上海氢晨：成功研发103kW级电堆体积功率密度达3.3kW/L

无论从国家补贴政策导向还是从整车需求来看，研发大功率燃料电池电堆是必然趋势。但受限于技术能力，目前行业内能够研发大功率电堆的企业寥寥无几。

4月26日，高工氢电巡回调研团队到访上海氢晨新能源科技有限公司（下称“上海氢晨”），与上海氢晨总经理易培云博士等高层围绕产品技术、行业趋势等话题展开深度交流。

上海氢晨是一家专注于高密度燃料电池电堆研发与制造的企业。公司核心团队与和核心技术源自上海交通大学，经过近10年的持续研发，已开发三代具有自主知识产权的燃料电池电堆。其103kW金属板电堆经测试平台测试，体积功率密度为3.3kW/L，达到行业先进水平。

上海氢晨103kW金属板电堆

翻阅上海氢晨的历史，会发现这是一家成立才1年多的年轻公司。大功率燃料电池电堆技术门槛颇高，其如何在如此短的时间内攻克业内难以解决的技术难题？

易培云介绍，公司核心团队早在2008年就开始燃料电池的相关科研工作，先后承担国家自然科学基金重大国际合作项目、国家863计划项目、国家重点研发计划课题等，攻克了高功率电堆设计、长寿命部件匹配、高可靠自动装配、智能化快速诊断等关键技术，获得了30余项专利授权，开发了高性能空冷、水冷电堆原型。

在公司注册成立后，上海氢晨又得到了上海市科委科技创新行动计划项目的大力支持，牵头承担科委重点项目“车用长寿命高比功率燃料电池电堆及其核心部件”。

“公司不仅吸收了上海交大10余年的核心技术成果，同时得到上海交大很多专业技术人才的大力支持，包括基础研究方面。”易培云透露，尽管公司成立不久，但核心团队已经组建完毕，吸引了包括9名博士在内的近30人的团队。公司聚焦高功率密度金属板电堆，但研发团队绝不局限于电堆技术，而是对电堆的核心材料、核心部件乃至燃料电池系统都有全面深入的理解，拥有正向设计的能力。

从电堆制备工艺来看，通常有四大技术难点：一是电堆设计与布局，包括微观仿真、流体计算、电化学仿真等；二是部件选型与匹配，在极板装配过程中，容易产生装配压力不均及定位不够精准等问题，同时在装配其他部件时也容易产生误差，误差累积将影响电堆寿命及性能；三是电堆装配自动化效率水平如何提高；四是电堆的快速诊断，包括激光位置跟踪、位移控制等。

对于小型电堆而言，制备工艺相对容易些，而车用燃料电池动力系统功率大、功率密度高，对电堆总体设计、均匀装配和高效冷却等提出了很高的要求。

但这恰恰是上海氢晨团队所擅长的。凭借上海交大汽车车身设计与制造技术研究所在薄板装配与质量控制方面的精湛技术和应用经验，上海氢晨在电堆这一机械产品的设计、装配工艺、质量控制等方面的优势非常突出。公司基于车用燃料电池动力系统需求，集成设计电堆结构，优化流体分配设计，提出快速装配的模块化技术，开发了一体化密封技术。

与此同时，公司自主开发了国内首套自动化电堆装配系统，可对大功率车用燃料电池电堆进行快速精确装配，操控方便，自动化程度高，使电堆在生产和运行过程中保持了高度一致性和均一性，使电堆产品的性能领先于市场。

值得一提的是，上海氢晨的业务板块除了车用高功率密度水冷电堆外，还包括无人机用空冷小功率电堆。公司核心团队先后开发出四代基于超薄金属双极板的高密度无人机用燃料电池动力系统，系统功率密度达到500W/Kg，并实现了无人机试飞验证。

上海氢晨燃料电池无人机

“未来3-5年，公司将致力于推动水冷型大功率电堆在汽车上批量应用、空冷型电堆在无人机上的规模应用。”易培云说，公司将在临港集团和上海交大的共同支持下，依托上海交大临港智能制造创新科技有限公司，建成近10000平米的生产与测试车间，预计2019年底全面投产，单线产能将达到2000套/年，成为上海市燃料电池产业链的重要环节，支撑上海市科创中心建设。