英嘉动力张建明：2023年氢动力喷射产品将扩产至10000套/年

5月16日，由势银（TrendBank）联合羚牛新能源科技（上海）有限公司主办的2023势银燃料电池产业大会在江苏·苏州合景万怡酒店正式举办。

会上，英嘉动力科技无锡有限公司（下称：英嘉动力）总经理 张建明 带来题为《氢动力喷射技术与产品现状及突破》的精彩演讲。

张建明表示，应对恶劣的气候环境，在我国双碳目标的指引下，把二氧化碳以水和氢替代是最有效的解决方案。从能源发展方式来看，将柴草、煤炭、石油、天然气转化到风电、氢能，将实物转化成气体，是最有效的发展。

同时，氢储量丰富，约为1.56亿吨，排序第九，是取之不尽、用之不竭的一种产品。氢在汽车行业中的应用主要分为燃烧氢气的内燃机和燃料电池两类。

其中，氢内燃机具有多点喷射点燃（PFI-SI）,高压直喷（HPGDI）和低压直喷点燃（ECDI-SI）三种不同喷射方案，不同喷射方案产生不同的热效率。尤其是HPGDI能达到51.5%的热效率。

目前，氢内燃机存在氢气环境下的干摩擦损坏、氢气泄漏、氢腐蚀等难点。因为喷嘴是高速频繁的运动形式，在现实中喷嘴极易产生了氢鼓包、氢吃碳、侵蚀等现象。无论钢铁还是相接件，对侵蚀都设定了氢渗透深度、氢浓度等指标。通过紧密地快速迭代，在上已经实现了8.5亿次喷射次数的寿命。

张建明认为，喷嘴是很重要的产品，把产品放到氢气环境中高压环境中进行泄露、存储两分钟到三分钟，测量后面环境中氢的PPM的效率和形式，这样能够更好地验证产品要求。并且，6-30bar左右的压力范围，能更好满足低压喷射，流量也能达到5g/s。在客户要求下，目前英嘉动力能达到6.2-6.3g/s，以满足氢内燃机以及其他产品要求。

针对钢摩擦氢腐蚀问题，英嘉动力通过采取半接触式的结构设计的新形势，降低对零件的磨损率。并且把低压喷射系统前面接一个减压阀，后面用压力调节阀调节压力，在低压的喷射时，能够保证特别是低功率段有更小的氢气喷射更准确的控制。

张建明解释，氢气高压异构喷射系统应用于天然气和轻腐蚀的环境，如果通过液氢去使用，能将压力提升至380、480或者580。从整体来看，先将压力建好，再通过压力泵把气化掉，使高压的压缩氢气能够实现这个要求，就能更好实现缸内的延伸和喷射。

燃料电池氢循环系统类型包括无泵系统、氢循环泵系统、双引射器并联系统、单引射器系统、引射器与氢循环泵并联系统、脉冲喷射引射器加旁通喷射系统、复合引射系统等。英嘉动力希望氢喷射压力进一步降低，因此研发生成新的喷射形式——氢引射器。

张建明认为，引射方案具备良好的发展前途，各方牵头做了两种产品设计：一种是脉冲喷射引射+旁通系统，该系统没有氢循环泵，成本低，现应用在80-240KW系统；第二种复合引射系统，该系统没有氢循环泵，成本低，可应用到300KW以上系统。

对于喷嘴，可以用脉冲喷嘴、比例阀喷嘴来控制整个产品。通过占空比计算与实验对比，可以得出系统功率在110KW时理论耗氢流量为2.29g/s，实验总流量为2.324g/s，流量误差为1.38%；在120KW时理论耗氢流量为2.52g/s，实验总流量为2.633g/s，流量误差为4.43%，仿真结果与测的结果非常接近。

张建明表示， 英嘉动力是一家致力于清洁能源和新能源的喷射系统产品的研发、生产和销售的公司，主要产品包括燃料电池用氢气循环系统、天然气双燃料直喷系统、氢内燃机喷射系统、电磁阀零部件、低温高压零部件等，现有的产品都具备发明专利。

英嘉动力具有成熟的产品生产线，年产量可达5000套，2023年扩产至10000套/年。英嘉动力高压共轨气体直喷系统，使用精确喷射技术，将300bar气体与柴油直接喷入发动机缸内，通过微量柴油引燃燃料气体，实现清洁动力燃烧。