鏈群協(xié)同超有料③丨一臺空壓機的協(xié)同之旅

　　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反應，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建議?！睆垖W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入發(fā)電應用，改進后燃料電池的系統(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。”張學智回憶道。

　　技術(shù)人員進行研討。

　　當?shù)赜龅饺瞬艈栴}，企業(yè)把目光瞄向了北京。

　　“北京科技大學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，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，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?！比缃褚呀?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?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?！睆埱八氵^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)，高標準、高質(zhì)量完成了冬奧會服務保障工作。

　　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)，進一步提升了產(chǎn)品性能?！睆垖W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，不斷推進氫能產(chǎn)業(yè)鏈、應用場景的協(xié)同發(fā)展。