[汽車之家行業(yè)] 氫能源在今年兩會(huì)首次被寫進(jìn)了《政府工作報(bào)告》,氫燃料電池汽車再度升溫。然而必須正視的一個(gè)問題是,氫燃料電池汽車市場仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)重重的市場,如何不斷提高整車動(dòng)力系統(tǒng)的效率,同時(shí)又不斷降低車輛的制造和使用成本,是氫燃料電池汽車在較長一段時(shí)間內(nèi)都需面臨和解決的問題。
高效的空氣增壓技術(shù)是氫燃料汽車車載動(dòng)力系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)之一,通過對(duì)空氣進(jìn)行增壓,能提高燃料電池陰極的氧氣供應(yīng)濃度,從而提高燃料電池的功率密度和效率。而且,更高的壓力有助于將燃料電池做的更緊湊,減小電池堆體積,進(jìn)而優(yōu)化底盤和駕乘空間的布局。因此,電動(dòng)空氣增壓機(jī)已經(jīng)成為燃料電池汽車的核心裝置之一。
2019年上海車展期間,全球動(dòng)力增壓解決方案供應(yīng)商蓋瑞特(Garrett-Advancing Motion),展出了適用于高效率內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和混合動(dòng)力系統(tǒng)的增壓設(shè)備,以及針對(duì)氫燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)的兩極電動(dòng)壓縮機(jī)。蓋瑞特的這款兩級(jí)電動(dòng)空氣壓縮機(jī)2016年已經(jīng)搭載于本田的新一代燃料電池汽車ClARITY上。
蓋瑞特通過采用兩級(jí)電動(dòng)壓縮機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)——轉(zhuǎn)子兩端分別為低壓空壓機(jī)和高壓空壓機(jī)——能夠最大程度地對(duì)空氣進(jìn)行壓縮,為燃料電池堆帶來400千帕壓力、125g/s的增壓氣流量,電池堆輸出密度達(dá)到3.1kW/L,壓縮機(jī)最大功率可達(dá)103kW。
不過,氫燃料電池汽車市場還是一個(gè)待啟動(dòng)的市場,其中成本是很大的瓶頸之一。氫燃料汽車要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用,在技術(shù)成熟安全的同時(shí),成本也必須親民。
『本田ClARITY』
蓋瑞特致力于與氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)同,共同降低成本,解決行業(yè)發(fā)展的成本痛點(diǎn),蓋瑞特為此甚至提出了比較激進(jìn)的降本目標(biāo)。蓋瑞特認(rèn)為,電動(dòng)空氣壓縮機(jī)降本的關(guān)鍵路徑有三個(gè):
首先是需求的規(guī)?;@有賴于各國在加氫站建設(shè)、氫燃料汽車空壓機(jī)發(fā)展規(guī)劃方面的執(zhí)行情況,如果在2025年氫燃料汽車電動(dòng)壓縮機(jī)的量產(chǎn)規(guī)模能達(dá)到十萬臺(tái)以上,已經(jīng)升級(jí)換代的電動(dòng)空氣壓縮機(jī)的成本有望降到第一代產(chǎn)品的十分之一。
其次是技術(shù)革新,比如通過研發(fā)生產(chǎn)更高轉(zhuǎn)速的電機(jī)、降低電機(jī)功耗、進(jìn)一步小型化等,以及與之相關(guān)的控制、算法、精度等的提升;此外,大規(guī)模生產(chǎn)制造經(jīng)驗(yàn)和和生產(chǎn)一致性也是規(guī)模化量產(chǎn)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)降本的關(guān)鍵實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
蓋瑞特自1994年進(jìn)入中國,是最早一批將渦輪增壓技術(shù)引入中國的外資企業(yè)。在中國設(shè)有上海和武漢兩家世界級(jí)先進(jìn)制造工廠,以及上海研發(fā)中心的200多名的工程研發(fā)團(tuán)隊(duì),有全球第二大的渦輪增壓的實(shí)驗(yàn)室,具備端到端的研發(fā)設(shè)計(jì)、制造生產(chǎn)、工程能力和銷售服務(wù)能力。
目前中國尚無氫燃料乘用車上市,氫燃料商用車也不過千輛級(jí)規(guī)模,市場還處于需培育、未啟動(dòng)階段。但是,《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書》中規(guī)劃,到2020年,中國燃料電池車輛要達(dá)到1萬輛、加氫站數(shù)量達(dá)到100座;到2030年,燃料電池車輛保有量要達(dá)到200萬輛,加氫站數(shù)量達(dá)到1000座。
隨著中國政府對(duì)加氫站設(shè)施的投入,氫能源的有效補(bǔ)給問題也會(huì)得到迅速改善。蓋瑞特在中國本土氫燃料汽車空壓機(jī)供應(yīng)鏈上,結(jié)合中國本土實(shí)踐,開陣有針對(duì)性的本土化研發(fā),率先從燃料電池商用車領(lǐng)域進(jìn)入。據(jù)稱,其面向中國市場的第一款產(chǎn)品已經(jīng)經(jīng)過快速改型,能夠滿足中國氫燃料商用車的需求。
未來針對(duì)中國市場,將在第一代的基礎(chǔ)繼續(xù)做本土化的研發(fā),面向商用車和乘用車的不同需求,制定第二代、第三代氫燃料汽車電動(dòng)空氣壓縮機(jī)的開發(fā)路線,希望能夠通過技術(shù)變革解決行業(yè)、客戶以及終端消費(fèi)者的痛點(diǎn),從而對(duì)氫燃料汽車空壓機(jī)行業(yè)的發(fā)展起到促進(jìn)作用。(文/汽車之家 王靜波)
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