了,这样不管是从成本下降还是电堆难易程度,都有了很大的提升。明年我们会推出八代板,八代板的变化会超出你的想象,它首先在形状上就会和以往的双极板有质的区别。

  香橙会研究院:治臻这两年的财务情况如何,2019年主要有哪些订单,预期能给公司带来多少业绩回报?

  蓝树槐:我们2017年就已基本实现盈亏平衡。今年一季度,公司实现销售额2000余万元,今年签订的客户包括上汽集团、武汉理工新能源,长城汽车等12家单位。全年保守预计销售额5000万元。我们与其中一家主机厂历时三年合作开发的电堆,经过几次改型,今年已经封冻,达到SOP(Startof Production开始量产)状态了,因此拿到了主机厂的量产定点意向书,这款电堆的全生命周期共计五千多台车,覆盖4-5个车型,商用车为主。

  *新源动力在今年2月东京燃料电池展上发布的85KW超大功率金属电堆HYMOD®-70,该款电堆功率密度突破3.3KW/L,使用的即是治臻所生产的金属双极板。(图片来自新源动力公众号)

  蓝树槐:氢燃料电池以能量转化率高、低排放,能量和功率密度高等优点,被认为是适应未来能源和环境理想能源之一,双极板是其重要的组成部分。性能优、成本低的双极板在未来产业化道路上显得尤为重要。

  石墨双极板耐腐蚀性强、导电导热性好,但是气密性欠佳、成本高,且石墨双极板的生产,导致加工周期过长,其加工方式生产成本很难降低,不易实现大批量生产。

  金属双极板具有优异的导电、导热性能,机械加工性,致密性,阻气性等优势,生产效率高。在大规模批量生产的时候,其生产成本会极大程度降低,且大功率电堆体积比相对石墨板电堆小得多,更具优势。

  石墨双极板在技术以及商业化程度相对成熟,未来大规模生产成本难以降低,且加工难度较大不易实现批量生产。随着金属双极板研发投入与产品的迭代,我们攻克极板微细加工工艺,金属电堆使用寿命目前也已经过测试超过5000小时,相信将来会有更好提升。

  蓝树槐:我们只是整个产业链上的一个环节,作为这个产业上的从业人员,我们会努力做好自己的事情,至于大环境怎么改善,需要大家一起去推动。我们的目标是把金属板这个产品做到极致,永远保持领先市场。

  现在不管从哪个层面来看,对氢燃料电池行业的扶持都是普遍向好的。虽然我们公司不会直接涉及到补贴的情况,但还是想呼吁坚持三点,首先是要重点扶持国内具有自主知识产权技术的发展。我们不想看到拿钱去补贴外国的技术,更不能说去补贴落后的技术和产能。其次是要精准扶持。不是去泛泛地撒胡椒面,制定科学的,精准的扶持政策,让那些真正在做开发的企业拿到补贴。良性地以补贴促进技术发展,以补贴促进市场发展。第三就是希望补贴扶持的政策要连贯,我们行业的产品需要时间去研发和验证,不能让企业花了3年辛苦研发出来的产品,补贴政策却变化了。

  蓝树槐:我们希望年底开建新产线,目前正在和各地园区接触,也希望通过融资来加快产线建设。新产线首先工程化和自动化会升级,提升产能,实现更大规模量产的设备产线。比如阴极和阳极的冲压会升级到连续性的集成化一次成形,这样能更好提升效率,降低成本。新产线在工艺上不会有什么大的区别,毕竟工艺已经经过了验证,主要是设备上会有不同。

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