随着燃料电池汽车逐步进入商业化应用，燃料电池系统可靠性与降本问题越发突显。谁能在这两大问题上率先提出有效解决方案，谁将有望在新兴商业浪潮下成为市场的“宠儿”。
深圳市福瑞电气有限公司（下称“福瑞电气”）是国内DC/DC升压变换器及空压机控制器行业的知名企业，基于其长期的技术积累及产品量产经验、最早在行业内推出燃料电池高压电气系统集成产品，它主张从车载应用的“深度集成化”有效解决燃料电池系统的可靠性、成本等挑战。
“我们认为燃料电池系统的很多问题是集成度不高带来的。我们新推出的高压集成功率控制器PCU，由于集成部件减少了壳体、电气部件、连接器及线束等部件的使用量，成本降低超过10%，同时可使系统体积减少20%，重量降低超过15%。”福瑞电气副总经理宣路表示。
集成化助力系统降本增效
福瑞电气成立于2016年，团队拥有十余年电力电子行业的研发制造经验。公司是国家重点研发计划新能源汽车专项子课题承担单位，负责开发大功率DC/DC升压变换器。福瑞电气以氢能业务为战略发展方向，将产品线逐步拓展，形成了DC/DC升压变换器，离心空压机控制器、高压系统集成、直流源/电子负载四条产品线。
目前，福瑞电气的DC/DC升压变换器、离心空压机控制器等高压部件产品已经拥有较高的市场美誉度；经过大批量装车及应用验证，产品均显现出很好的可靠性与成熟度。这使福瑞电气在客观上具备了大批量推广燃料电池高压集成产品的条件。考虑到这一点，同时从提升系统可靠性、助力系统降本出发，福瑞电气现在重磅推出的产品是V3系列燃料电池集成PCU变化器。
该系列产品集成了燃料电池DC/DC升压变换器（DCF）、24V输出DCL、高速空压机控制器（FCC MCU）及高压配电单元（PDC），极大地节省了高压电气系统的空间，简化了动力系统的设计及安装。
福瑞电气认为，燃料电池系统很多阻碍其商业化运行的问题是集成度不高带来的。首先是可靠性，如果各个部件分离会多出很多接插件，这是系统可靠性的瓶颈，影响了产品的可制造性。零部件分离后，制造安装的环节较多，质量控制环节较多，多了很多占用空间体积的零部件外壳，这必然会对功率密度和效率产生影响。此外，各部件分离，成本也会相对比较高。
“现阶段，燃料电池辅助系统功能部件的分散，不利于整个系统的技术革新，且成本偏高。”宣路一针见血。
而福瑞电气PCU系列产品，通过共用散热水路、复用主功率回路、避免使用电堆大电流接插件连接器等措施，可以使动力系统体积减小超过20%，重量降低超过15%；同时，由于集成部件减少了壳体、电气部件、连接器及线束等部件的使用量，比分离部件成本降低超过10%。
燃料电池高压集成包括功率级集成、板级集成、控制级集成等，目前实现的技术难点在于实现高的功率密度，同时达到良好的电磁兼容性能。福瑞电气PCU系列产品基于现有批量产品开发集成，产品成熟度高；通过采用软硬件深度融合的技术与合理的布局，极大地提高了产品的功率密度；还通过正向设计实现了产品的电磁兼容性。
这一系列产品整体上有效解决了燃料电池系统的成本、可靠性、功率密度等挑战。现在，该系列产品自公司2018年着手研发且经过持续迭代升级，已经广泛应用于乘用车、客车、渣土车、轻重型卡车等，实现了燃料电池汽车全应用场景的覆盖，并获得客户非常正面的反馈。
2021年出货量增3倍
● V1系列：主要应用于商用车，厚度为150 mm，具有可靠成熟、性价比高的特点；
● V2系列：属特殊定制系列，具有更高的功率密度，更高的工作效率，最大工作电流可达1000A，最大功率可达300kW，厚度为103 mm；
● V3系列：主要是高集成化、超薄设计，高度不超过100 mm。
产品种类之齐全，在行业少见。
福瑞电气的空压机控制器，功率涵盖15 kW-40kW，主要面向离心式空压机的智能应用，在一对极电机的情况下，可每分钟18万转，而国内主流空压机基本为10万转左右，国内能达到12万转的空压机企业都较少。福瑞电气空压机控制器采用业内少有的三电平技术方案，对空气轴承及高速单机寿命都有较好的保护作用，也使得匹配福瑞电气控制器的空压机企业获得了较好的市场反馈。
此外，在电子负载方面，福瑞电气的这一产品用于发动机测试和电流生产的活化，功率涵盖100 kW-250 kW，可满足未来5年的电堆及系统测试的需求，也可以用于生产活化。
得益于产品种类的多样性，以及产品本身性能优异，2021年福瑞电气氢燃料电池高压部件产品出货量超过2020年的3倍，占国内主流市场份额，稳居头部企业之列。
对于这一成绩的取得，福瑞电气表示，主要原因是公司始终将实现客户的应用需求放到第一位，重视产品质量，不断提升批量产品交付能力。未来，公司将持续精进、保持产品的技术领先优势，在广泛覆盖客户的基础上，从BOP角度加速推动中国燃料电池商业化进程。
声明：本文章属高工氢电原创（微信号：weixin-gg-fcev）
