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舍弗勒开发新一代双极板 可将燃料电池组的功率密度提高20%

盖世汽车讯 据外媒报道,德国汽车供应商舍弗勒(Schaeffler)开发出新一代金属双极板,可用于质子交换膜(PEM)燃料电池。该设计针对大规模生产进行优化,并且采用新涂层工艺,可延长使用寿命。

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(图片来源:舍弗勒公司)

据舍弗勒方面表示,与使用上一代极板制造的燃料电池组相比,使用新型极板制造的燃料电池组的功率密度提高约20%。

目前,舍弗勒正在黑措根奥拉赫(Herzogenaurach)的一家试点工厂生产新极板,以供汽车制造商在原型车和小批量生产中使用。舍弗勒计划于2024年初开始在Innoplate生产双极板,而Innoplate是舍弗勒与Symbio在法国阿格诺(Haguenau)创建的合资企业。

在燃料电池中,双极板具有重要作用,包括分离和分配工艺气体和冷却剂,并去除在化学反应中产生的水。通过优化过程,可使板材变得更小、更轻,同时提高实际性能。对于车辆燃料电池组,数百块双极板和膜电极组件(MEA)交替层叠,这些极板占电池组80%的重量和65%的体积。据舍弗勒介绍,由多达400个此类电池单元组成的电池组可提供的总功率输出高达140 kW,足以满足轻型商用车的需求。40吨以下的重型商用车一般需要两个电池组。

舍弗勒电动汽车部门负责人Jochen Schr?der表示:“舍弗勒开发了一种创新设计,可以充分利用极板的表面积。双极板上的结构越精细、越精确,极板的效率就越高。”因此,基于电池组体积(包括端板和坚固装置),可实现每升燃料电池组4.6 kW的功率密度。

然而,“双极板上的结构越精细、越精确”,生产过程通常越复杂。鉴于此,舍弗勒自主研发,以进行大规模工业化设计,并结合该公司的金属冲压和成型专业知识,从而可以在50-100微米厚的板材上压印精细结构。

另外,这种金属双极板采用独特的涂层系统。该供应商已开发出可用于双极板的高性能涂层系统系列——Enertect,以在燃料电池整个使用寿命期间保持高导电性。根据客户的要求,舍弗勒还可以对涂层进行设计,从而满足特别高的使用寿命要求,并充分减少碳排放或优化性价比。这些涂层采用经过专门改造和微调的物理气相沉积(PVD)工艺进行涂覆,多年来舍弗勒已成功地将该工艺用于生产高应力气门机构部件。

Schr?der表示:“凭借在表面处理技术方面的能力,舍弗勒能够为每位客户提供适合特定应用的涂层解决方案,从而在平衡成本、性能和与制造相关的二氧化碳排放方面满足每个客户的要求。”

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