　　OPCON自1990年投入燃料電池空氣供應系統的研發(fā)，擁有豐富的雙轉子螺桿壓縮機的設計、生產經驗以及燃料電池空氣供應系統品牌AUTOROTOR，為燃料電池企業(yè)巴拉德以及世界上主要的汽車制造商，如通用、奔馳、豐田、本田、福特等客戶提供了燃料電池空氣循環(huán)系統。OPCON參與的歐洲潔凈城市運輸項目的27輛燃料電池巴士車自2006年運行至今，運行里程超過300百萬公里，累積運行時間超過了10萬小時，系統的安全可靠性得到了驗證。COPCON AUTOROTOR燃料電池空氣供應系統的相關技術、品牌及研發(fā)人員目前由SRM和OES公司擁有。

　　雪人股份表示，將進一步借助OPCON的技術平臺積極推進燃料電池空氣供應系統的產業(yè)化。

　　燃料電池為何物

　　燃料電池是一種將氫和氧的化學能通過電極反應直接轉換成電能的裝置，排出的產物主要是水和熱。這種裝置最大特點是由于反應過程不涉及到燃燒，因此其能量轉換效率不受卡諾循環(huán)的限制，其能量轉換效率高達60～80%，實際使用效率則是普通內燃機的2～3倍。另外，它還具有燃料多樣化、排氣干凈、噪聲低、對環(huán)境污染小、可靠性及維修性好等優(yōu)點。

　　質子交換膜燃料電池(PEMFC)是燃料電池的一種，它具有能源轉化率高，對環(huán)境友好，工作溫度低，適宜于較頻繁啟動的場合，比其它類型的燃料電池更高的功率密度，以及比蓄電池電動車連續(xù)行駛更長的距離等優(yōu)點。隨著世界各國對清潔燃料車、純電動車(EV)、混合動力車(HEV)、燃料電池車(FCV)等的研究日趨深入，燃料電池被認為是一種極有可能取代普通燃油而成為未來汽車動力的主要來源，PEMFC也被認為是汽車最好的替代動力源之一。

　　在燃料電池中，氫和氧發(fā)生電化學反應產生電流，其中的氧可以使用純氧或從空氣中直接獲得，而使用空氣更方便、經濟。另一方面，PEMFC要想獲得更高的功率密度和更好的性能，就必須在較高的壓力下工作，尤其是對于陰極的反應物(氧或空氣)而言，燃料電池中氧氣壓力與燃料電池系統得性能有直接關系，提高空氣的供氣壓力(即氧氣的分壓力)，可以增大燃料電池系統的能量密度。提高燃料電池的供氣壓力還可以減小系統尺寸，提高電池堆效率和改善水平衡。因此，燃料電池中需要專門的供氣子系統來向燃料電池提供高壓空氣。所以，供氣子系統主要由壓縮機、膨脹機、電機、連接管道等組成。

　　鋰電池純電動汽車需要儲能裝置，因此在車身重量、續(xù)航里程上受到了很大的制約，一般適用于小型、短距離的車型。而燃料電池本質上是一個化學發(fā)電系統，從而具備車身重量輕、續(xù)航里程長、補充燃料時間短等優(yōu)勢，適合所有用途的車型。同時，氫燃料資源易于獲得、存儲與運輸，因此，燃料電池汽車代表了未來新能源汽車發(fā)展的終極方向。

　　目前，燃料電池汽車處于產業(yè)化的前期，預計2020年進入快速爆發(fā)期。目前燃料電池的技術趨于成熟，燃料電池汽車普及的主要障礙來自于：燃料電池系統的成本比較高以及配套基礎設施不足?？紤]技術進步與規(guī)模效應提升，燃料電池系統成本將快速下降，預計到2020年燃料電池系統的成本將下降60%，由當前的單車3.6萬美元下降到1.5萬美元左右。同時，全球主要國家制定燃料電池發(fā)展的長期規(guī)劃，加氫站的數量有望快速增長。

　　燃料電池中的壓縮機

　　壓縮機在電池堆中起著重要作用，在燃料電池中是關鍵的技術，必須滿足無油、小型、高壓、低噪和耗功少的要求。

　　(1)較高的能量轉化率，在車輛行使過程中，空氣壓縮機工作的動力來源是燃料電池的電能輸出，若壓縮機占用較多的輸出電能，必然會減少汽車的驅動功率，從而影響整車性能。

　　(2)燃料電池中的質子交換膜要求壓縮空氣完全無油，并且具有一定的濕度，因此通常使用的噴油冷卻壓縮機就不適合應用在這一領域。需要提供壓力相當高、低流量的干凈空氣，必須不含任何碳氫化合物，如油。

　　(3)為了獲得運行效率，壓縮機需要在全負荷時的任何時間都能高效地工作，在寬的流量范圍能都能高效工作，能夠無延遲的調整燃料電池的功率輸出。

　　(4)車載環(huán)境要求壓縮機部件在能夠提供較大空氣排量的同時具有非常小的質量、體積以及高可靠性。

　　(5)燃料電池運行時無聲，壓縮機噪聲必須控制。

　　(6)對材料要求：為滿足壓縮機的低成本、低噪音和耐久性目標，必須為壓縮機關鍵部件開發(fā)具有低成本、穩(wěn)定摩擦性能以及耐磨的涂層和材料。

　　(7)由于這些要求的存在，使得目前廣泛應用的工業(yè)壓縮機無法滿足燃料電池電動汽車的需求。

　　目前采用的供氣系統中有容積式和速度式流體機械。容積式壓縮機的流量和轉速成準線性關系的特性，因此高轉速容積式壓縮機能夠在小容量下提供相對較大的空氣流量，符合車載燃料電池的基本要求。

　　雙螺桿壓縮機/膨脹機供氣系統從1992年開始在燃料電池中獲得應用。單螺桿壓縮機方面，浙江大學的研究指出隨著壓縮機工作轉速的增大，空氣壓縮機的排氣量/體積比明顯提高，在保持排氣量穩(wěn)定的前提下，可以通過提高壓縮機轉速來減小設備體積，從而滿足燃料電池對壓縮機的質量和體積要求。透平式壓縮機是一種速度式機械，轉速較高，排氣量與壓力的提升都與它的工作轉速有關，是一種緊湊的結構，能夠在設計工況下達到很高的效率，但在偏離設計工況下，性能下降很嚴重。目前透平壓縮機在大型燃料電池裝置中已有應用。渦旋式壓縮機也屬于容積式機械，在容積式流體機械中容積效率較高，且壓力與氣量連續(xù)可調，在寬的工況下都能達到較高的效率。渦旋機械可設計成壓縮機—電機—膨脹機共軸的一體化結構型式。但與離心式相比尺寸和重量較大。西安交通大學流體機械及壓縮機國家工程研究中心曾成功研制可以用于PEMFC系統的無油噴水渦旋空氣壓縮機并通過驗收?；綁嚎s機作為一種容積式壓縮機，一般適用于3～10kW的小型燃料電池和便攜式燃料電池系統。鼓風機適合于低壓系統的燃料電池，它的發(fā)展將依賴于低壓燃料電池技術的發(fā)展。

　　凸顯國家戰(zhàn)略決心

　　國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030)》，重點部署了氫能與燃料電池技術創(chuàng)新等15項任務?！赌茉醇夹g革命重點創(chuàng)新行動路線圖》以及《中國制造2025》等規(guī)劃均提到大力發(fā)展燃料電池技術：研究氫氣/空氣聚合物電解質膜燃料電池(PEMFC)技術、甲醇/空氣聚合物電解質膜燃料電池(MFC)技術，解決新能源動力電源的重大需求，并實現 PEMFC 電動汽車及 MFC 增程式電動汽車的示范運行和推廣應用。研究燃料電池分布式發(fā)電技術，實現示范應用并推廣。

　　國家工信部、財政部等四部委聯合下發(fā)的《關于2016-2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》中也明確了燃料電池汽車的推廣應用補助標準，為燃料電池汽車的發(fā)展進一步明確了政策方向。未來5年內燃料電池汽車補貼不退坡，凸顯國家的戰(zhàn)略決心。

　　研究報告顯示，歐日美政府正加大燃料電池產業(yè)的政策扶持：制定行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，歸范行業(yè)標準，加大購車補貼，加快建設加氫站，支持企業(yè)進行核心部件的研究開發(fā)。奔馳、寶馬、奧迪、福特、大眾等廠家的燃料電池車型計劃在 2016～2020之間集中投放。

　　預計2020年燃料電池汽車將進入快速發(fā)展的爆發(fā)點，2020/2030年全球銷量將達到5萬/100萬輛，市場規(guī)模有望超過2000億元。根據國際能源署的展望，美國、歐洲、日本為了實現2攝氏度的溫控目標，2050年燃料電池乘用車保有量將達 1億臺。

　　部分壓企前景看好

　　國內燃料電池技術水平與國外仍有一定差距，政策的大力支持有望復制純電動汽車的推廣路徑，實現彎道超車。目前國際市場處于第三階段，即主要技術限制已解決，正著手降低各項成本以正式商業(yè)化。國內的技術差距主要在燃料電池發(fā)動機功率(35-50kW VS 90-100kW)和電堆使用壽命(5000h VS 18000h)。

　　空氣壓縮機是保證燃料電池高效可靠運行的核心零部件，而壓縮機可能是國內燃料電池汽車率先突破的細分領域，如雪人股份、漢鐘精機等前景看好。儲氫罐方面國內技術已經能做到35MPa，未來有望進一步突破達到70MPa，考慮國內公司的成本優(yōu)勢，未來發(fā)展空間同樣巨大。