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先進能源科學與技術廣東省實驗室佛山分中心（佛山仙湖實驗室）是廣東省建設的第三批省實驗室，由佛山市人民政府、武漢理工大學、佛山市南海區(qū)人民政府合作共建，于2019年11月21日成立。實驗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。

仙湖實驗室研究方向包括先進能源制氫關鍵技術、燃料電池材料與集成關鍵技術、燃料電池動力總成、智能網聯(lián)關鍵技術、氫安全關鍵技術。實驗室致力于以氫能、燃料電池等新能源、新材料國家產業(yè)發(fā)展需求為導向，打造新能源與新材料等領域國內一流、國際領先的戰(zhàn)略科技創(chuàng)新平臺，以及氫能領域國家重點實驗室。


此前在2021聯(lián)合國開發(fā)計劃署（UNDP）氫能產業(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均搭載仙湖實驗室自主研發(fā)的氫燃料電池系統(tǒng)。乘用車RS-7 Fuel Cell是由佛山仙湖實驗室、上汽通用五菱和武漢理工大學聯(lián)合研制開發(fā)；非公路寬體自卸車TLH105是由佛山仙湖實驗室、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)都由仙湖實驗室開發(fā)匹配完成。該套系統(tǒng)技術指標已達到國內領先水平，特別是其體積功率密度5.7kW/L達到了國際領先水平。相較目前國內氫燃料電池乘用車上應用的60kW和70kW系統(tǒng)，仙湖實驗室的氫燃料電池系統(tǒng)已經實現(xiàn)了100kW-120kW，且與汽車性能適配性更高，除了轎車、商務車之外還可以應用到輕型卡車上。

非公路寬體自卸車TLH105

為助力打造零排放綠色礦區(qū)，仙湖實驗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，性能上可實現(xiàn)3000小時內不會明顯的衰減。另外，該車型的一大突破性創(chuàng)新點是利用100kW氫燃料電池驅動400kW電機運轉，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行補能，從而實現(xiàn)車輛無間斷工作10小時。


據悉，在推動系統(tǒng)應用過程中，仙湖實驗室的科研團隊著實遇到不少難題，其中最關鍵的兩個是實時監(jiān)測和系統(tǒng)控制，包括如何確定電堆內的電化學反應狀態(tài)，檢測氣體溫度、濕度、壓力、流量變化以控制增補使反應過程達到最優(yōu)；如何精確控制附件系統(tǒng)運行，以滿足電堆內部的電化學反應對于溫度、濕度、壓力和流量的要求等，這些都關乎氫燃料電池系統(tǒng)在車內可靠安全穩(wěn)定運行最關鍵的因素。

對此，仙湖實驗室做了大量的基礎性科研工作，圍繞氫能產業(yè)鏈，建設有氫能與氫燃料汽車研發(fā)中心、新材料技術研發(fā)中心、智能氫復合動力車輛技術研究院、測試與分析中心，以推動技術成果轉化落地。至今實驗室已面向海內外自主立項1.78億元科研課題，設置4個重大項目、8個重點項目，進行重點攻關，爭取在重大關鍵共性技術、前沿引領技術、顛覆性技術創(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，按乘用車CLTC-P循環(huán)工況平均時速約30公里/小時計算，5000小時預計可以實現(xiàn)續(xù)駛里程15萬公里；如電池使用壽命提高至10000小時其續(xù)駛里程則可以達到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，能實時檢測氫氣濃度，當濃度超過規(guī)定值時會快速關閉儲氫瓶的瓶閥；氫瓶設計為可承受車輛的高速碰撞，如遭遇極端碰撞，儲氫罐設計有緊急泄放閥，將會把氫氣快速排出，降低爆炸風險。

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

原標題：“氫”車上路 佛山仙湖實驗室氫燃料電池系統(tǒng)應用