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雪人股份陈炜:燃料电池空气供应系统产品及技术应用 2016-11-29 11:33:02

摘要:雪人股份市场部经理陈炜参加了2016中国国际氢能与燃料电池产业发展大会—燃料电池专场,并作“雪人股份燃料电池空气供应系统产品及其先进技术”主题演讲。

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        能源新闻网讯 2016中国国际能源峰会暨展览会于2016年11月28日-30日在北京国家会议中心召开。雪人股份市场部经理陈炜参加了2016中国国际氢能与燃料电池产业发展大会—燃料电池专场,并作“雪人股份燃料电池空气供应系统产品及其先进技术”主题演讲。
        以下为陈炜演讲文字实录:
        陈炜:非常高兴分享雪人股份在燃料电池领域我们的事业。咱们工程的名称雪人股份,大家很难把雪人股份和燃料电池想象到一块,因为雪人股份顾名思义雪人是很冰雪有关的,为什么我们会进入燃料电池的领域呢?今天我会给大家介绍一下我们为什么会进入燃料电池领域。在燃料电池领域究竟是做哪些产品或者说先进性在哪里?
        今天的题目是“燃料电池空气供应系统产品及其先进技术”,我的职业生涯是从事智能压缩机方面的技术和业务,首先允许我介绍一下做这款产品的背景。
        什么是燃料电池的空气供应系统,燃料电池的动力系统主要是一些关键的部件组成的,空气压缩机或者说空气循环系统或者说空气供应系统是燃料电池不可或缺的重要的组成部分,我们就是着眼于这样的部件。
        一个非常高精技术的产业,比如波音的飞机供应商是来自于各个行业、各个领域顶尖技术的企业构成,燃料电池行业也是这样,既然燃料电池有空气动力系统的需要,我们需要有一些在这方面气体输送或者气体压缩方面领先的企业参与其中,为产业贡献出它的绵薄之力。
        燃料电池里面为什么需要空气动力系统?首先要了解原因,才会更加深入的了解这样的产品。我认为有三个方面的因素:首先汽车一脚油门的下去,需要多快的反应速度可以体现出来,这样的需求,汽车加速的反应时间,这样本身的需求就需要有这样的空气增压系统,我们可以将反应时间控制在100到800毫秒。随着氢燃料电池重量和成本的降低,我们需要更大的气体密度,更大的气体密度也需要压缩机来反应。
        第三是温度的控制要求,当气体在经过压缩机里压缩的时候,不可避免会造成气体温度的上升,压缩机本身就是一个气体的输送机构,通过压缩机的一些技术或者是转速的调节,可以将温度控制变得比较的简单,这就是为什么需要在燃料电池里面应用空气供应系统的原因。
        我们的企业,我说了这么多大家还没有很直观把雪人股份和燃料电池联系到一块呢?雪人股份是中国一家民营上市公司,2011年深圳证券交易所上市。我们公司发展一路上,整合了很多世界级的优质的资源,特别是研发技术方面的资源,今天在E1展厅带来的产品品牌是我们一家子品牌。
        SRM,它的含义是瑞典转子机械公司,在去年成为我们公司全资子公司,还有一家公司欧普康。这三个品牌加在一起我们做了分工,SRM是世界螺杆压缩机的鼻祖,今天是瑞典欧普康各个应用技术的研发中心,欧普康是致力于环保高效、能源高效利用应用领域层面的公司,可以认为是能源管理公司。OUTOROTOR是汽车领域螺杆压缩机,而且是应用到燃料电池里面的品牌。
        作为一家公司,尤其是一家上市公司,产业发展和公司本身的投资是比较有章法规律和计划性的,不像很多的投行,专门的投资公司,他们的投资更多的是看重一个行业的前景,而较少会有逻辑性和对技术背景的层面会相对比较少一些。我通过给大家简单介绍公司发展的历程,可以清晰的看到发展的规划性,我们公司非常的年轻,在2000年成立,成立之初是致力于工商业的制冰机,是制冷的应用场景。随着产业的壮大,逐渐成为中国乃至世界制冰行业的龙头老大。随后往上游发展,上游是制冷压缩机,当今代表比较先进的技术或者是高效率、高可靠性的产品是螺杆压缩机,我们跟瑞典SRM公司联合开发了新一代的高能效的螺杆压缩机,随后对这家公司进行了投资,2012到2015年完成了对它核心业务的并购。
        虽然对螺杆压缩机技术的掌握,我们从智能领域向非智能领域延伸,比如空气压缩或者是氢气和氮气压缩,不是每个领域我们都介入的,我们现在介入是化工工艺气体的压缩,螺杆压缩机还在讲能源的高效利用,有一些化工和钢铁等重工企业,有大量的余热和余压,我们想尽办法来进行应用,我们通过跟螺杆压缩机相似的螺杆机械的形式是螺杆膨胀机、或者是工业非常高温度的液体,通过跟冷煤进行换热,再由冷煤推动螺杆膨胀机的旋转进行发电。
        雪人股份是从制冰、制冷、制冷压缩机到螺杆压缩机和离心压缩机延伸到的能源产业、新能源产业和部件的供应,螺杆压缩机的生产线已经到了工业4.0智慧级的生产线,生产过程中不需要工人的介入,工人是将产品放置在自动化生产线上成品就拿出来,就是简单的两步。
        整个公司对所有的产品,从部件到压缩机的整体再到整个系统,有非常完备的检测手段,如图,在大型的压缩机系统里面,整机进入氦气检测,这是中国乃至世界机械行业比较领先的非常完备的检测手段。
        为什么我们要做空气螺杆压缩机,前面提到了SMR在1935年发明了螺杆压缩机,它是这个领域开山鼻祖,随后世界上非常多著名的螺杆压缩机制造商都获得了SRM的生产许可的授权,最早1946年英国苏格兰豪顿公司,累计到2008年全世界已经有接近60家,主要是以国外企业为主,有个别的中国企业也购买了它的生产授权。
        螺杆压缩机的应用范围非常广泛,结构有两根螺杆,一根是阳转子、一根是阴转子,主要的作用是压缩气体也起到气体输送的作用。今天螺杆压缩机的应用范围非常广泛,咱们公司有所涉及的从智能领域到气体压缩到膨胀机领域甚至到燃料电池空气供应系统领域,产品结构也是非常的丰富。
        螺杆本身的开发上的技术积累,瑞典研发中心到目前为止已经累计开发出超过500个以上型号不同的螺杆压缩机和螺杆膨胀机,几十家公司,在不同的领域中、不同的应用场景、不同的规格型号有很多排列组合,根据应用技术也有所差别。我们用科学的方法来进行研发,螺杆的研发和其他机械系统一样,大量通过计算机的模拟来完成,也为其他的企业定制选型软件或者是开发软件。这样精密度很高的机械设备,测试是必不可少的。
        OUTOROTOR燃料电池的领域,OUTOROTOR真正进入燃料电池是1990年,1992年获得了来自加拿大巴拉德空气压缩机的订单,2005年把所有的产业集中到燃料电池市场,原来还做内燃机增压气的产品后面转移到另外一家,2010年上海世博会空气动力系统也应用到世博会的大巴车上。
        如图,我们的产品,大家会后可以到E1展馆入口去看看,我们展示了三台空气压缩系统。圆柱体是驱动电机、类似于长方体的结构是非常小巧的燃料电池螺杆空气压缩机是双转子的设计,世界上现在大约有50%燃料电池车辆都是我们的客户。压缩机的流量规格是10到380克每秒,输出常用压力是2.5到3公斤,驱动方式是通过电机直连也可以通过皮带等进行驱动。燃料电池业界的同仁对机械系统并不是很熟悉,我简单介绍一下螺杆压缩机的工作原理。螺杆压缩机作为一种压缩机的形式,机械部件非常少也是非常的简单,只有两个转动部件就是两根转子,一根是阳、另一是根阴转子,完成吸气和封闭腔体。我们的瑞典SRM有非常多的专利,包括压缩机形式上各个领域的专利。
        今天只关注用在汽车燃料电池上的螺杆压缩机,我从事压缩机领域十几年,我对这个压缩机写了这样一句话“这是史上最灵巧的螺杆压缩机”虽然它看上去并不是很复杂,而且是比较小巧的,但是它的技术含量真的非常高,传统的气体和制冷压缩机会比这个笨重很多。汽车上用需要轻便的材料,整个压缩机的设计是一体化成型的,不同于以往的螺杆压缩机,它是通过垂直波峰把一个压缩机的壳体分成几段,这个压缩是一体化成型的,轴承也是壳体上一次形成性,轴承润滑有防漏油的设计,确保输送空气的同时不会因为润滑剂对系统造成负面的影响,空气里面会有灰尘和水分,它对金属材料是具有一定的腐蚀性,我们对螺杆转子做了防腐涂层,共性范围很广,我们可以在满负荷和同时负荷同时保持高性能。
        燃料电池堆配合的时候工作的原理,如图,只讲四大优势:首先这并是新技术,从上世纪90年代到现在已经有了非常多实践的验证;第二是独有螺杆压缩机技术,不谦虚的说,可以认为现在是非常高的效率在世界领域中;这个产品本身是有非常可靠的运行和操控,宽广的压力和空气流动范围使用免耕广;也可以根据一些厂商的特殊要求提供定制化的服务。
        如图,横坐标是气体流量,纵坐标是压力等级,这样的产品可以同时在轿车、大巴车、列车上得以使用。众所周知,燃料电池发展非常快是朝阳产业,不赘述。大巴车上的空调,如图,OA3150,压力达到2.7公斤。全系列的型号,适用于轿车、大巴车、火车甚至于列车上的产品。这样的产品是适用于轿车的小型化的产品,绘制的曲线这是比较复杂的,今天也不详细赘述,只说一个原理,对于无油螺杆压缩机转速一定是高的,因为中间没有润滑油在阴阳转子起到密封作用,需要通过高转速体现密封的性能,越小的螺杆压缩机适合的转速越大,这样可以保持最优的齿比速度和最优化的效率,绝热效率线,流量越大、转速越大的时候效率越高。
        领域上的客户,现在客户遍布全球在车辆、巴士或者是实验室领域都有广泛的应用。在欧洲有一个项目,27辆燃料电池巴士,累计运行里程300万公里,累计运行时间超过十万小时,超过五百万乘客体验了这样的服务,在2016年。我们也是欧洲公路运输燃料电池成员之一。
        现在全球客户涵盖了世界的燃料电池汽车的厂商等等,包括上海世博会,在跟上海燃料电池动力系统也有过合作。
        谢谢大家!(能源新闻网)