第一情报 ---能源与环境

质子交换膜燃料电池领导者:巴拉德动力系统公司—产品与技术

供稿人:顾震宇  供稿时间:2017-5-23   关键字:燃料电池  巴拉德  质子交换膜  

技术研发方面,尽管在营业收入与净利润上的表现都不理想,但巴拉德却长期坚持高研发投入,特别是2002和2003年度的研发投入超过1亿美元。而在2000和2001年度,研发投入超过营业收入的2倍。近十年来,虽然研发投入的金额和占比均有所下降,但每年投入仍高于营业务收入的20%。过去二十年,巴拉德累计投入将近10亿美元用于研发质子交换膜技术和电力产品。

图1 公司近二十年研发费用及其占比(单位:万美元)

资料来源:巴拉德1997-2016年报

 

图2 公司业务分类

资料来源:ISI EMIS Intelligence

目前巴拉德公司产品包括四种形式:燃料电池电堆、燃料电池模块、燃料电池系统以及电源管理系统。动力业务系统中,前三项产品形式从零件到整体的三种不同类型,满足不同客户的需求;电源管理系统部分,巴拉德通过Protonex子公司为军事客户构建电源管理设备,使其能够优化其能源使用。同时,巴拉德还为用户提供技术解决方案、专利许可及技术转让。

表1 公司燃料电池产品

产品形式

产品系列

客户类型

用途

燃料电池堆

FCveloCity9SSL、FCgen-1020ACS、FCgen-micro

贴牌生产(OEM)客户以及燃料电池系统集成商。

客户用于生产燃料电池模块等后续环节产品。

燃料电池模块

FCveloCity系列

贴牌生产(OEM)客户以及燃料电池系统集成商。

便于客户用于生产燃料电池系统。

燃料电池系统

FCgen-H2PM、ElectraGen

直接面向终端消费者。

完整燃料电池系统,直接用作固定式电源。

资料来源:ISI EMIS Intelligence

一、燃料电池堆

燃料电池堆除提供给客户之外,也供公司自身电池模块和系统生产使用,是公司最主要的PEM电池产品。据巴拉德公司官网介绍,公司质子交换膜电池堆出货量超过250MW,已经生产了超过240万片膜电极(MEA),与全球很多大型下游应用厂家建立了良好的合作伙伴或客户关系。尤其是燃料电池轿车,现今主流燃料电池轿车厂商几乎都是巴拉德的客户。

公司燃料电池堆主要包含三种产品:FCveloCity9SSL、FCgen-1020ACS以及FCgen-micro。前两者为风冷式,主打商用市场(电信后备电源、物资搬运设备及燃料电池客车),巴拉德最重要的销售渠道--为普拉格公司燃料电池叉车供货的就主要是这两款电池。后者为水冷式,体积较小,正在便携式电源中推广,属于开发阶段市场,已经尝试通过组装为可穿戴燃料电池系统用于军方单兵装备。据公司在《Fuel Cell Stack Value Proposition》中说明,公司现在具有年产6000件FCgen-1020ACS和3500件FCveloCity9SSL的生产能力。

表2 三种燃料电池堆产品

产品

功率

使用寿命

应用

FCveloCity9SSL

3.8kW至22kW

可至10000小时

物资搬运设备及公交和轻轨等动力装置

FCgen-1020ACS

400W至3kW

4000-10000小时

后备电源如公司ElectraGen系统及物资搬运设备

FCgen-micro

40W

可至1600小时

便携式电源

资料来源:Fuel Cell Stack Value Proposition,Ballard

二、燃料电池模组

巴拉德公司燃料电池模组主要用于重载动力装置(Heavy Duty Motive),包括燃料电池公交和轻轨,主要产品即FCveloCity 系列,该系列现已更新至第七代,包括FCveloCity-MD、HD和XD三种产品,功率范围覆盖30KW-200KW,适用于大中小各种型号的公交以及轻轨、地铁等超重载运输工具。

表3 FCveloCity系列三种产品

产品

功率

应用

FCveloCity-MD

30KW

小型运输巴士

FCveloCity-HD

60KW/85KW/100KW

大型全燃料电池动力公交

FCveloCity-XD

200KW

轻轨及地铁

资料来源: Heavy Duty Motive Modules,Ballard

目前燃料电池公交尚未完全商业化,巴拉德公司在该领域处于领先地位,公司与超过10家大型公交车制造厂商建立合作关系,为全球范围内超过150辆燃料电池公交车供电,运行里程超过9百万千米。同时公司的FCveloCity-XD支持了全球首个燃料电池轻轨系统。

三、燃料电池系统

巴拉德公司燃料电池系统专门用于固定式后备电源(电信后备电源),后备电源的需求来自于自然灾害如地震、台风等导致电力大面积中断以及贫电地区的电网频繁断电状况这两方面。公司已经出货超过3000件燃料电池系统,约为12.8MW。FCgen-H2PM系统是公司固定式后备电源的主要平台,功率范围为1.7KW-5KW,尤其适用于偏远地区临时电力短缺的情况。除了制造出售产品之外,巴拉德还寻求知识产权许可的机会,并于2016年7月与Nation-Synergy就FCI®-H2PM技术签订许可协议。

四、便携式电源管理方案

Protonex是巴拉德全资子公司,是先进的电源管理产品和便携式燃料电池解决方案的领先设计和制造商。Protonex已经为军事和商业市场的终端用户开发了几种产品。Protonex还为OEM客户开发产品,高性能电力系统集成到其产品和应用中。

Protonex实现了多项产品的商业化和部署,并获得美军和美国政府机构的发展计划,包括空军、陆军、海军、海军陆战队、DARPA(国防高级研究计划署)、美国能源部(能源部)和SOCOM(特种作战司令部)。

为满足作战行动中迫切需要减少使用的电池数量和类型的需求,Protonex开发了人性化的电源管理设备,允许用户访问各种可用的能源,以利用其现有的可充电电池。结果是电池的数量和类型显着减少、现场物流需求减少、电力可靠性提高,使得成本节省,能源使用率提高了50%。

Protonex还开发了用于扩展监视应用低功率应用的便携式燃料电池,包括车辆辅助动力装置(APU),无人机(UAV),无人驾驶地面(UGV)和水下(UUV)车辆推进。

 

参考文献:

[1] Ballard. 1997 to 2016_Q4_Financial_Statements [R/OL]. Ballard Power Systems Inc[2017]. http://ballard.com

[2] Ballard. Heavy Duty Motive Modules [R/OL]. Ballard Power Systems Inc[2017]. http://ballard.com

[3] Ballard. Fuel Cell Stack Value Proposition [R/OL]. Ballard Power Systems Inc[2017]. http://ballard.com

[4] Avention. Ballard Power Systems Inc[R/OL]. https://globalbb.onesource.com

[5] Innography. Ballard Power Systems Inc[R/OL]. https://app.innography.com

[6] 海通证券. 海外燃料电池公司梳理[R/OL]. ISI Emerging Market Information Service [2017].  https://www.emis.com

[7] 安信证券. 美股燃料电池公司股价表现分析-燃料电池产业分析之二[R/OL]. ISI Emerging Market Information Service [2017].  https://www.emis.com

 


万方数字化期刊中相关文章
绿色新能源——燃料电池
作者:李万平|郭晓霞|
刊名:中国石油企业
年:2005
卷:
期:01
摘要:
基于燃料电池技术的新能源发展论述
作者:赵群|张翔|李辉|
刊名:机械
年:2007
卷:34
期:07
摘要:现代工业的发展,需要更清洁的能源.燃料电池是一种等温并直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化为电能的新型发电装置,燃料电池不受热机效率的限制、能量转换效率高;无污染、无噪音,是继火电、水电、核电之后的第四种连续发电方式.介绍了燃料电池的工作原理,分类及特点,综述了世界燃料电池技术研究现状,分析了燃料电池技术的最新发展动向及应用价值.
燃料电池-光伏混合发电系统建模与仿真
作者:史君海|朱新坚|隋生|仲志丹|
刊名:电源技术
年:2007
卷:31
期:9
摘要:燃料电池-光伏混合发电系统的动态特性和控制技术直接影响它的动态性能.为了研究发电系统的动态特性,首先建立了燃料电池-光伏混合发电系统的动态数学模型,模型包括燃料电池、光伏电池、蓄电池和DC-DC变换器等部分,得到五阶非线性系统数学模型.采用滑模控制技术设计混合发电系统控制器.最后仿真分析了混合发电系统的动态特性和控制器的性能.在负载和光照、温度等干扰作用下,对3 kW的发电系统进行仿真.仿真结果表明滑模控制器能够对发电系统进行有效控制,发电系统具有良好的动态特性,能够满足实际使用需要.
燃料电池汽车散热系统的设计
作者:夏明智|许思传|李有才|乐伟|陈建立|周奕|
刊名:交通节能与环保
年:2007
卷:
期:6
摘要:燃料电池汽车因其自身特性的原因,在散热上同传统内燃机汽车相比面临着更严峻的问题.散热器的散热可以考虑通过加大风扇的功率、增加散热器的面积以及改变散热器的布置位置三种方案,上述三种措施在某款燃料电池轿车上得到了实际应用,经试验验证,证明了方案的可行性.
基于FLUENT的质子交换膜燃料电池的热源分析
作者:温小飞|肖金生|詹志刚|
刊名:交通节能与环保
年:2007
卷:
期:6
摘要:从电化学和热力学两方面介绍了质子交换膜燃料电池的工作机理;应用计算流体动力学分析软件FLUENT,对质子交换膜燃料电池进行了模拟计算.根据模拟数据,对质子交换膜燃料电池的热源分布情况以及化学反应热、相变热等热源的变化规律进行了分析和讨论.得出质子交换膜燃料电池的化学反应热在阴极、阳极吸放热的变化规律,热源与电流密度、工作温度等之间的影响关系.

注册成为正式用户,登陆后,获得更多阅读功能与服务!
转载本文需经本平台书面授权,并注明出处:上海情报服务平台www.istis.sh.cn
了解更多信息,请联系我们

§ 请为这篇文章打分(5分为最好)