無論從國家補貼政策導向還是從整車需求來看，研發大功率燃料電池電堆是必然趨勢。但受限于技術能力，目前行業內能夠研發大功率電堆的企業寥寥無幾。

4月26日，高工氫電巡回調研團隊到訪上海氫晨新能源科技有限公司（下稱“上海氫晨”），與上海氫晨總經理易培云博士等高層圍繞產品技術、行業趨勢等話題展開深度交流。

上海氫晨是一家專注于高密度燃料電池電堆研發與制造的企業。公司核心團隊與和核心技術源自上海交通大學，經過近10年的持續研發，已開發三代具有自主知識產權的燃料電池電堆。其103kW金屬板電堆經測試平臺測試，體積功率密度為3.3kW/L，達到行業先進水平。

上海氫晨103kW金屬板電堆

翻閱上海氫晨的歷史，會發現這是一家成立才1年多的年輕公司。大功率燃料電池電堆技術門檻頗高，其如何在如此短的時間內攻克業內難以解決的技術難題？

易培云介紹，公司核心團隊早在2008年就開始燃料電池的相關科研工作，先后承擔國家自然科學基金重大國際合作項目、國家863計劃項目、國家重點研發計劃課題等，攻克了高功率電堆設計、長壽命部件匹配、高可靠自動裝配、智能化快速診斷等關鍵技術，獲得了30余項專利授權，開發了高性能空冷、水冷電堆原型。

在公司注冊成立后，上海氫晨又得到了上海市科委科技創新行動計劃項目的大力支持，牽頭承擔科委重點項目“車用長壽命高比功率燃料電池電堆及其核心部件”。

“公司不僅吸收了上海交大10余年的核心技術成果，同時得到上海交大很多專業技術人才的大力支持，包括基礎研究方面。”易培云透露，盡管公司成立不久，但核心團隊已經組建完畢，吸引了包括9名博士在內的近30人的團隊。公司聚焦高功率密度金屬板電堆，但研發團隊絕不局限于電堆技術，而是對電堆的核心材料、核心部件乃至燃料電池系統都有全面深入的理解，擁有正向設計的能力。

從電堆制備工藝來看，通常有四大技術難點：一是電堆設計與布局，包括微觀仿真、流體計算、電化學仿真等；二是部件選型與匹配，在極板裝配過程中，容易產生裝配壓力不均及定位不夠精準等問題，同時在裝配其他部件時也容易產生誤差，誤差累積將影響電堆壽命及性能；三是電堆裝配自動化效率水平如何提高；四是電堆的快速診斷，包括激光位置跟蹤、位移控制等。

對于小型電堆而言，制備工藝相對容易些，而車用燃料電池動力系統功率大、功率密度高，對電堆總體設計、均勻裝配和高效冷卻等提出了很高的要求。

但這恰恰是上海氫晨團隊所擅長的。憑借上海交大汽車車身設計與制造技術研究所在薄板裝配與質量控制方面的精湛技術和應用經驗，上海氫晨在電堆這一機械產品的設計、裝配工藝、質量控制等方面的優勢非常突出。公司基于車用燃料電池動力系統需求，集成設計電堆結構，優化流體分配設計，提出快速裝配的模塊化技術，開發了一體化密封技術。

與此同時，公司自主開發了國內首套自動化電堆裝配系統，可對大功率車用燃料電池電堆進行快速精確裝配，操控方便，自動化程度高，使電堆在生產和運行過程中保持了高度一致性和均一性，使電堆產品的性能領先于市場。

值得一提的是，上海氫晨的業務板塊除了車用高功率密度水冷電堆外，還包括無人機用空冷小功率電堆。公司核心團隊先后開發出四代基于超薄金屬雙極板的高密度無人機用燃料電池動力系統，系統功率密度達到500W/Kg，并實現了無人機試飛驗證。

上海氫晨燃料電池無人機

“未來3-5年，公司將致力于推動水冷型大功率電堆在汽車上批量應用、空冷型電堆在無人機上的規模應用。”易培云說，公司將在臨港集團和上海交大的共同支持下，依托上海交大臨港智能制造創新科技有限公司，建成近10000平米的生產與測試車間，預計2019年底全面投產，單線產能將達到2000套/年，成為上海市燃料電池產業鏈的重要環節，支撐上海市科創中心建設。