• 與上一代金屬雙極板相比，新一代雙極板可以使燃料電池電堆功率密度提升20%左右
• 舍弗勒已經(jīng)開始在位于德國赫爾佐根奧拉赫的試制工廠生產(chǎn)新一代雙極板，用于整車客戶樣車和小批量車型應用
• 雙極板經(jīng)過全新設計，充分考慮向大批量生產(chǎn)順利過渡的可行性

德國赫爾佐根奧拉赫2023年8月24日 /美通社/ -- 舍弗勒最新推出了用于質(zhì)子交換膜燃料電池的新一代金屬雙極板，展現(xiàn)了其在氫能交通出行領域的技術研發(fā)實力。新一代雙極板針對大批量生產(chǎn)進行了全新的設計優(yōu)化，并通過創(chuàng)新涂層工藝延長燃料電池的使用壽命。與上一代雙極板相比，新一代金屬雙極板可以使燃料電池電堆的功率密度顯著提升20%左右。舍弗勒集團汽車科技事業(yè)部首席執(zhí)行官馬迪斯?青克表示："舍弗勒還在積極開展針對商用車應用的氫能技術開發(fā)，尤其是長距離運輸?shù)纳逃密噾?。我們不僅開發(fā)燃料電池的單個組件，還包括完整的子系統(tǒng)，為燃料電池的全面產(chǎn)業(yè)化做好充分準備。"

目前，舍弗勒正在位于赫爾佐根奧拉赫的專用試制工廠生產(chǎn)新一代雙極板，單批次產(chǎn)量可達數(shù)萬套，客戶為一些國際性汽車制造商，用于樣車開發(fā)和小批量生產(chǎn)車型。這座全自動化工廠位于舍弗勒氫能卓越中心設施內(nèi)，該中心配備了一系列種類多樣、功能完備的測試設備。該工廠還可生產(chǎn)用于電解槽的大尺寸雙極板。也就是說，舍弗勒在氫能領域既通過氫的使用助力實現(xiàn)可持續(xù)交通，又通過制氫來確保綠氫的可持續(xù)供應。憑借卓越的系統(tǒng)知識，舍弗勒還與客戶合作開發(fā)用于燃料電池系統(tǒng)的定制化雙極板及相關組件。舍弗勒計劃于2024年初通過旗下合資公司Innoplate開始批量生產(chǎn)金屬雙極板。

創(chuàng)新設計提升功率密度

雙極板外觀上看并無特別之處，尺寸上大約只有A4紙大小，重量僅60克。但是在燃料電池中，雙極板是核心部件，發(fā)揮著重要作用，包括為工藝氣體和冷卻劑的分離與配給，以及為去除化學反應產(chǎn)生的水提供傳輸通道等。"舍弗勒通過設計上的創(chuàng)新，實現(xiàn)了板材表面的最佳利用，"舍弗勒集團電驅(qū)動事業(yè)部負責人約亨?施羅德博士解釋道，"雙極板上的結構越精細、越精確，系統(tǒng)效率就越高。"通過舍弗勒新一代雙極板，每升燃料電池電堆的功率密度可達到4.6千瓦（包括端板和壓縮硬件）。

在車輛應用中，數(shù)百塊這樣的雙極板被疊放在一起，板與板之間用膜電極組件（MEA）分隔，形成堆棧。雙極板占電池堆重量的80%，體積上占65%。每個電堆由多達400個燃料電池片組成，總功率輸出可達140千瓦，足以滿足輕型商用車的需求。40噸的重型商用車一般需要兩個電堆。

產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)

舍弗勒新一代雙極板在設計時即以大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化為目標，這種方法被稱為面向制造的設計（DFM）。其目的是促使氫能出行工具的成本效益和制造規(guī)模達到一定水平，從而實現(xiàn)市場應用突破。在生產(chǎn)方面，舍弗勒憑借其在金屬沖壓和成型領域多年來積累的豐富經(jīng)驗和技術專長，能夠在厚度僅為50至100微米的金屬板材表面沖壓出超精細的結構。

涂層工藝是舍弗勒金屬雙極板另一獨特優(yōu)勢。涂層的作用是為了讓燃料電池在使用壽命內(nèi)保持高電導率。舍弗勒的解決方案是"Enertect"——專為雙極板開發(fā)的高性能涂層技術。涂層可根據(jù)客戶要求進行定制，可滿足從延長板材的使用壽命，減少碳足跡或優(yōu)化性價比等不同需求。約亨?施羅德博士表示："憑借舍弗勒的表面技術能力，我們能夠根據(jù)具體應用需求為不同客戶提供定制化的涂層解決方案。這意味著我們能夠在成本、性能和制造中產(chǎn)生的二氧化碳排放之間取得平衡，進而滿足客戶的具體需求。"涂層采用經(jīng)過精細調(diào)整的物理氣相沉積（PVD）工藝進行涂敷應用。多年來，舍弗勒已經(jīng)在數(shù)百萬個高壓配氣機構元件的生產(chǎn)中成功使用這種工藝。此外，從質(zhì)量和安全角度考慮，舍弗勒還通過注塑或絲網(wǎng)墊片等技術，以及自主研發(fā)的激光焊接工藝，來保證燃料電池的氣密性和防水性。

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