“氫能重卡港口運營在突破加氫站難題的同時，還要應對複雜的路面環境和嚴苛的鹽霧氣候條件，這些都對燃料電池系統提出了更高的要求。”在2021高工氫電年會的系統與BOP專場，氫時代技術總監肖森林博士發表演講時表示。
作為一家以氫燃料電池發動機與核心零部件的研發、設計、整合、應用和工程技術服務為主的國家高新技術企業，深圳氫時代新能源科技有限公司（下稱“氫時代”）主要專注應用於中、重型商用車領域的燃料電池系統，致力於打造“氫能綠色零碳港口”和“港口重卡應用標杆”。
肖森林先解釋了氫時代的LOGO的含義，由三個“7”組合而成，同時也衍生出來公司的三個7年計劃，他重點介紹了公司的第一個7年的戰略計劃。
肖森林表示，氫時代堅信能夠實現第一個7年計劃重點要素在於公司的三個專注，第一個是專注於一款大功率發動機不斷進行技術迭代升級；第二個是專注於一款重卡牽引車的應用；第三個是專注於碼頭內和碼頭外半徑十公里範圍的運營場景。
港口氫車示範運營的痛點和機會
沒有加氫站，就無法進行燃料電池汽車的推廣，因此港口氫車運營必須得建加氫站，加氫站是難點。實現氫車港口運營需要打通哪些核心關隘？肖森林總結的3點要素都跟加氫站有關。
首先是加氫站相關政策制度有待完善。
其次是加氫站的審批、建設複雜，建設週期長。目前加氫站落地難的主要原因是政策制度不完善，導致審批難。根據相關報道，一個加氫站從最開始的專案選址到最終的經營管理等六大環節需要16個部門審計，審計流程達到29項。
第三點是加氫站建設複雜，對於固定式加氫站1000公斤級別，佔地面積在2000—4000平方米需要壓縮機、加註裝置、冷卻裝置等，建設複雜，建設週期長，成本高，同時一線城市土地資源稀缺，合適的建站土地是一個大問題。
那麼，氫時代為何會選擇港口這個運營場景？港口又有哪些特殊的屬性，能夠成為氫車示範的突破口？
肖森林總結了2點，其一是在港口開展燃料電池重卡的示範運用有售後的優勢。因為港口是封閉式和固定式運營路線，可以對售後進行一個集中的服務，可以快速的處理問題，從而有效降低售後的成本。
其二是港口的運營環境和距離比較適合氫能重卡的低速執行。實地運營經驗顯示，新能源汽車在速度區間25—50km/h時能耗最低，而港口運營的速度範圍大多數是小於40km/h，適宜於燃料電池重卡的應用。
氫時代的港口運營經驗
瞭解了港口運營的痛點和未來的市場機遇，但要真正做好實際的落地，需要做好哪些方面的工作呢？肖森林在演講中重點介紹了氫時代的經驗。
自從天津港發生重大事故之後，港口的安全性至關重要，為了能夠進入深圳鹽田港進行氫能重卡試運營，氫時代前後參加的會議就多達30多場。除此之外，公司還做了大量的準備工作。開展了進港前培訓，準備了多項應急預案，並進行了側翻事故演練、氫氣洩露事故演練和漏電起火事故演練等。
為了確保整車的安全性，氫時代還對整車進行了功能升級，增加了360度攝像頭，增加了氫氣洩露的預警功能。
在深圳鹽田港為期一個月的實地運營測試中，氫時代配套載重40噸的氫能重卡進行動力性、制動性、爬坡性等效能測試，各項效能指標滿足港內需求，在此過程中獲得了大量的第一手資料和經驗。
其中針對港口運營環境的反饋如下：其一是港口路面複雜，車輛在振動過程中容易引發車輛部分零部件失效，對燃料電池系統帶來新的挑戰；其二是港口氣候條件複雜，鹽霧環境下對燃料電池系統零部件容易形成腐蝕危害。
針對氫耗以及工況特徵的反饋如下：透過蒐集了訊號的資料，並進行統計分析發現，港口運營的載重40噸氫能重卡百公里氫耗平均值為7.81公斤。
此外，氫時代透過對港口的工況特徵、路譜特徵進行採集與提取及積累了基礎資料庫，以指導控制策略的制定，和結構設計方面如何考慮振動衝擊的影響等。
正是基於港口實地的運營實踐，氫時代總結出氫燃料電池發動機研發的幾個核心要素：
1、 全功率燃料電池。當前燃料電池重卡為大動力電池+小燃料電池動力系統構型，下一步將向全功率燃料電池發展。
2、 長壽命設計。核心零部件及系統高度整合，降低系統的複雜度，對易失效部件採用高安全系統設計，最佳化控制策略，提升各子功能部件對燃料電池系統載荷變化執行特點的適應性，實時保證系統的最優工作條件。
3、 高可靠性設計。沿用傳統動力總成的設計方法，匯入FEMA設計思路，強化零部件的可靠性設計理念和失效模式分析。電解系統也更加註重EMC的影響，全面考慮系統的防塵、防水以及NVH特性，提高整個系統的魯棒性。
4、 環境適應性增強設計。針對低溫、高溫、鹽霧等嚴苛環境以及高強度使用場景，重點考慮密封、老化、腐蝕、自清洗、水熱管理等，提升系統的環境適應性。
最後，肖森林彙報了氫時代最新研發的燃料電池系統產品產品：QSD—150。該系統的額定功率達到150.7kW，質量功率密度達到630W/kg，壽命可達20000小時以上，其後期技術團隊還將持續最佳化，力爭做到質量功率密度達到700W/kg以上。
從設計思路來看，該產品充分採用無源BOP設計及多合一整合設計的方式，並以平臺化、模組化為開發理念，國產化零部件使用率達到95%以上，從而有效降低零部件的成本，提高系統效率。該系統產品的整合度高，功率密度高，啟動和響應的速度也比較迅速。並且基於資料積累的環境適應性設計，對系統的振動控制裝置進行最佳化，對低溫冷啟動的功能進行冗餘設定，對系統的腐蝕、耐久進行特殊考量，可廣泛應用於重型車輛、工程機械、船舶、固定式發電、備用電源等場景。
