无油水润滑螺旋空压机（谁在驱动国产无油离心式空压机）

在一片混沌中，手握自主核心技术率先杀出重围，成为国产化历史的有力推动者，这家企业身上天生就带有勇猛彪悍的虎狼之气。

高工产研氢电研究所（GGII）调研数据显示，2019年国内市场燃料电池空压机出货量TOP5供应商市场占有率高达85.44%，其中石家庄金士顿轴承科技有限公司（下称“金士顿”）所占市场份额位列前三，同时也是离心式空压机中的第一名。

燃料电池空压机需要满足无油、中高压比、高效、紧凑、低噪音、可靠性和全生命周期的低成本等多重属性。尤其对于大功率高功率密度燃料电池而言，无油离心空压机被普遍认为是终极解决方案。但由于技术门槛较其他机型高，无油离心空压机国产化突围一直十分艰难。

而金士顿不仅获得了国产无油离心式空压机应用“冠军”荣耀，还掌握着空气轴承、高速永磁电机、控制器等三大核心技术部件“杀手锏”，同时拥有气动系统的开发和优化能力。无论为燃料电池系统企业“量身定制”产品还是帮助其降低成本，金士顿有无可替代的优势。

金士顿公司副总、燃电事业部总经理王青峰向高工氢电透露：“基于燃料电池大功率发展趋势及公司核心技术定制化开发能力，今年公司推出了两款两级压缩新机型，分别针对60-80kW、80-120kW大功率燃料电池系统而开发。这两款机型压比高、流量大，配合采用碳化硅芯片的高效控制器，相比之前从整机功率、电机温升、控制响应、加载、刹车反馈速度都较前一代有非常明显的优势，采用碳化硅的空压机控制器势必成为未来趋势。”

金士顿空压机两级压缩新机型

金士顿的新技术又将在行业引发怎样的链式反应？其身上的“虎狼之气”从何而来？

“提质降本”驱动国产突围

GGII调研数据显示，2019年我国氢燃料电池空压机出货量为3790台，同比增长110.56%；2019年我国氢燃料电池空压机市场规模为1.6亿元，同比增长82.65%。

未来，随着燃料电池汽车“十城千辆”示范推广方案的实施，燃料电池空压机销量及市场规模还将大幅上升。GGII预测，2020年我国氢燃料电池空压机出货量将超过6000台，市场规模将超3亿元。氢燃料电池空压机市场在释放出巨大潜力。

巨大商机面前，燃料电池空压机竞争异常激烈，增速离心式、无油离心式、螺杆式、罗茨式等多重技术路线各自“出招”，国产与进口品牌之间你争我夺。

“其他容积式空压机要满足同等的工况下，功耗比离心式高。”一位资深专业人士告诉高工氢电，无油离心式空压机如果做得好，相对其他机型在未来将占绝对优势。无论从国内外研究方向还是下游用户反映来看，离心式备受青睐。

此前燃料电池系统功率普遍在30-40kW之间，运行压比在1.8-2.5bar之间，成本偏低的其他机型也可以满足。如今燃料电池大功率发展趋势成定局，今年基本要求在60kW及以上，在同等功耗下压比能力上更胜一筹且成本明显下降的离心式空压机有望超越。

新产品的研发对于金士顿而言，并不需要花费太多功夫。

去年公司单级压缩空压机凭借优异性能，赢得燃料电池头部企业大批量订单，应用于申龙客车、福田客车、宇通客车和吉利客车等多个主机厂。在空气轴承式空压机领域，单级压缩在设计时需要克服轴向力不平衡，技术难度比两级压缩要大。公司之所以一开始不推出两级压缩，是因为彼时燃料电池系统功率偏低，单级压缩反而使用起来更高效。

需注意的是，现阶段选择离心式空压机并非完美无缺，主要存在的问题是在低流量时可能会出现喘振现象，持续喘振则可能影响系统性能和寿命。

“我建议用户在初期选型时一定要选好机型，结合台架测试进行匹配。结合客户系统的工况点，掌握核心部件技术的金士顿可以根据客户需求做气动优化，以让产品充分满足系统运行区间，从而避免喘振现象发生。”一向务实的王青峰提醒道。

目前降本对于燃料电池系统企业而言是头等大事，空压机这一关键部件的降本对其整体成本的下降意义颇大。拥有空压机空气轴承、高速永磁电机、控制器等三大核心技术部件研发及大批量生产能力的金士顿在降本上能力突出。

“今年离心式空压机价格下降较去年明显。从离心式空压机给燃料电池系统所带来的综合功效来看，即便下降后的价格仍然比其他机型价格高一点，但下游客户是完全能够接受的。”一直与客户密切互动的王青峰透露。

可以预测，在技术及降成本上拥有双重优势，且已赢得良好口碑的金士顿两级压缩空压机推出后，势必将推动国产离心式空压机市场份额进一步提升。

长期沉淀成就“独树一帜”

在燃料电池领域，能够代表国产化突围的企业，背后必定有非凡的技术能力及团队在支撑。金士顿有着怎样的发展历程呢？

金士顿成立于2007年，成立之初就专注于轴承产品的研发、生产、销售。并于2010年开始研发空气轴承产品，由于空气轴承产品的特殊性，在2014年自主开发能够应用空气轴承配套的高速电机，就为了能够将核心技术转化成产品。

后来金士顿成功研发采用空气轴承和高速永磁电机等核心技术的应用产品---空气悬浮离心鼓风机，用于污水处理和涉及物料、粉尘输送等行业，成为真正意义上的国内首家空气悬浮离心鼓风机国产化、系列化和批量化生产制造商。

在空气轴承及高速电机领域长期的技术沉淀，凭借在流体机械行业丰富的工程化应用经验，金士顿“厚积薄发”，瞄准日益茁壮的氢燃料电池产业，精准发力，以燃料电池无油空压机为主打产品，开始了在新能源领域的新征程。

但燃料电池空压机比鼓风机转速高、体积小很多，因此技术难度也高很多。金士顿在2016年就开始内部立项，对燃料电池空压机进行研发攻关，并于2018年推出了完全国产化的采用空气轴承的无油离心空压机。

从技术角度来看，相较其他技术路线，无油离心式具有高效、体积小、噪音小等优势。但是真正实现无油、高效，空气轴承、高速永磁电机的应用必不可少，目前金士顿作为国内首屈一指的完全掌握空气轴承、高速永磁电机核心技术的企业，把核心技术成功转化为成熟的应用产品，并实现了从小批样机到规模化批产的阶段过渡，再有已取得的IATF16949质量体系的“加持”，使金士顿依靠其领先的技术优势，成熟的批产经验、过硬的产品品质真正具备能够与国外同品一决高下的实力。

金士顿燃料电池空压机的控制器也属于自主开发。这与其当初不得不开发高速电机的原因类似，在国内能够控制高转速电机的控制器是一个技术难点，彼时市场上没有现成的商用化控制器产品，因此在2016年公司决定开发无油空压机项目的同时，提前布局，组建了专门开发控制器的研发团队，并且实现了控制器和空压机的完美匹配。

“我们从最初做轴承零部件，就这样一步一步转型成机电一体化环保设备生产制造商，再到涉足新能源领域成为汽车零部件供应厂家，对于整个公司来说，也在不断的蜕变、成长。”王青峰说，由于研发涉及的学科领域不断拓宽，从最初简单的机械加工到转子动力学、电磁学、空气动力学、整机控制等，在这过程中研发团队也逐步扩大。

现在金士顿有300余人，其中研发团队就有60多人，在研发和工程化应用研究过程中，金士顿依靠自身的绝对领先的技术优势，陆续成立和组建了“河北省空气轴承及应用工程技术研究中心”、“河北省企业技术中心”及院士工作站等多个处于技术领先水平的研发平台。

“树高千尺赖根深”，金士顿凭借严谨的研发态度、科学的产品验证、通过大量实验积累真实丰富的数据、近800台供货数量、已突破2000万公里的上车累计运行里程，才使得公司和产品得到市场的广泛认可。

配套金士顿空压机产品的燃料电池汽车

这也就是为什么，在竞争激烈的燃料电池空压机市场，金士顿能够率先推出单级压缩空压机并拔得头筹，如今又创新推出两款新型两级压缩空压机。金士顿目前拥有燃料电池空压机产能3000-5000台/年，同时公司正在扩张产能，新建工厂一期产能达5万台/年。金士顿为迎接市场爆发做好了充足准备。

随着未来燃料电池系统功率越来越大，尾排气体能量也会越来越大，一向敢于创新、密切关注行业技术动向的金士顿正在考虑新机型采用能量回收的设计理念，开发适用于更大系统功率级别的空压机，做到高效低耗，为进一步提升系统的功率密度提供帮助。

王青峰还透露：“未来我们产品规划将以空压机为依托，发展成为空气子系统模块集成商和技术服务商，为客户提供定制化的优质服务，以开放包容的姿态同各方携手，共同推动中国氢能产业的发展。”