他認為膨脹機應用將快速地增長，尤其在150kW以上的系統應用上，2023年會成為膨脹機應用的元年，2025年-2026年膨脹機裝機量會超過兩級壓縮。海德韋爾擁有強大的正向開發應用的經驗與能力，已經推出了多款自主開發的VSEC、T-Booster膨脹機系列產品，引領空壓機領域的技術變革。

膨脹機路線由市場價值驅動

燃料電池向大功率發展的掣肘之一就是BOP的匹配問題，在空壓機方面，當前選用兩級壓縮離心式空壓機技術作為大功率適配的主流路線。

但如果繼續采用該路線，空壓機需要滿足的空氣流量和壓縮比都要大幅度提高，空壓機所消耗的電源功耗（寄生功耗）要從現在的15%-20%增大5%以上，這就意味著氫燃料電池空壓機的效率要降低5%以上。

因此尋找開發更大功率級別的空壓機技術路線和產品，以滿足系統功率增大的需求，以及更低的寄生功耗，成為目前燃料電池空壓機企業的共同發展主題。

“膨脹機（帶能量回收的）空壓機可以使理想變為現實，利用渦輪膨脹做功的原理，把電堆排氣中的一部分能量加以回收利用，從而降低空壓機對于電源功率的需求。” 俞宇楓博士指出。

膨脹機的另一個利器是可變截面，使用VGT（Variable Geometry Turbocharger，可變截面渦輪增壓系統）可變截面調節，可以顯著增加膨脹機的map覆蓋。

固定截面時，膨脹比不變流量增加，空壓機運營偏離最佳運營點，無法回收能量導致寄生功耗增加；而使用VGT調節開度，拓寬了流量適配范圍，對不同的堆和需求都可以得到很好的應用。

這種膨脹機路線對燃料電池系統及整車的經濟意義也非比尋常，據俞宇楓博士測算：如果在150kW的系統里，實際電堆要180kW，因為有寄生功耗，其中空壓機要占據80%的能量消耗，約為24kW，如果使用膨脹機產品進行能量回收，空壓機效率可提高33%，空壓機本身的功耗降到8kW，150kW的系統就可以少加幾十片的堆片，按5000/kW計算，可以節省4萬元，遠遠覆蓋超過了空壓機本身的成本。

對整車用戶來說，以37T 重卡為例，配備300 kW電堆，使用膨脹機的系統效率可提高 7%，氫耗 11公斤/100公里，按照氫氣價格 35元/公斤測算，節省的氫耗能為終端客戶省約27萬元。

“在汽車行業里，使汽車的發動機省0.1%或者以下的功耗，就可以占領市場了，我們現在能省5%、6%，這個效益還是非常明顯的。” 俞宇楓博士表示。

海德韋爾，膨脹機技術領跑者

膨脹機的研發是一個系統工程，需要有正向開發，應用的經驗與能力，海德韋爾無疑是膨脹機路線的領跑者。

海德韋爾由原世界500強高管和專家于2019年12月創辦于蘇州太倉，專門從事汽車用氫燃料電池空壓機的研發、生產和銷售。創始人顧茸蕾博士已深耕汽車核心零部件領域三十余年，是資深的空氣動力學專家，曾在世界500強公司領導中國、印度和捷克研發中心，擁有數十項國內外專利。

依托豐厚的經驗，公司在成立之初便擁有了開發氫燃料電池空壓機的所有核心技術，采用車規級開發流程和質量標準，建立了供應商管理和內部生產體系。目前已經開發出4個系列11個平臺的產品，覆蓋幾乎所有商用車和乘用車燃料電池系統的要求。

其膨脹機路線已經發展出可變渦輪單級壓縮空壓機VSEC、可變渦輪多級壓縮空壓機T-Booster系列兩大系列產品。

VSEC系列產品在保持離心空壓機高性能的基礎上，增加了帶可變幾何截面的膨脹機系統，回收效率可達30%以上，特別適合超大功率氫燃料電池系統。

T-Booster系列則是把HEC產品和VSEC產品串聯在一起，通過系統匹配使HEC和VSEC產品都工作在合理的轉速范圍之內，實現雙驅能量回收三級壓縮，可降低空壓機功耗35%以上，實現空壓機系統效率超過100%。

“根據我們VSEC15在客戶120kW系統的實測數據顯示，本來30kW左右的電耗，實際就20幾kW的能耗，就有8kW的能耗省下來，240kW能省13千瓦，效果相當可觀。”俞宇楓博士表示。

基于產品實測數據和與客戶的交流，海德韋爾認為未來膨脹機路線將占據市場主流，膨脹機項目快速地增長，尤其在150kW以上的系統應用上，預計2023年會成為膨脹機應用的元年，2025年-2026年膨脹機裝機量會超過兩級壓縮。

憑借強大的開發經驗和能力，海德韋爾將持續專注膨脹機性能和可靠性提升，引領行業膨脹機技術路線的發展壯大。