長城網(wǎng)·冀云客戶端記者 李代姣 白亞軍 張晨光 魏閃
5月8日清晨，一批配套高速離心式空壓機的高頻控制器從天津啟程,，運往位于河北辛集的生產(chǎn)線,。在河北金士頓科技有限責(zé)任公司的車間里，這些控制器與本地制造的氫燃料電池空壓機進(jìn)行發(fā)貨前的性能匹配測試,。隨后,，它們被送往北京億華通的裝配車間，裝配到氫燃料電池系統(tǒng)中,，最終裝載在氫能重卡,、物流車、公交車上,，驅(qū)動車輛穿梭于城市之間,。
在這條布局京津冀的氫能產(chǎn)業(yè)鏈上，協(xié)同與合作的脈絡(luò)清晰可見,。
空壓機是氫燃料電池系統(tǒng)的核心部件之一,，它的作用可以通俗理解為氫燃料電池的“肺”。它通過高速電機帶動離心式葉輪壓縮空氣,，為燃料電池輸送氧氣并參與電化學(xué)反應(yīng),，同時由于空氣軸承的搭載，確保了整個過程無污染,、高效運行,。
河北金士頓的技術(shù)人員正在操控設(shè)備，生產(chǎn)空壓機產(chǎn)品,。
起初,，金士頓并不生產(chǎn)空壓機，它的核心產(chǎn)品是空氣軸承,。不同于傳統(tǒng)軸承,，空氣軸承利用空氣進(jìn)行潤滑，不需要使用潤滑油或潤滑脂,。
2017年,，我國氫能產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展,，位于北京和其他地區(qū)的主要氫燃料電池系統(tǒng)集成商卻面臨國外空壓機在價格、發(fā)貨時效及本地適應(yīng)性等方面的多重限制,。
彼時，國內(nèi)市場的空壓機產(chǎn)品使用傳統(tǒng)軸承,，不僅功耗高,、噪聲大，而且輸送的空氣中含有油脂會嚴(yán)重影響氫燃料電池電堆的性能與壽命,。而空氣軸承無油的特性,，恰好滿足了氫燃料電池對潔凈度的要求。
“市場需求是企業(yè)研發(fā)的指揮棒,。”河北金士頓新能源董事長張學(xué)智說,，依托已有的空氣軸承技術(shù)基礎(chǔ)，金士頓根據(jù)客戶提出的空壓機技術(shù)參數(shù)設(shè)計了多款空壓機樣機,。
河北金士頓空壓機生產(chǎn)線,。
北京不僅是創(chuàng)新的策源地，更是需求驅(qū)動的強引擎,。來自億華通的系統(tǒng)數(shù)據(jù)支撐讓金士頓空壓機的研發(fā)有了科學(xué)依據(jù),。
“在研發(fā)過程中，我們與北京億華通的技術(shù)人員經(jīng)過多次調(diào)整測試,，他們給出很多好的改進(jìn)建議,。”張學(xué)智舉了一個例子：“最初我們的引氣結(jié)構(gòu)是外部引氣，用于軸承冷卻,，這樣既增加了燃料電池系統(tǒng)的管路布置難度,，同時也增加了空壓機防水結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度。在北京客戶研發(fā)人員的建議下,，我們改為內(nèi)部引氣,，壓縮空氣在冷卻完軸承后直接進(jìn)入發(fā)電應(yīng)用，改進(jìn)后燃料電池的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單,，空壓機的整機防水性能也更優(yōu)秀,。”
完成了空壓機的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，要讓它高速穩(wěn)定運轉(zhuǎn),，還需要一個精密的“大腦”——高頻控制器,，由它來調(diào)控電機的轉(zhuǎn)速。
“當(dāng)時的控制器轉(zhuǎn)速大多是每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn),，而適配空壓機的控制器則需要滿足每分鐘10萬轉(zhuǎn)穩(wěn)定運行工況,。市面上沒有這樣的產(chǎn)品，我們自己研發(fā)也缺乏電子控制領(lǐng)域的人才,。”張學(xué)智回憶道,。
技術(shù)人員進(jìn)行研討,。
當(dāng)?shù)赜龅饺瞬艈栴}，企業(yè)把目光瞄向了北京,。
“北京科技大學(xué)張前博士團隊研究高速電機控制算法,，研究方向與我們高度契合。”于是,，金士頓北上求才,。
恰逢京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略縱深推進(jìn)，三地間交通便利,，往來更加密切,。張前通過河北辛集人才引入機制順利進(jìn)入金士頓團隊，帶著實驗室積累的數(shù)十萬組電機控制數(shù)據(jù)入駐辛集,，在京冀兩地實驗室開啟“候鳥式”攻關(guān),。
“電磁兼容性是控制器的重要指標(biāo)，但企業(yè)的測試條件有限,，所以我們聯(lián)系了北京的專業(yè)機構(gòu)做測試,。距離近，交通也便利,，基本當(dāng)天就能拿到測試結(jié)果,，然后有針對性地調(diào)整設(shè)計方案，也幫助我們縮短了開發(fā)周期,。”如今已經(jīng)是金士頓-天津云驅(qū)研發(fā)總監(jiān)的張前說,。
很快，高頻控制器研發(fā)成功,。新的問題擺在面前——控制器生產(chǎn)線設(shè)在哪里,？
“天津是我國北方地區(qū)電子元器件的集散地，當(dāng)?shù)丶夹g(shù)人才豐富,，而且距金士頓總部不過3小時車程,，非常方便。”張前算過一筆賬：在天津設(shè)立控制器研發(fā)生產(chǎn)子公司,，物流成本可降低30%,。
2022年，氫能大巴駛?cè)氡本┒瑠W會北京賽區(qū)和張家口崇禮賽區(qū),。
2019年,，搭載著高頻控制器的空壓機完成最終測試，2020年,，北京億華通完成極寒測試——匹配該空壓機的氫燃料電池系統(tǒng)通過-30℃超低溫冷啟動驗證,。2022年，700多臺裝備該系統(tǒng)的氫能大巴駛?cè)氡本?、延慶和張家口崇禮賽區(qū),，高標(biāo)準(zhǔn),、高質(zhì)量完成了冬奧會服務(wù)保障工作。
目前,，京津冀地區(qū)搭載金士頓空壓機的氫燃料電池的上牌車輛已超4000輛,。
“我們與北京的高校和科研機構(gòu)開展了一系列合作，依托北京的‘智力引擎’,，突破了包括空壓機抗振等級提升,、電機防水性能提升、整機噪聲優(yōu)化在內(nèi)的一批氫能產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù),，進(jìn)一步提升了產(chǎn)品性能。”張學(xué)智說,。
一臺空壓機,，三地共賦能，如今,，金士頓空壓機國內(nèi)市場占有率已過半數(shù),。
從空氣軸承到氫燃料電池空壓機，從實驗室到生產(chǎn)線,，空壓機的旅程,，每個環(huán)節(jié)都刻著協(xié)同發(fā)展的基因，映射出京津冀“創(chuàng)新鏈牽引產(chǎn)業(yè)鏈,、產(chǎn)業(yè)鏈激活人才鏈”的深層邏輯,。
在京津冀氫能產(chǎn)業(yè)版圖中，張家口側(cè)重制氫,，北京側(cè)重產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新,，天津、唐山發(fā)揮港口優(yōu)勢側(cè)重應(yīng)用場景拓展,，金士頓核心零部件生產(chǎn)落戶辛集,，形成“制氫-用氫”閉環(huán)，三地共同發(fā)力,，握指成拳,，不斷推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈、應(yīng)用場景的協(xié)同發(fā)展,。
