氫氣循環(huán)泵是氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零部件，發(fā)揮著提高燃料利用率、確保氫安全(氫氣溢出在外界環(huán)境中引起不安全因素)等重要作用。
對(duì)于氫氣循環(huán)泵而言，要做到密封設(shè)計(jì)好（氫氣容易泄露）、耐水性強(qiáng)（經(jīng)過電堆反應(yīng)后剩余的氫氣帶有少量水蒸氣）、流量大（適應(yīng)大功率電堆）、壓力輸出穩(wěn)定（低壓轉(zhuǎn)為高壓）、無油（保證氫氣純度）等，技術(shù)難度相較于傳統(tǒng)氣體循環(huán)泵要高很多。
從市場(chǎng)應(yīng)用來看，普旭（Busch）品牌可謂無人不知無人不曉，這家企業(yè)占據(jù)國(guó)內(nèi)主要市場(chǎng)份額。普旭是一家德國(guó)公司，產(chǎn)品在瑞士生產(chǎn)，在國(guó)內(nèi)上海擁有全資子公司。普旭氫氣循環(huán)泵采用爪式，與豐田旗下子公司豐田自動(dòng)織機(jī)、日本公司Ougra等技術(shù)路線類似。
“日本廠家氫氣循環(huán)泵產(chǎn)品有賣到國(guó)內(nèi)。但日本廠家在挑客戶，并不是完全鋪開，因?yàn)樽陨懋a(chǎn)能有限。他們的目的是先培育市場(chǎng)，讓國(guó)內(nèi)企業(yè)習(xí)慣技術(shù)路線。”一名業(yè)內(nèi)人士透露。
目前國(guó)內(nèi)也有個(gè)別企業(yè)在小批量供貨氫氣循環(huán)泵，幾臺(tái)、幾十臺(tái)的供貨，沒有品牌，還不能稱之為嚴(yán)格意義上的產(chǎn)品。技術(shù)路線方面，有企業(yè)跟隨普旭爪式路線的，也有企業(yè)依托自身優(yōu)勢(shì)開發(fā)渦旋式的，還有企業(yè)研發(fā)類似羅茨式。如果加上研發(fā)樣機(jī)的及送樣測(cè)試的，意圖分享氫氣循環(huán)泵市場(chǎng)蛋糕的10家左右。
思科渦旋科技(杭州)有限公司主要從事高性能渦旋壓縮機(jī)與真空泵的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，該公司是開發(fā)渦旋式氫氣循環(huán)泵的典型企業(yè)。2019年4月15日，公司收到東風(fēng)（武漢）工程咨詢有限公司組織的東風(fēng)汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心《FCEV-回氫泵采購(gòu)3》項(xiàng)目的《中選通知書》。除東風(fēng)以外，公司產(chǎn)品也有供應(yīng)給國(guó)內(nèi)其他系統(tǒng)集成商。
北京艾爾航空科技有限公司供應(yīng)電子水泵、節(jié)溫器、低溫啟動(dòng)閥門等燃料電池系統(tǒng)零部件，同時(shí)公司開發(fā)出爪式氫氣循環(huán)泵，實(shí)現(xiàn)小批量供貨。
國(guó)內(nèi)企業(yè)涉足氫氣循環(huán)泵的還有雪人股份、漢鐘精機(jī)、南方德爾、濟(jì)南思明特、浙江恒友、伯肯子公司北京蘭天達(dá)等。
整體而言，燃料電池行業(yè)處于發(fā)展初級(jí)階段，氫氣循環(huán)泵隨之呈現(xiàn)出“爪式應(yīng)用為主，多種技術(shù)路線并存”的局面，每一種技術(shù)路線都有優(yōu)缺點(diǎn)。相較于普旭而言，國(guó)內(nèi)企業(yè)在高品質(zhì)大批量穩(wěn)定供貨方面，差距顯著。普旭在裝備工藝及產(chǎn)品一致性上優(yōu)勢(shì)明顯。
一名燃料電池企業(yè)高層向高工氫電透露：“國(guó)內(nèi)企業(yè)送樣測(cè)試氫氣循環(huán)泵的到是有，但還不成熟，我們不敢直接上產(chǎn)品?！?
一個(gè)必須正式的現(xiàn)實(shí)是，國(guó)內(nèi)電堆正朝大功率方向發(fā)展，但目前適配60kW及以上電堆的大流量氫氣循環(huán)泵都不成熟。為了獲得體積小、功耗低、效率更高的產(chǎn)品，氫氣循環(huán)泵企業(yè)、系統(tǒng)集成商乃至大型車企都在研發(fā)更優(yōu)的氫氣循環(huán)泵產(chǎn)品或?qū)ふ姨娲桨浮?
據(jù)一家企業(yè)負(fù)責(zé)人透露，不同于爪式、渦旋、羅茨等容積泵，公司在開發(fā)一款類似博世（該公司與歐洲電堆公司合作開發(fā)系統(tǒng)）的離心式氫氣循環(huán)泵，這款泵體積小、功耗低、效率更高，可直接裝在電堆端板上，主動(dòng)控制流量。國(guó)內(nèi)也有其他公司在做前期研發(fā)，不對(duì)外宣傳。
另一名企業(yè)高層則認(rèn)為，未來引射器是發(fā)展方向。引射器利用高速噴射工作流體造成的壓差將噴出的氣體不斷吸入并再噴出，相比氫氣循環(huán)泵，這種裝置無移動(dòng)部件、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，而且無寄生功率，是實(shí)現(xiàn)燃料電池氫氣循環(huán)利用的理想裝置。
但引射器在低功率負(fù)載下存在引射效果不佳的問題。為彌補(bǔ)引射器的缺陷，從而能夠覆蓋PEMFC系統(tǒng)的全部工作區(qū)間，國(guó)內(nèi)外都在探索采用增加引射器移動(dòng)部件或采用引射器與循環(huán)泵并聯(lián)的方法實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)目標(biāo)。例如，Brunner等人設(shè)計(jì)了一種可變噴嘴喉部直徑的引射器，應(yīng)用于巴拉德電堆系統(tǒng)，獲得了較好的循環(huán)效果；嘉興德燃動(dòng)力系統(tǒng)公司研發(fā)出電控噴氫與引射回氫相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)大工況范圍內(nèi)的氫循環(huán)效果。
值得注意的是，雖然氫氣循環(huán)泵在技術(shù)上有很大的提升空間，技術(shù)發(fā)展方向也相對(duì)明確，但由于政策多變、市場(chǎng)不穩(wěn)定，國(guó)內(nèi)企業(yè)在研發(fā)上動(dòng)力不足。
一家企業(yè)高層表示：“國(guó)內(nèi)政策不穩(wěn)定，導(dǎo)致行業(yè)技術(shù)革新呈現(xiàn)非理性狀態(tài)，比如45kW是花費(fèi)了大量人力物力才實(shí)現(xiàn)的成熟產(chǎn)品，突然要拔高到60-70kW，導(dǎo)致技術(shù)不成熟、成本也不劃算。與之相適應(yīng)的，我們沒辦法用科技邏輯、市場(chǎng)邏輯來計(jì)算產(chǎn)品周期，投資回報(bào)周期縮短，所以不敢投入研發(fā)下一代。”
