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先進(jìn)能源科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室佛山分中心（佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室）是廣東省建設(shè)的第三批省實(shí)驗(yàn)室，由佛山市人民政府、武漢理工大學(xué)、佛山市南海區(qū)人民政府合作共建，于2019年11月21日成立。實(shí)驗(yàn)室位于佛山市南海區(qū)仙湖氫谷，占地面積100余畝，建筑面積約8萬㎡，現(xiàn)有專兼職工作人員近200人，每年招收博士和碩士研究生100人。

仙湖實(shí)驗(yàn)室研究方向包括先進(jìn)能源制氫關(guān)鍵技術(shù)、燃料電池材料與集成關(guān)鍵技術(shù)、燃料電池動力總成、智能網(wǎng)聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)、氫安全關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)驗(yàn)室致力于以氫能、燃料電池等新能源、新材料國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求為導(dǎo)向，打造新能源與新材料等領(lǐng)域國內(nèi)一流、國際領(lǐng)先的戰(zhàn)略科技創(chuàng)新平臺，以及氫能領(lǐng)域國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。


此前在2021聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署（UNDP）氫能產(chǎn)業(yè)大會上亮相的乘用車RS-7 Fuel Cell及氫能版非公路寬體自卸車TLH105均搭載仙湖實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的氫燃料電池系統(tǒng)。乘用車RS-7 Fuel Cell是由佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室、上汽通用五菱和武漢理工大學(xué)聯(lián)合研制開發(fā)；非公路寬體自卸車TLH105是由佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室、仙湖科技和同力重工聯(lián)合研制開發(fā)。

乘用車RS-7 Fuel Cell

據(jù)悉，RS-7 Fuel Cell已拿到上路測試牌照，其氫燃料電池系統(tǒng)、從電堆（雙極板、膜電極）到電堆系統(tǒng)、動力系統(tǒng)都由仙湖實(shí)驗(yàn)室開發(fā)匹配完成。該套系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，特別是其體積功率密度5.7kW/L達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。相較目前國內(nèi)氫燃料電池乘用車上應(yīng)用的60kW和70kW系統(tǒng)，仙湖實(shí)驗(yàn)室的氫燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了100kW-120kW，且與汽車性能適配性更高，除了轎車、商務(wù)車之外還可以應(yīng)用到輕型卡車上。

非公路寬體自卸車TLH105

為助力打造零排放綠色礦區(qū)，仙湖實(shí)驗(yàn)室在非公路寬體自卸車TLH105上使用了一整套供氫氫系統(tǒng)、氫燃料電池系統(tǒng)以及動力系統(tǒng)，氫燃料電池采用金屬雙極板，性能上可實(shí)現(xiàn)3000小時(shí)內(nèi)不會明顯的衰減。另外，該車型的一大突破性創(chuàng)新點(diǎn)是利用100kW氫燃料電池驅(qū)動400kW電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過將重載和輕載的平均化處理后，只需要100千瓦的燃料電池為鋰電池進(jìn)行補(bǔ)能，從而實(shí)現(xiàn)車輛無間斷工作10小時(shí)。


據(jù)悉，在推動系統(tǒng)應(yīng)用過程中，仙湖實(shí)驗(yàn)室的科研團(tuán)隊(duì)著實(shí)遇到不少難題，其中最關(guān)鍵的兩個(gè)是實(shí)時(shí)監(jiān)測和系統(tǒng)控制，包括如何確定電堆內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)，檢測氣體溫度、濕度、壓力、流量變化以控制增補(bǔ)使反應(yīng)過程達(dá)到最優(yōu)；如何精確控制附件系統(tǒng)運(yùn)行，以滿足電堆內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)對于溫度、濕度、壓力和流量的要求等，這些都關(guān)乎氫燃料電池系統(tǒng)在車內(nèi)可靠安全穩(wěn)定運(yùn)行最關(guān)鍵的因素。

對此，仙湖實(shí)驗(yàn)室做了大量的基礎(chǔ)性科研工作，圍繞氫能產(chǎn)業(yè)鏈，建設(shè)有氫能與氫燃料汽車研發(fā)中心、新材料技術(shù)研發(fā)中心、智能氫復(fù)合動力車輛技術(shù)研究院、測試與分析中心，以推動技術(shù)成果轉(zhuǎn)化落地。至今實(shí)驗(yàn)室已面向海內(nèi)外自主立項(xiàng)1.78億元科研課題，設(shè)置4個(gè)重大項(xiàng)目、8個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目，進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，爭取在重大關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新上有所突破。

至于使用壽命和使用安全性，目前氫燃料電池的使用壽命約為5000小時(shí)，按乘用車CLTC-P循環(huán)工況平均時(shí)速約30公里/小時(shí)計(jì)算，5000小時(shí)預(yù)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)續(xù)駛里程15萬公里；如電池使用壽命提高至10000小時(shí)其續(xù)駛里程則可以達(dá)到30萬公里，完全可以滿足家庭使用需求。

在安全系數(shù)上，整車燃料電池倉、氫瓶安裝位置及乘員艙均安裝有氫氣濃度傳感器，能實(shí)時(shí)檢測氫氣濃度，當(dāng)濃度超過規(guī)定值時(shí)會快速關(guān)閉儲氫瓶的瓶閥；氫瓶設(shè)計(jì)為可承受車輛的高速碰撞，如遭遇極端碰撞，儲氫罐設(shè)計(jì)有緊急泄放閥，將會把氫氣快速排出，降低爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

仙湖實(shí)驗(yàn)室已入駐南海區(qū)科技成果轉(zhuǎn)化平臺，可為眾多企業(yè)提供技術(shù)研發(fā)服務(wù)，符合條件的可同時(shí)享受南海區(qū)相關(guān)政策支持，購買服務(wù)的企業(yè)最高每年可獲得100萬元扶持。

原標(biāo)題：“氫”車上路 佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室氫燃料電池系統(tǒng)應(yīng)用