在位于常州市武进区的骥翀氢能全资子公司常州翊迈新材料有限公司(以下简称“常州翊迈”)生产线上,工人正在把装检好的金属双极板放进涂层装备的炉体腔室内,装备按照设置自动对金属双极板进行涂层,仅仅15分钟后,设备就会完成这一工序,将金属双极板送出腔室。
常州翊迈涂层装备前,工人正在调试
“今年,我们要再上一条全自动智能化燃料电池双极板产线,整个涂层工序将被缩短到5分钟,并且省去了人工装检上料等过程,全部由机器完成,大幅降本增效。这条生产线能够满足燃料电池金属双极板涂层的需求,并且为规模化生产做好准备。”常州翊迈总工程师韩治昀在涂层装备前说道。
全新技术路线:兼顾低成本长寿命
电堆是氢燃料电池汽车的动力系统,在很大程度上决定了整车的性能、寿命和成本,而在燃料电池金属双极板的成本中,涂层占比高达70%以上。因此开发出低成本、高性能的涂层对于燃料电池产业来说至关重要。
据了解,常州翊迈所研发的涂层工艺目前已进入第四代产品的量产阶段。该公司核心技术团队来自大连理工大学三束表面改性国家重点实验室和国家氢能“863”项目,是我国最早进行燃料电池金属板涂层技术与装备研发的团队。自2002年项目立项开始,团队就决心在成本高昂的贵金属技术路线和寿命有限的碳基材料路线之外,开发出一种兼顾低成本与长寿命的涂层工艺,在历时20年、先后4代涂层工艺开发的过程中,常州翊迈走出了一条独特的技术路线,并在此基础上完成了“乌金涂层”技术和EMT-Coating系列涂层装备的研发,进入量产阶段。
常州翊迈所生产的涂层双极板
“我们研发的‘乌金涂层’能够满足燃料电池3万小时以上寿命,同时涂层加工成本降低60%。”常州翊迈总经理魏科科表示。2021年,常州翊迈作为全资子公司正式加入上海骥翀氢能科技有限公司的大家庭,其研发的金属双极板涂层技术与装备进一步深度整合进燃料电池产业链中,全自动智能化产线的迭代进入加速阶段。
全自动生产+智能算法,率先落地行业领先产线
“因为我们起步非常早,当时国内还没兴起燃料电池的概念,国外也没有涂层专用装备出现,所以必须一边研发技术一边研发装备,否则技术无法实现。”韩治昀回忆到当初的情景。因此,从2002年研发涂层工艺开始,常州翊迈核心团队就开始了涂层装备的开发。
正是因为“先人一步”,常州翊迈率先实现了涂层生产的全自主化,这样一来,不仅比购买国外设备减少了2/3以上的成本,而且自研装备能够精准匹配后期工艺开发,充分满足技术迭代的需求,摆脱了国外装备无法二次开发的限制,进一步加快技术创新的速度。
考虑到汽车产业的高度自动化生产模式,以及对大批量规模化生产的需求,常州翊迈再次“先人一步”,加紧开发全自动智能化金属双极板产线,将于今年内投入应用,涂层过程将从现在的15分钟缩短至5分钟,生产成本再度降低50%以上。
常州翊迈涂层装备
韩治昀表示:“除了生产效率的大幅提升外,我们全自动化智能产线还具备涂层后自动化、智能化检测功能,该功能是在大量原始数据积累的基础上输出的一整套智能算法,以机器视觉检测的方式对产品进行自动判别。”
智能化检测不仅分辨度高于人眼,并且判定标准统一,对产品的稳定性有很大提升,体现在燃料电池汽车的应用中,能够降低燃料电池的返修率,提高车辆稳定性。
迎接燃料电池规模化时代到来
燃料电池汽车为新型产业,近几年才逐步进入产业化,目前正处于市场验证阶段。自2022年北京冬奥会1000辆氢燃料电池车示范运行以来,燃料电池汽车行业更是驶入发展黄金期,尤其是进入2023年后,经济社会乐观情绪不断上升的背景下,行业普遍预测燃料电池年交付量有望达到2万台。
在此背景之下,常州翊迈率先开发全自动化金属双极板产线,将进一步提振行业信心。常州翊迈总经理魏科科表示:“汽车制造业具有大批量交付的特点,未来燃料电池汽车产业也将进入规模化生产,如果还按照原来的半人工生产方式,会出现大量质量问题,由此可能导致的汽车事故所造成的损失是无法估量的。因此,我们提早进行全自动智能化生产的摸索,希望能在整个行业中起到示范作用,迎接燃料电池汽车行业规模化生产的到来。”
今年,常州翊迈将建成新一代全自动智能化产线,到2025年~2026年,常州翊迈预计建成年产能1500万片的智能化涂层产线,在燃料电池产业爆发之际,率先达到国际一流水平。
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