辅助电源及管理系统 - 燃料电池产业链深度研究之技术路线及产业厂商

  电动机驱动是燃料电池车惟一的驱动模式。大型燃料电池汽车如大客车一般都会采用感应电机驱动，主要使用在在数十千万以上的中、大功率系统中；小型燃料电池汽车如乘用车一般用无刷直流电机驱动系统，主要使用在在在数十千万以下的中、小功率的系统中。

  北京亿华通，是燃料电池动力系统的开发与产业化以及氢能基础设施运营厂商。公司核心业务是，以燃料电池发动机为核心，采用燃料电池发动机与动力电池的电-电混合动力系统构型，为客户提供集系统构型分析、系统集成、动力系统优化控制、工程服务为一体的整套解决方案。当前主要客户为福田、宇通、金龙等客车厂业。

  燃料电池汽车的整车控制管理系统和别的类型的新能源汽车是一样的，它负责对燃料电池系统、电机驱动系统、动力转向系统、再生制动系统和其他辅助系统来进行监测和管理，也可以向智能化和数字化方向发展，包括神经网络、模糊运算和自适应控制等非线性智能控制技术都能应用于燃料电池汽车的控制管理系统中。因此，燃料电池汽车一样可以发展无人驾驶或智能驾驶。

  燃料电池车是以燃料电池为主要电源和以电动机驱动为惟一的驱动模式的电动车辆，燃料电池汽车的基础结构多种多样，按照驱动方式可分为纯燃料电池驱动和混合驱动两种，区别主要在于是否加装了辅助电源，辅助电源一般用蓄电池(铅酸电池)、碱性电池或超级电容器。

  目前，因受到燃料电池启动较慢和燃料电池不能用充电来储存电能的限制，多数燃料电池汽车都要增加辅助电源来加速燃料电池车的启动，所需要的电能和储存车辆制动反馈的能量。因此一般的燃料电池汽车大多是混合驱动型车，其动力系统关键装备除了燃料电池，还包括、驱动电动机及传动系统、辅助电源。

  辅助电源及管理系统是混合型燃料电池汽车动力系统中的重要组成部分，在汽车启动、加速、爬坡等工况下，需要驱动功率大于燃料电池能够给大家提供的功率时，释放存储的电能，以此来降低燃料电池的峰值功率需求，使燃料电池工作在一个稳定的工况下，而在汽车怠速、低速或减速等工况下，燃料电池功率大于驱动功率时，存储动力系统富余的能量，或在回馈制动时，吸收存储制动能量，来提升整个动力系统的能量效率。

  目前应用于混合燃料电池汽车的辅助电源主要有如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、超级电容器等。由于蓄电池最便宜，目前辅助电源用的最多的还是蓄电池(铅酸电池)，主要是采用EFB电池(增强型富液式铅酸电池)和AGM电池(玻璃纤维吸附蓄电池)，其供应商最重要的包含博世、法雷奥、德尔福和马自达等厂商。此外，镍氢电池由于其性价比优势，也是现在主流的燃料电池辅助电源方案之一。

  江海股份，是国内超级电容器龙头厂商。公司2013年收购日本ACT，并积极与海内外高校合作，引进资深研发团队，从技术壁垒最高的电极材料到大容量超级电容器模组完成高度垂直一体化布局。由于蓄电池的循环寿命一般在几百到几千次，而且污染较大，而超级电容器能够反复循环充放电几十万次，还能够迅速地完成大量电荷的充放电。所以，部分混合驱动燃料电池汽车开始趋向于采用大容量超级电容器作为辅助电源应用，公司的超级电容器部分性能已经已经大幅超越Maxwell，预计公司将在混合驱动燃料电池汽车辅助电源上具备机会。

  科力远，是镍氢电池龙头。2013年底与常熟新中源、Primearth EV Energy、丰田(中国)投资、丰田通商签署了科力美合营合同，公司出资21.76亿日元，占有40%的股份，正式切入丰田汽车产业链，其中，丰田的混合动力及混合驱动燃料电池汽车辅助电源采用了镍氢电池。后来公司又与吉利集团、长安汽车、昆明云内动力（000903）股份有限公司就增资或投资公司控股子公司科力远混合动力技术有限公司的相关事宜签订了《增资扩股框架协议》，显示了公司在混合动力技术上的实力。

  目前燃料电池汽车的主要燃料是气态氢气，主流的储氢方式还用高压储。汽车一次充气有足够的行驶里程，就需要多个高压储气瓶来储存气态氢气。在储氢罐轻量化和安全防碰撞等领域，日本村田是目前做得最好的厂商之一。

  丰田Mirai高压储氢罐采用三层结构，内层是密封氢气的树脂衬里，中层是确保耐压强度的碳纤维强化树脂(CFRP)层，表层是保护表面的玻璃纤维强化树脂层。

  Mirai的储氢罐的轻量化瞄准的是中层，采用的是对含浸了树脂的碳纤施加张力使之卷起层叠的纤维缠绕工艺，缠绕方法有强化筒部的环向缠绕、强化边缘的高角度螺旋缠绕和强化底部的低角度螺旋缠绕三种，通过削减这三种方式的缠绕圈数，丰田将CFRP的用量比原来减少了40%，使重量效率提升20%，达到了全球顶配水平的5.7wt.%。另外，对于按照高压储氢罐的全球技术规则，丰田采取用含有膨胀石墨的耐火聚氨酯板来保护吸收下落冲击的耐冲击聚氨酯护板的方法，确保耐火性能。

  燃料电池堆主要是由单燃料电池构成。单电池又包括双极板、密封圈、膜电极(MEA)，其中膜电极包括质子交换膜、催化剂层和气体扩散层。

  膜电极组件(MEA)是将质子交换膜、催化层电极、扩散层在浸润Nafion液后，在一定温度和压力下，热压而成的三合一组件，是保证电化学反应能高效进行的核心，其制备技术不但直接影响电池性能，而且对降低电池成本、提高电池比功率与比能量至关重要。

  国外的主流供应商有美国3M、美国杜邦、WLGore & Associates、日本旭硝子、英国JM、德国Solvicore等；国内主要是部分研究机构如武汉理工新能源、大连化学物理所等在从事电极和MEA的研究。

  机会 来源：第一财经日报孙燕飚 电信业重组的大幕正式拉开，投资者开始想象3G板块将迎来的机遇。 日前，华胜天成(600410.SH)、烽火通信(600498.SH)、中卫

  包括汽车、能源、电力、材料等行业之间的信息交流与合作。国鸿、雄韬、云韬、鸿基、

  和成本中心。催化剂、质 子交换膜、气体扩散层组成膜电极和双极板构成电堆的上游，电堆与空压机、氢气循 环泵、储氢瓶系统等其它组件构成

  动力系统，下游应用对应交通领域和备用 电源领域，主要是商用车、轿车、叉车、固定式电源和便携式电源等

  车示范应用的通知》，4年城市群示范期将以奖代补对完成情况给予奖励。 新能源汽车号牌：D代表纯电动汽车，F代表非纯电动汽车（包括插电式混合动力和

  发展规划（2020－2025年）》（以下简称《规划》）。根据《规划》，北京到2025年将推广氢

  的扶持与引导，2019年政府工作报告明白准确地提出“推动充电、加氢等设施建设”，氢能

  这是一篇笔者很早就想写的文章，随着近日我们的祖国新能源汽车补贴的靴子落地，

  堆和辅助系统。在应用方面，包括交通运输、固定电站和便携电源等等。此外，

  ，在军民融合发展方面也有很多的应用前景，但目前主要制约还是体现在生产所带来的成本上。

  汽车具有加注时间短，续航里程长等优势，是未来汽车工业可持续化发展的重要方向。目前，氢

  汽车科普巡游活动来到上海，以嘉年华形式组织丰富而专业的科普活动，展示了从制氢设备到

  起步初期，采用进口部件组装是可行路径之一。但若长期依赖进口，自主化水平得不到提升，

  如果我们仔细分析过去20年里，欧盟（EU）和美国能源部（DOE）在锂电和

  图已经出版的国际标准：ISO 13984液态氢–地面车辆加氢口；ISO 14687 氢