[01495401]高安全氢燃料电池客车关键技术及产业化

氢能源被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,是未来能源系统的重要组成部分,我国已明确将氢燃料电池技术作为重点支持发展方向,近年来,氢燃料电池汽车发展迅速,2019年我国燃料电池汽车产销同比分别增长85.5%和79.2%。目前,我国氢燃料电池汽车产业刚刚起步,在氢燃料电池关键部件开发、在高效供氢/安全储氢与用氢技术、氢燃料电池整车系统集成、氢燃料电池整车安全防护与控制等方面仍与欧美国家存在较大差距。经过厦门大学、厦门金龙旅行车有限公司、厦门金龙联合汽车工业有限公司、福建亚南电机有限公司、爱德曼氢能源装备有限公司等单位相关科研团队近几年来的紧密合作和技术攻关,围绕高安全燃料电池客车关键技术开展了针对性的研究工作,在车载氢燃料电池系统关键技术开发、分布式燃料电池供氢装置研发以及高安全性燃料电池客车系统集成等方面都取得了突破性进展,取得了一批有代表性的技术成果,主要工作如下： （1）为提高氢燃料电池动力系统性能,项目对燃料电池电堆的设计和制造技术进行改进。提出了燃料电池双极板冷却结构,解决了传统双极板结构存在冷却死角的问题,提升了燃料电池的寿命。提出以金属纤维毡作为基底的燃料电池气体扩散层结构,提高了基底比表面积,改善了气体扩散层的电导率。提出了适用于电堆批量化生产的自动化装配机构,利用机械臂完成电堆组件自动拾取及高精度叠加装配,提升电堆的装配精度和效率。 （2）为了解决氢燃料电池客车生产和测试过程中氢源供给困难的问题,项目提出采用甲醇重整分布式供氢装置。提出具有复杂形貌特征的多孔金属纤维作为制氢反应载体的新技术,利用切削铜纤维和不锈钢纤维为原材料的低温固相烧结技术,制造出高比表面积的微通道结构,产氢效率提高80%以上。提出了燃料电池供氢反应器放大技术,利用层叠式微通道结构,配合串并联组合方式,以及甲醇催化燃烧自供热系统,显著提高供氢系统的集成性,为氢燃料电池测试环节提供安全、可靠的高纯度氢源。 （3）为保障氢燃料电池客车用氢安全及乘客安全,项目研发燃料电池汽车专用氢管理系统,通过判断整车用氢需求、氢气泄露量、氢瓶温度和压力等信息,综合控制氢气管路通断。研发氢燃料电池整车主/被动安全防护技术,提高车辆安全性和驾驶体验舒适性。设计和优化燃料电池客车低耗关键零部件,开发能量回收和热管理技术,以及客车全生命周期运营的监控平台,研制高安全氢燃料电池客车。 项目获得了一批自主核心知识产权,授权发明专利28项、发表学术论文64篇。项目研发的燃料电池装堆功率达到60kW,功率密度2.5kW/L。研制的分布式制氢装置的产氢效率≥90%,氢气纯度≥99.999%,为氢燃料电池测试环节提供可靠氢源。项目成功研发出高安全性、长寿命,高可靠性的氢燃料电池客车,一次加氢10-15min即可实现续驶里程500公里,明显提升了我国氢燃料电车客车性能水平,加速了燃料电池客车的产业化步伐。 在成果完成单位的共同努力下,项目在高安全氢燃料电池客车领域创造了一定的经济效益,促进了新产品的推广和应用。项目合作企业开发CO1-30、CO1-35等多款氢燃料电池动力系统,并开发出6809以及6855两种系列高安全氢燃料电池客车,累计获得销售收入57910万元。