走進位于河南新鄉(xiāng)氫能產(chǎn)業(yè)園的全自動數(shù)智化氫燃料電池金屬雙極板電堆生產(chǎn)基地,技術人員正在對電堆裝配產(chǎn)線進行生產(chǎn)前的運行調(diào)試,產(chǎn)線同時裝配雙極板和膜電極,組合成單池,多片堆疊后形成電堆。裝配過程中,機械臂抓取物料后,通過自動糾偏和真空吸附功能,將物料精準放置在指定位置,實現(xiàn)高精密定位。

電堆裝配產(chǎn)線

“由這一裝配產(chǎn)線所生產(chǎn)的電堆,偏差在0.2毫米以內(nèi),在當前國內(nèi)同行業(yè)中屬于領先水平。”產(chǎn)線設計負責人、驥翀氫能董事兼副總經(jīng)理王力介紹:“除了電堆裝配產(chǎn)線之外,金屬雙極板焊接產(chǎn)線、涂層產(chǎn)線也都已到位,密封膠線粘接設備和沖壓產(chǎn)線也在規(guī)劃中,全部組裝完畢后,將成為全自動數(shù)智化氫燃料電池金屬雙極板+電堆裝配產(chǎn)線,每條產(chǎn)線能夠節(jié)省人力近百人,效率提升數(shù)倍,將推動行業(yè)由半自動化生產(chǎn)進入‘無人化’生產(chǎn)時代,為氫燃料電池汽車的大規(guī)模量產(chǎn)做好準備。”

據(jù)了解,新鄉(xiāng)全自動數(shù)智化氫燃料電池金屬雙極板電堆產(chǎn)線由上海驥翀氫能科技有限公司(以下簡稱“驥翀氫能”)自主設計開發(fā),占地面積5200平方米,產(chǎn)能500MW,項目一期具備雙極板沖壓、焊接、電堆組裝能力,二期將進行涂層、電堆產(chǎn)品下線測試,預計2023年底到2024年上半年完成。另外,驥翀氫能位于洛陽的生產(chǎn)基地也在同步落地中,占地面積5000平方米,產(chǎn)能500MW,將于今年內(nèi)實現(xiàn)電堆產(chǎn)品下線測試。

氫車亟需釋放規(guī)模化效應

據(jù)央視財經(jīng)4月13日報道,上海、廣州等地的氫能源車以網(wǎng)約車形式開啟運營。氫燃料電池汽車具有零排放、高效率、長續(xù)駛里程、高載重、加注快等優(yōu)點,在固定路線、中長途運輸以及高載重三類場景中相較于純電動車有明顯優(yōu)勢,此前,我國氫燃料電池廣泛應用于客車、物流車及重卡等商用車。中國汽車工業(yè)協(xié)會最新數(shù)據(jù)顯示,2023年3月氫燃料電池汽車產(chǎn)銷分別完成401輛和478輛,環(huán)比分別增長301%和1095%。

現(xiàn)在,國內(nèi)各大車企在氫燃料電池領域的布局明顯加快,并應用于乘用車市場。從商業(yè)車向乘用車的邁進,展現(xiàn)出氫燃料電池汽車市場需求增多,氫燃料電池汽車距離走進“千家萬戶”又進了一步,有望迎來市場大幅增長。然而,氫燃料電池汽車屬于近幾年興起的新產(chǎn)業(yè),氫燃料電池以及核心部件電堆的生產(chǎn)環(huán)節(jié),行業(yè)中還普遍停留在半自動化階段,需要大量人工進行操作,不僅效率低下,而且不能保證產(chǎn)品一致性,有可能阻礙產(chǎn)業(yè)需求釋放和成本降低。

因此,先進產(chǎn)線的開發(fā)成為五大氫燃料電池汽車示范城市群的重要任務之一,各地紛紛加快了產(chǎn)線落地的步伐。河南作為五大示范城市群之一,地處中部,是重要的交通樞紐,擁有不少整車廠和零部件廠,兼具市場需求和產(chǎn)業(yè)基礎,根據(jù)《河南省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2022—2035年)》,到2025年氫能產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將突破1000億元。驥翀氫能所開發(fā)的全自動數(shù)智化氫燃料電池金屬雙極板電堆產(chǎn)線落地河南新鄉(xiāng)和洛陽,正是河南完善氫能產(chǎn)業(yè)布局,率先構建先進電堆生產(chǎn)基地的重要舉措。

數(shù)智化產(chǎn)線實現(xiàn)全流程“無縫銜接”

位于新鄉(xiāng)和洛陽的全自動數(shù)智化氫燃料電池金屬雙極板電堆生產(chǎn)基地是驥翀氫能落地河南的主陣地,其中新鄉(xiāng)驥翀被納入“河南省氫能發(fā)展中長期規(guī)劃”新鄉(xiāng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同生態(tài)圈重點企業(yè),洛陽驥翀成為“河南省氫能發(fā)展中長期規(guī)劃”重點項目之一。

全自動數(shù)智化電堆裝配產(chǎn)線

據(jù)了解,這兩條電堆產(chǎn)線在行業(yè)內(nèi)率先實現(xiàn)了自動化與數(shù)智化,并且是國內(nèi)首創(chuàng)的金屬雙極板+電堆裝配全流程產(chǎn)線,沖壓、焊接、涂層、電堆裝配、密封膠線粘接等各個工序之間通過機械手抓取和AGV智能小車傳送實現(xiàn)自動連接,整個過程“無人化”;同時工序上下料、工藝處理、在線檢測等環(huán)節(jié)之間的傳動也全部實現(xiàn)了自動化。值得一提的是,不同工位間的傳動采用的是高速磁懸浮技術,定位精度達到微米級。

除了全自動之外,數(shù)智化也是驥翀氫能電堆產(chǎn)線的另一大領先之處。不同于傳統(tǒng)的離線檢測,需要將生產(chǎn)好的產(chǎn)品統(tǒng)一運送到檢測處進行質量鑒定,驥翀氫能電堆產(chǎn)線借助傳感器和人工智能技術,配合視覺系統(tǒng),能夠實現(xiàn)在生產(chǎn)過程中,對產(chǎn)品質量、缺陷進行在線檢測和辨別,從而在生產(chǎn)完成的同時,進行良品分類,高效便捷,并且規(guī)避人為操作的主觀因素,保證了產(chǎn)品的一致性。

全自動數(shù)智化金屬雙極板焊接產(chǎn)線

“全自動數(shù)智化氫燃料金屬雙極板電堆產(chǎn)線能夠大幅提高生產(chǎn)效率,降低人工成本。”王力表示,“以涂層工序為例,全自動數(shù)智化產(chǎn)線能夠將涂層過程從現(xiàn)在的15分鐘縮短至5分鐘,生產(chǎn)成本降低50%以上;再比如密封膠線粘接,目前行業(yè)中,這一工序的人員需求比較大,平均一條產(chǎn)線需要數(shù)十位工人,但我們開發(fā)的密封膠線粘接設備能夠實現(xiàn)無人化操作,節(jié)省的人力成本非常可觀。”

總體來看,位于新鄉(xiāng)的全自動數(shù)智化氫燃料金屬雙極板電堆產(chǎn)線年產(chǎn)能500MW,實現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)鏈、全流程的高效無縫運行,節(jié)省了各個工序之間的物流運輸費用,并且與單一產(chǎn)線相比,生產(chǎn)效率提升1倍以上,而僅需1~2人進行日?？醋o,整個生產(chǎn)制造成本大幅下降。

實現(xiàn)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)全國產(chǎn)化

全自動數(shù)智化氫燃料金屬雙極板電堆產(chǎn)線由驥翀氫能全自主設計開發(fā),綜合運用了視覺技術、高速磁懸浮技術、高精度傳感器等多項先進技術,實現(xiàn)了氫燃料電池金屬雙極板電堆生產(chǎn)的全國產(chǎn)化。

據(jù)了解,驥翀氫能是當前國內(nèi)為數(shù)不多打通金屬雙極板電堆產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè),電堆產(chǎn)品在性能、壽命與可靠性、成本三大市場化關鍵方面,穩(wěn)居行業(yè)第一梯隊。如今,全自動數(shù)智化氫燃料電池金屬雙極板電堆產(chǎn)線的落地,標志著驥翀氫能掌握了金屬雙極板從研發(fā)、生產(chǎn)到裝備的全自主產(chǎn)業(yè)鏈,產(chǎn)線將產(chǎn)品設計、工藝設計、生產(chǎn)制造等優(yōu)勢結合在一起,推動產(chǎn)品核心競爭力進一步在市場應用中得到釋放。

同時,對于氫燃料電池這一新型產(chǎn)業(yè)來說,傳統(tǒng)工藝和設備難以滿足高精尖的制造需求,大量剛剛入局的企業(yè)又難以在短時間內(nèi)形成自主工藝和設備,驥翀氫能率先實現(xiàn)全自動智能化生產(chǎn),將進一步提振行業(yè)信心。尤其是當前氫燃料汽車進入乘用車市場后,將迎來規(guī)模化生產(chǎn),對先進產(chǎn)線的需求更加強烈,全自動數(shù)智化電堆產(chǎn)線將在整個行業(yè)中起到示范作用,打破產(chǎn)品不斷成熟、生產(chǎn)制造能力成為瓶頸的行業(yè)桎梏,推動氫燃料電池汽車行業(yè)進入量產(chǎn)階段,讓氫能源乘用車走進千家萬戶。