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为了让“喝氢排水”的燃料电池汽车走向市场，这条路，有群人走了整整20年。“高功率、长寿命、低成本，以上要素缺一不可。”二十年磨一剑，由捷氢科技自主研发的燃料电池电堆和系统做到了。日前，该项目更是获得了“上汽技术创新特等奖”。当氢与氧相遇，能源革命的大幕正悄然拉开。
“走向市场是我们明确的目标”
从几十千瓦到百千瓦
从上汽集团孵化出来，捷氢科技成立于2018年。公司成立的目标十分明确：让燃料电池汽车真正实现产业化，走向市场。
在最初规划产品时，团队就明确地将电堆和系统功率指向了百千瓦级别。要知道，当时行业中很多公司开发的燃料电池系统功率也就在几十千瓦，刚刚跨过补贴门槛。“这样的功率是无法满足实际使用需求的。”项目负责人石伟玉坦言。
从几十千瓦到百千瓦，看似简单的数字变化，却要跨过无数技术鸿沟。
“功率要大，不是简单地堆叠。”石伟玉举了一些例子，“比如，双极板是电堆的骨架。我们需要在更小的体积里发出更大的功率，也意味着每一片双极板的厚度都要做薄，那么该如何设计才能保证流体分配一致性？再比如，每一片双极板两侧密封线总长度超过3米，加起来有上千米，如何实现可靠的密封？”
双极板设计、高性能膜电极、系统高精度控制技术……每个技术点都需要团队一步步做仿真分析和测试验证。
经过两年多时间的攻关，2020年，百千瓦级功率的燃料电池电堆和系统——捷氢科技PROME M3H电堆和PROME P390系统诞生了。据悉，该系统的电堆输出功率达到了120kW，并通过创新的双极板流场设计和高性能膜电极技术实现了电堆功率密度的突破，体积功率密度达到了3.8kW/L。
“失败了，就再站起来”
脚踏实地走出创新路
所有的一切，都奔着市场化而去。为了让燃料电池汽车的“心脏”能够适应实际使用中各种恶劣的环境，真正达到车规级要求，捷氢科技研发团队更是将PROME M3的最低启动温度降低到-30℃，耐久性提高到10000小时。
团队成员为此磨掉了好几层“皮”。耐久性是需要不断测试、分析、迭代才能提升的，并不能靠正向设计和仿真来解决的，要花费大量的精力和资源。
他们也经历过失败。第一轮耐久性测试，系统没有跑到10000小时，设计值就失效了。“虽然相比之前产品的寿命提高了很多，但还远远未达到我们的期望。”石伟玉告诉记者，当时团队成员都很沮丧，但通过这次的失败，他们心里总算有了谱，很快便重新振作起来，进行失效分析，再次启动了新一轮测试，最终达到了既定目标。
这条创新路，除了大胆探索，更多的是脚踏实地。生产线工艺技术的开发亦是如此。
由于燃料电池产品基本上都是小批量生产，很少有企业愿意投入自动化产线。但捷氢科技在布局产线工艺时，就直接瞄准了快速、高精度的制造工艺。“没有规模，就没有未来。”石伟玉说。
这个过程同样折磨人。刚开始，他们将实验室和试制工艺移植到量产产线，发现在批量制造过程中会出现不合格产品。通过一次又一次的改进，捷氢科技完成了膜电极自动化涂布、电堆高精度自动化堆叠，以及系统的快速装配等工艺技术开发，实现了燃料电池电堆和系统的批量制造。
“春天的脚步近了”
飞驰在路上的燃料电池汽车
经历了“从0到1”的痛苦，他们迈向了市场。
越来越多搭载捷氢科技PROME P3系列产品的燃料电池汽车跑在了路上。从2020年推出产品至今，该系列产品在上汽大通、申沃客车、东风襄旅等整车客户的燃料电池汽车上量产配套，应用于乘用车、客车和轻中重型卡车等诸多领域，分布在长三角、珠三角、川渝、山东等地。
只是市场是残酷的，不仅需要性能好的产品，还需要性价比高的产品。如何降低成本，成为产品研发过程中永恒的话题。
“膜电极是电堆的核心部件，也是电堆成本中占比最高的零部件。如今，我们的膜电极不但实现了自研，还实现了自制，大幅降低了成本。”石伟玉介绍说，“不仅如此，我们产品中的一级零部件全部实现了国产化，这是系统降本的重要途径。”
配套基础设施，也是产品推广过程中遇到的“拦路虎”。燃料电池汽车能否投入运营，还要看区域内是否布局加氢设施，所以现阶段的运营场景十分有限。
不过，春天的脚步近了。3月23日，国家发改委发布《氢能产业中长期规划（2021-2035年）》。规划明确指出，氢能是未来国家能源体系的重要组成部分；氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体；氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。
他们坚信，“电动汽车蓬勃发展的今天，就是燃料电池汽车的灿烂明天。”
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