（最新）中国燃料电池行业产业链、上下游产业发展情况及上下游对燃料电池行业的影响

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同济科技，与神力合资，正宗质子交换膜。

 

科力远：科力远是一家从事新能源材料领域研发生产的上市公司，是国内唯一一家能为镍氢动力电池提供配套原材料的企业。混合动力汽车被认为今后10年最有前景、最实用的环保节能车型，而镍氢动力电池被认为是混合动力汽车的测试中综合性能最佳。

  科力远是国内先进储能材料及高能动力电池产业龙头，公司的业务目前主要围绕混合动力战略，积极发展先进储能材料、高端民用电池、节能与新能源汽车动力电池以及HEV汽车动力总成系统四大主导产业的经营能力。在政策和市场的共同推动下，混合动力汽车有望在国内市场快速增长。科力远作为镍氢动力电池龙头和CHS动力总成先行者，有望成为龙头

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 最近大牛股全彩动力，没劲能源，熊涛股份都走出六亲不认的趋势上涨，也同属于燃料电池板块

据美国汽车媒体2019年4月13日消息，丰田已在日本开始生产销售氢燃料电池大巴Sora。该车与丰田Mirai共享技术。与其他燃料电池汽车一样，Sora产量有限。丰田表示，到2020年前，将仅生产100多辆Sora用于奥运会。
Sora的设计追求与传统巴士的六面体形状明显不同的外观。该车使用LED前灯与尾灯技术，使得这款燃料电池巴士具有很高的识别度。该巴士车身长10.525米，可容纳79位乘客，包括22个座位、56个站位和1个驾驶座位。
丰田Sora配备两个114千瓦的燃料电池，分别为两个113千瓦的交流同步电机供电。此外，Sora还使用NiMH用作驱动小电池。
该车10罐氢气(即70MPa公压下的600升)相当于传统巴士一箱油的能量。该车还配备外部紧急供电系统，即特殊的逆变器，可CHAdeMO连接到该巴士，提供高达9千瓦的功率(可提供最多235千瓦时的能量，根据不同使用情况可使用一到两天)。

  湖南科力远新能源股份有限公司诞生于1998年，是一家依靠电池技术崛起并迅速发展的企业。其主要业务涵盖了储能材料、汽车动力电池能量包、油电混合动力汽车动力总成系统以及电能回收系统等一系列完整产业链。其产品也主要供应于丰田、吉利等国际一流的车企。 

  科力远与丰田的首次合作是在2011年，日渐壮大的科力远在这一年收购了松下旗下的日本湘南电池工厂，这家老牌工厂在初代普锐斯诞生开始就一直是丰田的镍氢电池供应商。2014年8月4日，科力远与丰田在江苏常熟合资建立了科力美公司，其中科力远占股40%为科力美公司的最大股东。科力美辅助生产镍氢电池的电芯和极片，然后将产品运往日本本土的丰田电池工厂，在日本完成整个动力电池组的装配，装配完后再将动力电池组运往中国以及世界其他地区，进行最后的混合动力车型的总装。

  丰田的氢能源汽车进入中国，第一步会采用科力远的镍氢电池包进行生产，丰田和科力远过去数年在混合动力车镍氢电池领域的合作非常成功，科力远在燃料电池技术方面的持续研发也将近有十年了，14年就有中试的燃料电池，目前科力远的燃料电池辅助镍氢电池包技术上已经非常成熟。第二步应该是以科力远作为氢能源技术与中国合作的平台，科力远首先作为丰田的中国混动技术合作平台然后衔接到氢能源技术合作平台非常的顺理成章。$科力远(SH 600478 )$ $雄韬股份(SZ  002733  )$ $大洋电机(SZ  002249  )$
 是丰田MIRAI燃料电池汽车的核心组成部分结构图，其中车后部是镍氢辅助电池包。

  除了丰田，全世界其他燃料电池车都是刚入门，包括现代汽车通用汽车，氢能源车这种汇聚全球顶尖智力研发投入百亿美元起步的产业，国内雄韬股份这种东拼西凑买公司搞投机骗补的小屁公司连做炮灰的资格都没有过几年看这些投资全部是扔水里的一地鸡毛，氢能源汽车这一块看看上汽有没有资格做炮灰吧，吉利呢，指望着丰田混动技术合作科力远模式将来延续到燃料电池车吧。
  从支持特斯拉中国建厂看，中央的思路已经完全转变了，要加大开放，打开国门搞创新，和全世界优秀企业合作搞创新而不是闭门造车扶持骗子，中国如果为了切实降低对石油的依赖开始搞氢能源车，丰田绝对是绕不开的主力之一，因为十年内包括美国之内的全球，只有丰田有具备实用意义的氢能源车，而且在这一块，丰田的氢能源车专利是绕不开的，丰田现在的态度也很积极，在与中国进行技术合作方面持开放态度，科力远模式混动技术合作之后很大可能又迎来氢能源燃料电池车技术合作，目前看唯一有确定性的赢家是科力远。

（1）燃料电池行业上游产业对本行业的影响
  燃料电池行业的上游行业主要是制造质子交换膜、催化剂和石墨材料等关键部件的的相关行业，所以上游行业对燃料电池行业的影响主要是生产成本的影响，直接影响到产品价格的变化和燃料电池技术成熟水平，进而影响到燃料电池行业的产业化水平和发展前景。同时，燃料电池行业的变化也会对上游需求产生影响，如果燃料电池行业应用长时间无法产业化，也不会形成对上游产品的需求。
  燃料电池行业作为环境友好型的高科技新兴产业，其应用最多的燃料电池汽车的产品的需求主要受国家政策引导，尚未形成有效的市场需求，燃料电池行业仍将沿着其既定的规划路线发展。
  （2）燃料电池行业下游产业对本行业的影响
  燃料电池汽车和便携式燃料电池应用作为燃料电池行业的两个主要下游行业，也是燃料电池应用最有前景的两个行业。由于便携式燃料电池目前尚处于研发阶段，正式投入商业化应用还需要5年的时间，因此，便携式燃料电池应用对燃料电池行业的影响主要在于技术方面。在未来的几年，如果微型燃料电池技术趋于成熟同时成本容量比能够降低到与普通电池相当的水平，这将会是非常有前途的。

  汽车消费的迅速增长将带来对传统汽车燃料的过度消耗，随着国家对节能减排要求的增加，汽车需求的增长也将推动对新能源汽车的需求，特别是在新能源客车领域需求将不断增加。燃料电池汽车作为新能源汽车的一部分，也将随着国家政策支持以及消费者需求增加而不断产业化，但最终能否成为未来汽车的主流尚需要观察包括燃料电池汽车在内的各种新能源汽车的技术进展。如果燃料电池汽车产业化水平得到提高，将有效推动对上游燃料电池行业的需求。

（2）燃料电池测试系统市场与技术分析
  1）燃料电池测试系统的技术要求
  1测试目的
  虽然研究、开发、制造和应用部门的总目标各有不同，它们对于燃料电池的检测和监视项目要求却是相似的。对于研发部门，测试要求是确定输出能量、使用寿命和电池组的耐用性。在设计验收阶段，主要任务是优化设计以备大规模生产，以及在不降低效率的情况下降低电堆总成本。对于生产应用，要求燃料电池符合规范要求。而在实际使用中，监测电池的寿命和工作状态是非常重要的。（一览电池文库）
  2测试系统的主要特点
  ①隔离。燃料电池测试系统先要进行各种需要信号调理的测量，然后原始信号才能有数据采集系统数字化。大容量电堆具有数百个单电池，从而电压测量要求数百伏的共模抑制。
  ②数据采集系统必须能够扩展。由于燃料电池测试系统的通道数目可以从100个到1000多个，所以数据采集系统必须能够扩展，并且这些系统也要求可以进行信号的衰减和放大。
  ③模块化。对于今天的测试系统，模块化也是必需的。
  ④标定。任何测试系统都应该进行标定以确保测量有效和准确。
  3测试的主要性能参数
  燃料电池测试系统需要精确的监测和控制成百上千次测量，范围从燃料和氧化剂的流量、温度、压力和湿度到燃料电池组的输出电压和电流。测试燃料电池的性能是很重要的，而监测影响性能的变量更为重要，但最重要的是控制这些变量参数，安全运行也是至关重要的。
  （1）电流。输出电流有时候很高，所以通常利用高斯效应来测，这种方法可以不直接使用导线来测试电流，而通过监测信号并按比例转换成电流读数。
  （2）电压。在有负载的情况下，单电池的输出电压会从开路电压的1V左右降到0.6V左右，知道了每个单电池的电压就可以更近的了解电堆的健康情况。
  （3）温度。要高效地产生电能，PEMFC必须在60-80℃的范围内工作，监视温度的目的是优化温度的改变以提高输出功率，热电偶和电阻是温度传感器，是监视电池组温度及反应气体温度的良好传感器。
  （4）湿度。电池单元的每一个膜片必须保持一定的湿度，太干或太湿都会影响燃料电池的工作效率。因此测定和控制燃料电池的湿度非常重要。
  （5）气体压力。在许多应用中，气流压力较大，此压力必须进行监视和管理。压力通过压力传感器进行测量并进行信号调理。
  （6）气体流速。氢气流速一般使用产生正比于气流速率脉冲的质量流量计来测量，然后这些脉冲由计数器/定时器接口板进行监视，并使用软件换算成流量。
  （7）负载。可利用可编程负载来改变阻值，改变阻值可利用可控制的GPIB负载设备或通过数字继电器并行连接各个电阻。
  4燃料电池测试系统基本结构
  燃料电池测试系统由硬件和软件两大块组成。硬件部分主要有控制器，传感器和加载装置；控制器主要基于计算机控制，这种方法充分发挥了计算机的优势：速度快，记忆能力强大和可升级。
  2）燃料电池测试系统的关键技术
  料电池系统是一个非常复杂的物理化学过程，其输入输出也是不同类型的物理量，因此一个实用的燃料电池必须具备精确监测和控制这些物理量的性能。
  在燃料电池测试系统中，有四个对于该系统至关重要的部件——传感器、数据采集系统、电气负载以及控制算法和软件，这也是目前燃料电池测试领域最关注的技术问题。它们直接决定了一个燃料电池测试系统的性能和质量。对此下面分别进行讨论。
  传感器技术
  在任何一个测试系统中，传感器是必不可少的。它能够将需要测量的各种类型的物理量转换成标准电信号。在燃料电池电池测试系统中，需要测量的物理量十分复杂，因此需要大量的传感器。然而问题不止于此，由于燃料电池涉及复杂的物理化学反应，工作条件比较苛刻，它对于传感器的要求也就很高。除了一般情况下选用传感器的约束条件之外，还要充分考虑精度、寿命、可靠性和成本这四个方面。目前，还没有符合商用要求的能够在燃料电池气体环境中工作的传感器技术。对于正在使用的测试系统，围绕传感器的焦点问题也正是上述四个方面。
  就目前来看，解决上述问题的手段并不多，似乎只能是开发更新型的传感器。事实上，国外的许多公司也正在努力开发燃料电池测试系统专用的传感器。
  数据采集技术
  燃料电池测试系统需要采集大量的数据。经过传感器获得的数据一般已经是标准的电信号，可以直接送到数据采集卡。如果不是标准信号，则还需要进行预处理（放大或者是转换）。然而，对于PEM燃料电池来说，在数据采集阶段还有两项需要特别处理的技术问题。
  电气负载
  在燃料电池测试项目中，需要进行“交流阻抗测试”。通过这个测试，一方面可以确定燃料电池系统中的运动阻力、系统的欧姆电阻（如，电解液电阻、接触电阻和多孔渗透层电阻）以及反应物的传输极限。另一方面，能够影响阻抗值大小的燃料电池的部件包括集电器、多孔渗水电极、接触反应层和薄膜。无论问题出自燃料电池部件还是组装过程，通过交流阻抗测试就能够确定。
  在交流阻抗测试中，需要给燃料电池加上电气负载。其作用在于，首先，这个负载可以在期望工作点上拉出直流电流；第二，通过外部函数发生器驱动外部可编程输入，就可以从这个负载上方便地实现交流电流激励；第三，这个负载本身也有一定的测量交流电流和电压功能。它可以以数字形式表示电流、电压（而非波形），然后通过通用接口总线把数据送到工控机，由工控机分析。
  电气负载可以以四种模式的任意一种模式下工作：恒流，恒压，恒阻以及恒功率。还可以调整其功率因数，从0至1进行超前或滞后调整。
  控制算法和软件
  在燃料电池测试系统中需要有一台功能强大的工控机。它接收由数据采集系统传送来的信息，进行分析，并按照预先设定的程序（根据某些控制算法编写）运算出结果，然后显示和执行（包括调整输入端各物理量参数、调整电气负载和逆变器的运行等）。目前，市场上的工控机在硬件方面基本能够满足测试系统的要求。在选择时只要注意与数据采集系统的匹配和运算能力是否满足要求即可。关键问题是要确定合适的控制算法，从而能够在此基础上编写软件。一些已经开发成功的测试系统所采用的控制算法不尽相同，但是一般都要满足几个基本控制要求。下面以开关式电流控制方法（此时要求频率固定且无死区）为例进行讨论。其具体思路是：在燃料电池的输出端电流输入到供电系统之后，一并将标准正弦参考信号送入。采样频率由控制系统确定。在每个采样阶段，工控机读出输入到公共栅极的电流。然后与先前的参考值比较并以此为依据适当地开关设备，使电流跟随参考值的变化而变化。控制要求如下：
  （1）有功功率控制：控制有用功从公共栅极输入供电系统。参考信号采用燃料电池给定的电流参考值。将这一参考值与电池的实际值比较，增加或减少输入电池的能量，从而达到程序的要求。
  （2）无功功率控制：供电系统的无功功率输入到公共栅极。有两种控制方式可供选择：开环无功控制：此时需要将有功功率参考信号加到逆变器。然后，用程序控制将无功功率输入到公共栅极，其延迟相位可以在卜360度之间。这样系统就可以输入有功功率并吸收无功功率了。用预测控制的方法对在公共栅极由非线性负载产生的有功功率进行补偿。控制系统估测有功电流的值，通过输入必要的有功功率进行补偿。这种方法需要得到电流、电压和均方根电流之间的延迟。
  （3）谐波补偿：编程使供电系统在相应的延迟下输入三、五、七、九次谐波电流。这样可以补偿在公共栅极由非线性负载产生的高次谐波。
  3）燃料电池测试系统主要供应商