2月27日-3月1日，第15屆國際氫能及燃料電池博覽會(FCEXPO2019)在日本東京有明展覽中心盛大舉辦。本次展會吸引了全球17個國家270家企業參展，無論是參展企業數量、參展人員規格層次，還是產業鏈展品的豐富程度，都堪稱是全球同類型展會之最。

作為前沿產品技術的“風向標”，本次展會上的空壓機產品頗令人關注。適用于燃料電池的空壓機有別于傳統空壓機，由于技術門檻極高，目前中國擁有空壓機研發技術能力的企業寥寥無幾，批量生產能力更是亟待突破。

作為空壓機國產化突破進程中的代表企業之一，勢加透博潔凈動力如皋有限公司(下稱“勢加透博”)展出的燃料電池空壓機XT-FCC產品吸引了大量的國內外觀眾蒞臨參觀。勢加透博在空壓機研發生產方面有哪些心得？有哪些成功經驗值得同行借鑒？為此，高工氫電在展會期間對勢加透博創始人&執行董事張學鋒進行了專訪。

以下是專訪實錄：

勢加透博成立于2011年，擁有8年的產品研發經驗及深厚的市場認知，請問公司氫燃料電池空壓機核心技術體現在哪些方面？該產品是否有實際應用案例可供參考？

張學鋒：勢加透博一直扎根高端葉輪機械的研制服務，經過8年歷練，已經成為行業的領先品牌。自2016年起，公司經過充分調研，立項投入燃料電池無油離心空壓機的研制，這是公司投入了大量精力的自主研發產業化項目。

近三年的時間里，公司突破了高效低比轉速壓氣機、動壓氣浮軸承、高速電機及高頻控制等核心關鍵技術壁壘，成功研發了XT-FCC系列氣懸浮空壓機(產品系列可完美覆蓋30-150kW電堆的潔凈供氣系統需求)。

我們的首批樣機“XT-FCC300先鋒1號”已經交付客戶進行系統匹配和性能評估測試，獲得高度評價。作為一家有著正向開發能力的公司，我們能夠最大程度滿足客戶同步開發需求和系統最優性能匹配。

作為氫燃料電池系統核心部件之一，空壓機必須滿足哪些技術需求才能真正適用在燃料電池當中？

張學鋒：為實現盡量高的能量轉換效率，燃料電池內部的化學反應對空氣的溫度、濕度、壓力和流量等參數有著嚴格的要求。但目前廣泛應用的工業壓縮機無法滿足燃料電池對供氣特性的要求。因此設計開發一個性能優越并能很好地與燃料電池系統進行匹配的壓縮機，對于燃料電池的性能提升和產業發展至關重要。

如果說電堆是燃料電池動力系統的心臟，那無油空壓機就是強勁的肺，是燃料電池系統非常重要的組成部分。“心-肺功能”基本決定了燃料電池的技術水平和性能指標。

我們始終認為燃料電池空壓機不同于常規空壓機，也有別于傳統發動機的電子增壓器，它應該是一個新物種，適用于燃料電池的空壓機需要滿足絕對無油、低噪聲、高可靠性、高效、小型化、工作范圍寬、良好的動態響應能力、良好的熱管理、低成本等諸多嚴苛要求。

高工氫電：氫燃料電池系統核心部件空壓機設計存在哪些難點？

張學鋒：離心式空壓機是氫燃料電池的核心零部件，其代表了空壓機行業的最高水平，涉及到空氣動力學、傳熱學、振動力學、機械、電機、電控、材料以及高精加工等眾多學科。

空壓機研發不僅需要攻克多個單項技術，而且需要集成這些單項技術，使得機組安全高效的運行。這些單項技術包括:高效寬范圍的離心式空壓機氣動設計與加工、彈性箔片式動壓氣浮軸承設計和制造、超高速電機設計和制造、超高頻永磁同步電機控制器設計;集成技術包括熱管理設計與高速轉子轉子動力學設計與分析等。

作為一家為100多家企業(包括特種航天動力)提供過設計咨詢服務的葉輪機械的研制服務公司，目前我們已經完全掌握了壓氣機的設計與制造、氣浮軸承的設計與制造和超高速電機的設計與制造。

而且我們與供應商一起定制開發的永磁同步電機高頻控制器，可以很好地匹配各種機型。此外，每個部件設計都存在相應的技術挑戰，需要我們去思考如何權衡利弊，把這些核心部件有效地整合在一起，這需要多學科領域非常豐富的工程技術積累和權衡，比如如何在實現小型化的基礎上，又不犧牲太多的性能和工況范圍。這些研發突破和優化迭代都是在勢加透博多年高端研發經驗積累的基礎上，團隊通過長時間攻堅克難實現的。

三年來，勢加透博空壓機始終堅持走高速直驅離心技術路線。現在回過頭來看，我們的技術路線選擇是非常正確的。大部分部件包括軸承、電機和控制器等都能夠在國內制造和生產，我們在產業化降低成本上的優勢是比較明顯的。

因為每家客戶的系統設計各不相同，唯有把空壓機與系統的最佳匹配定制設計做好，才能實現燃料電池系統性能達到最佳。為此，我們在系列化設計時規劃了獨特的XT-FCC技術架構，在統一底層技術和設計架構之上，有非常靈活的擴展性和定制性。這個設計構想類似于GELeapX特種發動機，同樣產品技術架構，為了匹配不同飛機客戶系統性能需求，衍生出來LeapA(空客)、LeapB(波音)、LeapC(中國商飛)幾個重要客戶型號。

勢加透博作為具備極強正向開發能力的團隊，正可充分發揮我們的技術研發優勢，與我們的客戶緊密協同研發，在XT-FCC技術架構上共同快速研發拿出重點客戶專屬定制的產品版本，以達到不同客戶對系統性能的極致需求，同時這也有助于燃料電池系統客戶建立起他們各自的競爭優勢和技術壁壘。

產品研發對原材料是否有所考究？

張學鋒：采用合適的原材料是實現產品設計意圖的基礎。在機械結構部件方面，作為面向車用行業的產品定位，我們優先選用車用體系的原材料、供應鏈和質量管理體系。針對某些關鍵零部件，我們也會選擇特種級的材料，比如高溫合金。

同時我們也在嘗試用一些新型材料，以進一步提升產品性能，目前不同方案路線正在并行測試優化中。勢加透博團隊具有非常深厚的特種動力研發和制造服務背景，在高端研制服務項目的工程技術經驗積累能夠跨界應用到車用領域。

截至目前，勢加透博空壓機市場拓展情況如何？

張學鋒：我們的市場定位很清晰：1、始終保持技術引領，以扎實而持續的研發能力，做到性能指標業界No.1；2、緊隨行業發展需求做好我們的成本控制，不再讓行業被國外品牌卡脖子；3、打造最專業的服務團隊，經過幾年創業發展，我們目前在北京、上海、成都、西安、江蘇如皋都建立了我們的團隊和基地，可實現快速交付、即時服務。

2019年應該是我們市場開始放量的一年，我們會緊跟行業客戶需求，來配置我們的產能計劃。某種程度上，我們產品的市場需求量主要還取決于國家政策的升級動態，以及行業客戶對中高壓燃料電池系統研發和產品化的進展。

目前市場上主流的空壓機類型都有哪些？預計未來哪種類型能夠占據較大的市場份額？

張學鋒：空壓機是燃料電池系統空氣供應系統的重要部件，針對不同的燃料電池系統的性能需求，往往需要不同的空氣壓縮機與其匹配，常用的空壓機類型有螺桿式、離心式、渦旋式和羅茨式空壓機等。

離心式壓縮機在功率密度、效率、噪聲等方面具有最好的綜合效果，被認為是最有前途的空氣增壓方式之一。從目前國內外的研究發展方向來看，離心式空氣壓縮機將是今后主流的發展方向。同時，隨著燃料電池系統對空氣供應系統性能要求的提高，離心式空壓機與渦輪匹配工作勢必將成為燃料電池用空壓機未來發展的主要趨勢。

但離心式空壓機在低流量時會發生喘振現象，這將嚴重影響系統的性能和空壓機的使用壽命。勢加透博開發的離心式空壓機具有更寬的穩定運行范圍，在小流量工況下，可以實現更大的壓力升高率，有利于空壓機在低流量高壓比工況下正常運行而不發生喘振。

相較于國外的空壓機產品，國內產品與其差距體現在哪些地方？分別需要從哪些方面進行突破？

張學鋒：目前世界范圍內，尚未有完全成熟的、完全滿足用戶要求的產品。國外的某些廠家起步稍早，國內外空壓機技術水平有一定的距離，但這個距離是我們可以努力追上的。

我們“XT-FCC300先鋒1號”客戶評測的結果數據已經表明，產品性能在很多方面已經超過國外競品。國外產品也不是完美的，在核心技術的突破上，其實國內外面臨同樣的挑戰和問題。隨著中國市場的大力發展，我們相信中國品牌在很多方面反而更具優勢，我們非常堅定地相信一定會有中國品牌在這個領域賽馬勝出。

在這樣的背景下，我們應該抓住難得機會，充分發揮自己獨特技術優勢，扎實做好如下幾方面工作：緊密與動力系統協同研發，需求牽引、技術推動；多學科跨界應用，產學研緊密合作；腳踏實地往前沖，不斷積累產品研發數據。

據了解，現階段是空壓機的市場導入期，也是空壓機制造商進入氫燃料電池市場的機會，對此您有怎樣的看法？

張學鋒：我們期待更多國內有實力和優質的企業加入這個市場。有良性的競爭才有行業的可持續發展和技術升級，共同促進燃料電池產業的健康快速發展。