高朋先容:

周斌,上海神力科技有限公司副总经理,具有丰富的燃料电池等新能源产品的开拓、测评、标准化、市场准入等从业履历。
现任国际电工委员会电工产品合格测试与认证组织(IECEE)技能评审员,全国燃料电池及液流电池标准化技能委员会(SAC/TC 342)委员,上海市新能源汽车及运用标准化技能委员会委员等职,是海内首家得到CNAS认可的企业燃料电池测试中央卖力人,已主导和参与起草5项燃料电池国家标准。

演讲题目:质子交流膜燃料电池电堆(模块)的现行国家标准解析及试验能力培植

jsp用星号组成的等腰三角形神力周斌质子交流膜燃料电池堆模块现行国度尺度解析 Bootstrap

演讲实录:

非常感谢主持人的先容,也感谢主理方的约请来给大家做这个分享,说实话这个会议议程发出来的时候,我行业里很多朋友看到了就纷纭给我发微信,说你怎么就不能好好讲一讲产品电堆开拓,非要来讲这个标准。
实在由于我自己本身也是标委会的委员,参与标准的制订,也理解我们本日论坛是技能谈论的会议,以是就想结合我自己在从业过程中,就对付标准、对付测试的一些理解与大家做一个分享,在末了会跟大家再来先容一下关于神力的内容。

下面我们就走入正题看一下,质子交流膜燃料电池电堆和模块国家标准有哪些差异,我们若何培植试验能力才能知足这些差异。

在这之前,我来一个弁言:最近跟很多的来我们公司互换和访问的一些行业新朋友、老朋友谈天,他们都会跟我聊到很多困惑,比如说现在关于电堆和燃料电池模块的标准,国家标准有哪些?我该怎么样培植试验能力?电堆和模块是若何的差异,到底如何来鉴别他的差异,有什么差异?乃至现在还有一些新进的行业同仁,开拓出新的电堆,不知道要测哪些项目,跟我说:我就有一个堆做好了,你帮我测一下。
我问:你想怎么测?(他说)你能怎么测就怎么测,帮我把性能测出来。
大家有这种诉求。
也还有一些朋友不知道在哪边可以测。
到底若何认可这个测试能力?包括哪些内容?以是我也是借着这个机会跟大家分享一下我浅浅的心得。
争取不才面的分享中帮大家解答这些迷惑。

不才面先看一下,这个图上放了两张,就国家标准术语定义角度而言,一个是燃料电池堆,其余一个是燃料电池模块。
大家很多时候在说,我们做电堆、电堆,实在把这两个观点是混到一起说的。
为了这个便于大家的理解,我特意去摘录了我们GBT20042.1最新版质子交流膜燃料电池术语标准,它该当是我们标委会齐博士牵头的一个标准,标准里关于燃料电池堆的术语定义我可以给大家读一下。
燃料电池堆是有两个或多个单电池构成,和其他必要的构造组建构成,具有统一电输出的组合体。
这里必要构造件就包括极板、集流板、端板、密封件和电极等等。

在上面左侧的这个,严格意义来讲便是燃料电池堆,还有一个是燃料电池模块,它是什么观点呢?标准对它的定义是有一个或者多个电堆结合起来。
这里面一个燃料电池的模块紧张是指由一个或多个电堆,可以运送燃料、氧化剂和废气的管路系统;和管路连接,监测和/或掌握手段,以及额外的流体,如冷却介质、惰性气体的传输部件,检测正常或不正常运行条件的部件,外壳或压力容器和模块的透风系统。
为什么涌现电堆和模块两个不同的观点?目前而言,燃料电池更多是用在交通运输领域,交通运输领域实在如果只用一个电堆,一个裸堆的话,并不能真正派接被发动机集成商或者整车商利用,更多是须要我这个电堆具有额外的属性与功能,把他封装成模块。
以是现在大部分电堆厂家供应的产品也便是燃料电池的模块,而非裸堆。
我为了担保你能够更好、更安全的利用,更可靠的利用,会供应燃料电池的模块。
这便是我们燃料电池模块的观点。
以是这是非常繁芜的系统,有很多部分组成。
由于我跟很多人都互换过,大家都对电堆、模块这个观点还是有一些模糊,本日一讲往后,大家就创造这两者实在有共通之处,乃至在很多标准制订过程中也是有很多共同点的,因此,我就把电堆和模块领悟在一起跟大家做一个分解。
燃料电池电堆和模块是我们系统的核心部件,刚才前面很多老师都先容过,我们行业快速发展的同时,怎么样快速的去建立健全我们试验能力也是行业很关注的热点。

以是也是为了回答刚才前面的五个问题,我逐渐的做了这些剖解。
我以前本人也做了很多年第三方检测认证,以是对付实验室的资质能力比较感兴趣,也顺便查了一下,目前海内具备CNAS资质的第三方机构有这些,这个是截止到8月14日,我列这个表格不是说只有这三家可以做,或者这三家能力只有这些,只是想说给大家供应一个渠道,可以通过我下面的这个链接(https://las.cnas.org.cn/LAS/publish/externalQueryL1.jsp)去查询你所须要的被国家认可的,相称于官方授权的检测机构。
当然上海机动车检测中央也是响当当的,也在这上面的。

大部分机构都有这四项标准,我就从这四项标准上面做一个解析,这也是我国现在海内燃料电池、电堆和模块标准里面所涵盖的一些内容。
分别第一条是GB/T 20042.2-2008版,是质子交流膜燃料电池电堆通用技能哀求。
顺着韶光顺序来的,接下来是GB/T 29838-2013,是燃料电池模块,这个标准是采取了IEC标准等同引用过来的。
2017年我们发布了一本叫做GB/T 33978-2017的道路车辆用质子交流膜燃料电池模块标准。
以及去年发布,2019年1月1日正式履行的GB/T 36288-2018.这四份标准有什么差异?大家可以从适用范围上来看:

20042.2是从通用技能角度规定了质子交流膜燃料电池电池电堆包括直接醇类燃料电池堆的安全、性能的基本哀求。
燃料电池模块,是从通用技能角度提出了安全和性能方面的最低哀求,包括型式考验、理性考验、试验方法等等。
上面两个一个是堆,一个是模块,是在五年前的标准。

那为什么涌现第三条33978呢?这里分享一个历史的缘故原由,如果大家看一下29838的适用范围末了有一个“不包括于道路车辆用的燃料电池模块”。
在我国,燃料电池堆也好、模块也好紧张是道路车辆用的,以是燃料电池标委会就做了一个有针对性的中国国家标准,是道路车辆用的。
背后的缘故原由是什么?我刚才也先容了29838是采标IEC标准,IEC对应的标准会是IEC/TC 105燃料电池技能的标委会,他当初跟ISO汽车标委会做业务分工的时候,就已经明确了IEC的TC 105只覆盖除道路车辆用以外的标准,像便携式、固定式、微型等这些运用处景标准都是IEC TC 105来做。
跟车辆干系这块就由ISO来做。
IEC写的时候纵然很多内容是相似的,也要写一个不适用于道路车辆,这是国际上面的背景。
引入到海内,由于是国标,自己提的。
以是我们行业里面很多同仁也讲到,创造这个问题往后就把这个提出来,我们作为一个标准,能够适用于中国的是道路车辆用的燃料电池模块的标准,以是借鉴了29838的内容,也综合考虑了交通运输行业道路车辆用的分外哀求,等会儿大家看试验项目的时候可以看到。

36288,这个是燃料电池电动汽车用的燃料电池电堆里面的安全哀求。
实在更多是跟汽标委果标准体系挂钩的,如果大家做电堆、发动机的话,可以看到不管是24549还是等等那些标准,都是燃料电池电动汽车、燃料电池发动机、燃料电池汽车安全哀求等等,这是一套标准体系领悟在一起的。

这里再跟大家分享一下,这些标准都有一个共同点,便是说以上的标准只涉及对人体核燃料电池堆外部产生的危险。
不涉及燃料电池堆内部的防护,而且这种不会对燃料电池外部产生危害,这句话很拗口。
怎么理解?我也花了很永劫光,到现在不能完备说我理解透了,但跟大家浅近的分享一下,如果说这是一个产品,我定标准的时候,我不考虑内部发生了什么,我只哀求你,第一你不要在我利用你的时候,让你的产品对外界利用职员和"大众年夜众造成侵害。
以及不要由于你自己的一些毛病也好、设计毛病,导致你实用功能的失落效以及终极会对外界的职员和环境造成影响。
而上面所说的不涉及对燃料电池堆内部的防护,我始终找不出比较好的例子,可以打这么一个不恰当的比方,一个家庭,两口子生活,在家里不管发生什么情形,只要你们不对社会,不对他人造成不良影响,吵闹也罢,欢笑也罢,我不管,正所谓“清官难断家务事”,我标准也不管你电堆或模块内部的防护。
(该例子为发言人后期修正)

讲完这块,我们再进入到标准的解析,首先是术语部分。
这四份标准,实在大家也可以看到,20042.2基本上引用了老的标准,29838是IEC等同引用的,IEC标准里面所有的术语引用的时候全部都写过来,所以是单独写了。
33978就引用了GB/T28816,以及道路车辆。
36288就引用了上面那些燃料定尺术语标准,还有24548是燃料电池电动汽车的术语标准,其余还有一个定义是“车用燃料电池堆”。
如果大家想理解各种定义的话,我会给大家安利和推举我们燃料电池标委会最新的一个术语标准,是GBT20042.1-2017,统共有219个术语,涵盖内允许多,也是行业内专家花了很多心血做的,该当是比较全的一个术语标准。
前面大部分的术语都已经覆盖了。

讲完术语,接下来便是我们的技能哀求。
这两本标准是放在一起做的比较。
实在可以看到,我们20042.2和29838,一个电堆一个模块标准,都给出了燃料电池电堆通用安全策略和设计哀求。
提这个哀求的目的是什么?是希望我们标准的利用者,通过设计以及材料选择、加工制造等方面的优化。
以及采纳相应的保护方法来降落发生安全风险的可能性和严重性。
这是每份标准制订时候所考虑到的一个共通点。
以是可以看到,他这里面每个标准都有大概13项的哀求,这13项哀求如果我们在设计产品的时候,每一条都百分之百的能够做到,实在可以把很多的一些最基本的入门级的安全问题,都被考虑到办理掉,如果感兴趣做这块的可以理解一下。

第二套标准的比较便是33978跟36288,他们在前期对付产品设计的通用哀求这块提得并不是特殊多,更多的实在是提的一些技能哀求。
而这个技能哀求是要在后期的第五、第六章节的试验中加以试验和验证的。

标准提了这么多哀求,每一个条都对应相应的试验测评方法。
讲完这个往后,就涉及到我到底用什么设备测试,怎么知足。
纵不雅观四个标准创造,目前只有33978-2017里面对一些设备的精度提了一些哀求,我们在实际的利用过程中,由于神力测试做得特殊多,我就创造这里面有一些小问题,我也向标委会秘书处,包括标委会开大会的时候也提了一些修订的见地。
紧张是湿度丈量计,哀求正负1%的相对湿度,这个如果大家做测试的话可以创造,正负1%的相对湿度是哀求非常高的。
不是说做不到,但你投入的设备和本钱可能便是10倍,乃至更高。
以是说这对一些做标准或者做科学研究的机构可以做到,但对付一些生产和企业的话,尤其是批量做的,量很大的时候,在做这个产品,这个哀求会比较高,会造成相应的经济包袱。
以是我也是剖析湿度这个哀求,跟标委会提了这个修订见地,后期我们会重点谈论怎么修订。

与此同时我还分享一个不雅观点,虽然现在只有33978有,我们后续在标准制订过程中也会在每一个涉及到测试的环节中,都把精度放在这里,让大家有所参考和依据。
也方便大家往后能力培植使的选型,由于精度哀求不同,设备选型价格千差万别。

讲完设备精度,下面重点看一下这张表,说实话这张表是饱含心血,花了无数个昼夜整理出来的表格,一览无余把四分标准的相同点和不同点做了比较,也不丢脸到,我要真正具备一个完全的燃料电池电堆模块检测能力的话,实在须要知足的是25项检测能力。
而且由于你并不知道产品末了实际真正会用在哪里,以是你不能说知足了33978、29838,20042.2就不用知足了,由于你后续可能还用在电动汽车上。
这里面可以看到,大部分的试验是有一些相同的,但也有很多不同指出。
本日由于韶光关系我没办法展开,如果展开聊个一天都不足。
这个大家可以回去自己再安排职员重点的熟习理解一下。

下面我对试验能力培植也做了一个梳理,大家不丢脸到,由于氢燃料电池的分外性,以是首当其冲第一个便是气密性及压力的试验平台,这边须要具备试验气体源、多个气体通路、压力掌握显示,流量检测。

其余一个是燃料电池测试平台,在一些常规测试里面,上面所说的温度、压力、流量的掌握考验/检测,安全保护,数据记录这是基本的,但非正常测试的条件下,有很多比如说像过载、过流的短路设备,一些极度情形下的测试设备,大家可以重点看29838后面的几个测试项目,都是非正常的,毁坏性的一些试验。
还有撞击振动和冲击试验平台,要知足这种标准,各种加速度、频率、位移等等,台面面积和样品重量限定等腰知足需求。
很多产品做的很好,一上车就弗成,也是有实际的案例的,这个测试的必要性非常强。

其余一个综合环境试验平台,我们现在大家重点强调一个低温启动,你怎么评价?首先得有这个平台,这个平台不只是要能够实现低温,你还得综合考虑氢气的分外情形,还要把这里面的氢气浓度报警与其他安全联动功能考虑进去。
前面三个是与氢燃料电池强干系的,后面三个我个人认为是弱干系的,便是电磁兼容试验平台、包括安规、以及后面防护等级测试等通用设备,大家要建立的话必须通盘考虑。

我以为我们行业还是朝阳东升,急须要更多标准和有能力的检测机构辅导和支持我们产品开拓运用,刚才缪总也先容到平台公司也正在做一个很大的方案,我跟缪总也做过很多互换,也非常期待缪总帮助我们行业一起把检测这块做起来,实现高质量发展来。

后面我就占用大家几分钟的韶光,先容一下神力科技,神力也很少在表面讲报告。
也想借此机会跟大家分享一下。
像张博先容的,神力是20多年以上的老兵,我们成立于1998年6月,20年来什么事没有做,就专注于做燃料电池,燃料电池的开拓与家当化。
在今年6月28日发布的长三角的燃料电池家当创新白皮书里面有一个,海内燃料电池企业申请专利数量最多的是437项,很荣幸这个企业恰好是上海神力。
我们也起草了31项国家标准,我粗略数了一下海内燃料电池干系标准也就50项旁边,我们参与了一半以上,这已经领悟了好几个标准会的标准。
我们也承担了40多项的国家级省部级的科研项目,从九五到十三五的科研项目都有承担。
今年很幸运,得到了CNAS认可。
关于CNAS检测认可很多人好奇,你们为什么申请。
我也想表态,我们不是为了紧张做第三方检测,由于我们作为企业是第一方试验室,更多是想通过得到CNAS的认可,来规范我们的检测活动,企业通过CNAS认可是对企业自身的管理水平、测试能力、研发水平的一种肯定与认可,;还有一点,我们自己的生产的任务和研发任务特殊重,虽然有几十个测试台,但实在测试能力还不足用,它既要知足研发测试需求,也要知足100%出厂检测的需求。
但如果有须要的话,还是欢迎跟大家做一些互换,可以做一些检测的。

看看神力20年的发展过程,我们从1998年开始有四个阶段,根本科研,到2003-2014年的项目研发和示范运营,以及2015年往后的家当化准备,到2018年家当化初期。
2015年前更多是做科研性的项目,而且是2015年之后开始做工程化,刚才马老师在讲,从科研转抵家当化的过程中,说实话我是感同身受的,做科研0到1努努力实在可以做成,但从1到10、10到100、100到1000、……,这里面要战胜的问题就层出不穷,实在是两个完备截然不同维度的事情,很幸运我们走过了,现在正走在千台级,在往万台级发展。

我们核心产品是电堆模块,这个刚才跟大家先容过了,便是我们小一点的MD系列,大一点的HD系列,这个也是我第一次在公开场合表露我们的产品性能,这个不是试验室科研性能,是量产性能。
也便是说我们每一台电堆出厂前都会做出厂检测,而且出厂测试并没有把电堆活化到百分之百的性能,只要达到了跟客户协议约定的哀求就行。
MD系列是38kW和50kW的额定功率。
下面是我们76kW和95kW电堆产品,这也是我随机拉出来的出厂测试报告上的性能,性能有很多比它还好的,恰好没有被我抽到,抽了一个中规中矩的。

除了这个以外还有一些燃料电池家当化的做事,我们可以帮助客户建实验室,刚才万主任也先容了一下,咱们也是在互助,刚才他先容的试验室是我们两家互助去建,以是我们有供应试验室培植的工程化做事,从设计方案、设备选型与供应、资质准入。
自己开拓设备,紧张是发动机的测试平台。
我上面写的是40-200kW,还有一个正在做的项目是可以做到300kW,包括还有一些测试,工程技能做事等等。

这边是实验室平台培植做事,我们有整车厂、科研院所、企奇迹单位供应燃料电池实验室定制化交钥匙方案。
渲染图和图片都是实际已经建好的实验室。
燃料电池发动机测试平台也是我们自己开拓测试的产品。
还有关键材料测试,材料这块有膜、膜电极。
电堆模块这张表格便是我们这次被认可的测试项目,由于格式问题,如果看认可证书附件能力表里面的参数不止这些。
它包括低温存储和启动实验,该当讲所有标准里面除了EMC电磁兼容和IP等级外,其他标准里涉及的试验能力我们都有。
发动机测试系统,也是除了EMC跟IP等级其他都有。

为什么今天主要讲标准、讲实验室?在我看来,实验室的检测能力实在是非常关键的。
检测是你研发很主要的一环,检测能力高低就代表了你自己公司研发水平的高低,检测设备的多少,也代表了你研发投入的多与少。
我们的产品要在工程化、产品化过程中经由各种验证,就不得不去投入大量的韶光和金钱去做产品的验证和产品的评估。
以是我也希望大家能够“氢力前行”,共同为氢能行业竭尽全力,兢兢业业的为这个行业作出贡献。
感激大家!