（圖片來源：視覺中國）
今年是我國氫燃料電池示範發展的第三個年頭，燃料電池企業一方面忙着跑終端市場、擴充資金儲備；另一方面，在環境不確定、生存壓力之下，企業仍在持續針對市場需求磨練產品基本功，圍繞可靠性、穩定性、壽命、氫耗等性能進行技術優化和迭代。
這意味着，關於「怎樣才是一款好的燃料電池系統？」這一核心問題，行業已經有了更爲明確的答案。
力源科技（688565）的燃料電池系統，正是在用實際行動回答這個問題。圍繞車用、發電兩大主要場景，侯俊波博士帶領技術團隊對系統穩定性、可靠性、氫耗、故障率、壽命等核心指標進行設計優化和工藝迭代，向行業交出車用發動機系統、氫儲能發電系統兩大絕佳匠心之作。
高穩定低氫耗，車用燃料電池系統運行表現亮眼
車用領域，力源科技已經完成了燃料電池發動機系統的系列產品開發，功率範圍涵蓋30kW~235kW，可廣泛應用於乘用車、城市客車、輕中重型卡車、叉車、拖車、工程機械等諸多車輛。
力源科技車用燃料電池發動機產品（左70 kW、右235kW）
其中搭載力源科技HYPSR-04型號70KW車載系統的17台氫燃料電池公交車在近日交出了亮眼的運行數據：
這17台公交車在浙江省嘉興市嘉善縣持續運行近一年半的時間裏，總行駛里程達80萬公里，氫氣平均消耗爲3.7kg/百公里，遠低於行業內平均的5kg/百公里，在助力嘉善市公共交通節能環保轉型方面展現了顯著優勢。
力源科技嘉善縣公交車
除購置成本外，百公里能耗指標是車輛最重要的經濟性指標之一。燃料電池汽車要實現商業化，除了持續推進各環節降本外，降低車輛運行中的使用成本，降低氫耗以提高燃料經濟性十分重要。力源科技低氫耗的運行數據，證明了其在燃料電池系統及整車動力匹配層面的深厚技術功底。
此外，低故障率是這批公交車在實際運行中的另一大亮點。70KW的氫燃料電池系統不僅滿足了公交車日常運營的需求，同時在長時間和高頻率使用下依然能夠提供穩定且高效的動力輸出，沒有出現顯著故障，驗證了其在複雜路況和多變氣候條件下的適應能力。
「總行駛里程達80萬公里，平均消耗僅爲3.7kg/百公里，在各種環境下的順暢運行是我們氫燃料電池技術的可靠性、實用性的最佳佐證，也展示了氫燃料電池技術的巨大潛力。氫燃料電池的應用對嘉善市及整個公共交通行業有深遠影響，也爲更多城市採用清潔能源公交車提供了重要參考。」力源科技表示。
新能源汽車在發展初期總是遭遇穩定性、可靠性等質疑，氫燃料電池汽車也不例外。燃料電池企業每一批車輛的投放，在面臨着市場性能檢驗的同時，也面臨着地方政府、運營方對燃料電池企業，乃至整個行業的信任考驗。
爲了做出讓市場放心的產品，保證車用燃料電池系統穩定性、耐久性，力源科技在系統架構設計、故障診斷機制、運行狀態監測等方面傾注了非凡心力與卓越智慧，確保每一環節皆精益求精，以科技之力鑄就品質基石，讓安全與可靠成爲產品的鮮明標籤。
「我們在發動機控制系統內置了故障診斷框架，可快速診斷出空氣路壓力異常、氫空壓差過大、氫氣壓力異常、冷卻液迴路低壓、冷卻液溫度過高、排水閥卡滯等主要故障類型，並針對可能造成嚴重後果的故障設有保護性響應機制，儘可能避免電堆受損。」 侯俊波博士指出。
同時，每臺車載燃料電池系統都集成了TBOX（見下圖），能夠針對一些時間尺度較長的性能劣化，控制系統也進行實時監測與預警，並設有相應的故障改出策略。基於TBOX的實時數據上傳系統可遠程監控燃料電池發動機系統運行狀態，實現遠程故障排查。同時不斷擴充的運行數據集可用於分析、學習和挖掘其中包含的故障信息，不斷完善數據驅動的智能診斷機制。
力源科技TBOX遠程終端監控系統
毋庸置疑的是，憑藉着高穩定低氫耗、皮實耐用的燃料電池系統特性，這家燃料電池「新秀」已經推開萬億級氫車市場的大門。
100kW-100MW，固定式發電系統有「四重驚喜」
車用之外，固定式發電應用也是力源科技持續深耕的應用場景之一。GGII預計，到2030年國內燃料電池儲能發電累計裝機規模有望達5GW，2023~2030燃料電池發電系統市場增量空間超240億元。
圍繞模塊化、智能化、穩定耐久、可靠性四大關鍵性能，力源科技的固定式發電系統已經執刃而來，殺向氫儲能市場。
力源科技開發的櫃式發電模塊的額定功率爲100kW，輸出380V交流電；集裝箱式模塊的額定功率爲1MW，輸出10kV交流電。
力源科技櫃式發電模塊（左）、力源科技集裝箱式發電模塊（右）
發電模塊既可獨立運行也支持多模塊並聯擴容，結合變壓設備和儲能單元可靈活實現從100kW到100MW的分佈式發電彈性容量部署，具有標準化生產，一體化運輸，現場施工簡單的特點。
其二，每個發電模塊產品具備獨立自洽的控制功能，保證了整個發電系統的智能化，以達到降低氫耗及衰減的目的。
集裝箱式模塊內置四臺燃料電池系統，由微網控制器接收外部命令並向每台燃料電池系統和逆變器等發送控制信號。當多模塊並聯運行時，每一臺燃料電池系統的運行數據均穿透模塊層級，高速實時接入綜合智慧能量管理系統，實現雲端集中調度與遠程運維。
智慧能量管理系統在電堆層面可實時優化每個燃料電池的輸出功率，提高各電堆平均效率，降低系統總氫耗，併兼顧約束功率波動率，延緩電堆性能衰減。系統層面，能量管理系統具備用電模式自適應功能，可根據用電特性自動匹配最優發電模式，以避免頻繁啓停、頻繁變載等大損耗工況。
其三，固定式發電應用對燃料電池產品的穩定性、耐久性要求極高，力源科技從材料、部件到系統層面做了優化。
如通過對PEM、GDL、催化劑等關鍵原材料選型，以及對MEA的結構優化，力源科技膜電極研發團隊開發出四層邊框結構的膜電極，可爲固定電站提供所需長耐久的MEA；通過優化系統在啓停、變載、高/低負荷等工況下的應對策略，避免對質子交換膜、催化劑、氣體擴散層等材料的損耗，延長電堆壽命……
其四，在系統設計與控制層面，力源科技綜合運用多種方法提升電堆可靠性。
針對空氣供給系統開發了空壓機與背壓閥的協調控制方法，可實現空氣流量與進氣壓力的解耦，使兩者能快速精確地響應系統需求，且在工況和環境狀態變化較大時仍能保持較強的魯棒性，有效避免了變載工況因空氣供應不足而對電堆造成損傷。
針對氫循環系統開發了氫引射器比例閥前饋+自適應閉環控制的方法，精確匹配排氫閥開啓和比例閥開度變化的時刻，可有效抑制排氫閥開啓導致的膜電極兩側壓力波動，大大降低膜電極發生穿孔的危險。
針對膜水含量設計了狀態觀測器，分別基於陽極氫氣流量估計和陰極電堆進出口壓差實現對堆內陽極與陰極側液態水含量的估計，並通過調節排氫閥開啓時間與空氣過量比實時控制膜水含量在合理範圍內，有效降低了膜干與水淹故障的發生頻率。
「我們的燃料電池發電系統可以真正做到穩定可靠，適用各種規模的固定式發電站。」力源科技總結道。
據了解，在其公司廠區內的零碳智慧能源示範項目中，採用電解水制氫+燃料電池發電技術的發電站項目正在穩定運行，電-氫-電轉化效率達35%，行業內效率優勢明顯。
結合行業來看，氫儲能作爲長時儲能技術代表，已經被納入官方支持新型儲能範疇，隨着制氫及儲運成本下降，分佈式發電裝置有望得到推廣。
儘管燃料電池發電應用目前尚處於萌芽滋長的初期階段，面臨着諸多亟待跨越的難關與挑戰，但力源科技已然作爲業界先鋒，以前瞻的視野與堅定的步伐，深入探索應用場景，逐一攻克技術難關，爲燃料電池發電應用發展鋪就堅實之路。
