盘点:零部件企业助攻“氢车”商业化

2019年11月08日08:42  来源:汽车之家
 
原标题:盘点:零部件企业助攻“氢车”商业化

无论是政策上还是资源配置上,纯电动汽车已经成为新能源汽车发展的主流路线,但纯电动汽车遇到了两个问题:续驶里程焦虑、充电时间成本过高。基于此,有着“零排放、支持大载重、长续航、燃料补给快”等美誉的氢燃料电池汽车颇受关注,但“氢车”还不熟路。氢燃料电池车想要全面上路,离不开一批昂贵又硬核的零部件。实际上,除本田、丰田、现代等主机厂已经推出可量产的氢燃料电池车型外,国际零部件巨头们也在纷纷布局。

汽车之家

博世:燃料电池系统最迟于2022年上市

布局氢燃料电池这事儿,依然要从全球最大的汽车零部件供应商博世说起。早就在这个领域进行前瞻研发的博世,直到2019年5月才公开强调“押宝”燃料电池领域,成立“燃料电池移动解决方案”新部门,并计划2019年底在无锡建立燃料电池技术中心。

2019年4月,博世与瑞典电堆制造商Powercell结为合作,双方将共同开发适合批量生产的质子交换膜(PEM)燃料电池(PEM为目前行业主推的技术之一)。未来,博世将以许可证协议的模式实现该技术的量产,以供应全球汽车市场。这种电堆将完善博世现有燃料电池产品序列,预计最迟于2022年批量上市。

博世认为,商用车市场是燃料电池技术可以得到广泛应用的最佳领域。在商用车上成功之后,博世燃料电池动力系统也将被越来越多地运用于乘用车领域。博世预测至2030年,全球20%的电动汽车由燃料电池驱动,而未来博世在车用燃料电池的业务规模有望达到数十亿欧元。

汽车之家

大陆集团:剑指核心双极板和系统控制器

大陆集团同样主动“拥抱”燃料电池。2019年7月,大陆集团与德国开姆尼茨工业大学展开合作,正式启用燃料电池实验室。该燃料电池实验室专用技术设备齐全,除了已安装大型储氢罐外,还有一款高性能测试台,可适用于150kW氢燃料电池动力总成的耐久性测试,为新一代电堆及燃料电池系统的研发奠定了基础。

针对燃料电池系统成本居高不下的难题,大陆集团在新实验室重点开展两个合作项目,其中一个项目是致力于研发新型双极板,这类金属板是燃料电池堆的核心部件,负责驱散化学反应所产生的气体及电流。该项目旨在为量产新款高能量密度的双极板做准备,并致力于缩小燃料电池的尺寸,尽可能提升整体经济性。此外,在第二个项目的合作期间,双方将研发控制器及控制算法,实现燃料电池的高效运行。

汽车之家

佛吉亚:布局储氢罐只是其一

2019年7月,佛吉亚宣布将在法国成立全球技术中心,致力于投资研发新一代更高效、更轻的高压储氢罐,并通过测试中心进一步明确储氢罐的特征。该技术中心计划于2020年第二季度起投入运营,总投资约2500万欧元,包括来自法国政府490万欧元的补贴。

事实上,佛吉亚很早就在燃料电池领域有布局。2017年5月佛吉亚已从STELIA航天复合材料公司独家获得了复合材料储氢罐的知识产权和工艺技术,具备为燃料电池汽车设计碳纤维复合材料高压储氢罐并将其商业化的能力。在2017年9月,佛吉亚与法国CEA(原子能与可替代能源委员会)签订五年合作协议,就燃料电池堆技术的研发项目进行合作。

2019年3月,佛吉亚还与米其林签署合作谅解备忘录,双方将建立合资公司,通过双方现有资源的整合与资产互补,使合资公司在建立短期内即有能力为所有用例提供一系列氢燃料电池系统。

汽车之家

据悉,佛吉亚集团计划将每年投入1500万欧元用于燃料电池研发,以期充分激发该项技术在汽车行业中的潜力。佛吉亚已与一家国际知名整车厂商签署了重要合约,双方将共同开发燃料电池驱动系统、轻型商用车高压储氢系统,预计于2021年初正式投入使用。

舍弗勒:研发金属双极板

双极板是燃料电池电堆重要部件之一,其重量约占电堆的80%,成本约占24%。目前市场上氢燃料电池的双极板材料有石墨、金属和复合材料三类。同大陆集团类似,舍弗勒也在积极开发金属双极板,并在在2019东京车展上展示。这种金属双极板通过薄层金属板的精确成型及特种材料涂覆而成,把这种金属双极板堆叠便形成了燃料电池系统的核心——电堆。

在这项技术的开发中,舍弗勒一方面充分利用公司在材料技术、成型技术和表面处理等方面的传统核心技术,另一方面还不断拓展包括电子控制系统、特种气膜轴承、智能热管理模块及被动式氢气再循环组件等产品。

汽车之家

『舍弗勒开发的燃料电池堆金属双极板』

舍弗勒集团首席技术官乌维·瓦格纳表示:“在解决全球碳排放问题方面,仅依赖电池驱动的车辆还不够,我们还需要新的储能系统。氢燃料电池汽车可以解决里程焦虑问题,它不但在重型货车领域可以发挥关键作用,对于乘用车来说,氢与电池相结合的混合储能系统也是一种颇具吸引力的解决方案。”

麦格纳:燃料电池也可以“增程式”

麦格纳子公司麦格纳斯泰尔曾在2017年推出氢燃料电池增程式概念车,在今年9月举办的麦格纳技术媒体日上,这款概念车在中国首秀。相比丰田Mirai,这款概念车实现了全轮驱动和插电式混合动力的方案,混合动力电池用于短途行驶,燃料电池系统则发挥增程的作用。另外,名为HyRange25 System的纵轴燃料电池反应堆,还实现了车头小型化的布局方案。

汽车之家

『麦格纳氢燃料电池增程式概念车』

爱尔铃克铃尔:苏州筹建燃料电池实验室和生产线

2019上海车展上,爱尔铃克铃尔展示了一款基于金属双极板,适用于乘用车和商用车的全新质子交换膜燃料电池堆——NM12。据悉,爱尔铃克铃尔目前有超过100名员工从事电堆和部件的研发、测试和验证工作,位于德国总部的自动化生产线拥有每年1.5万-2万套生产能力,能自主生产金属双极板和塑料介质模块等关键组件,可提供完整的电池堆、模组和系统。

值得一提的是,爱尔铃克铃尔在中国的燃料电池业务也已启动,新成立的苏州燃料电池测试实验室预计于2019年第二季度投入使用,并计划2020年底在苏州工厂二期项目中建立燃料电池全自动组装生产线,目前已经有超过20个燃料电池整车配套项目正在开发中。

汽车之家

『爱尔铃克铃尔的低温燃料电池堆』

电装/爱信精机/丰田纺织:丰田Mirai背后的供应商

丰田Mirai氢燃料电池汽车发展的背后由日本诸多本土供应商所支持。以丰田首款氢燃料电池汽车Mirai为例,电装为这款车提供了诸多零部件,比如冷却系统中的散热器、水泵、节温器(三通阀)等,加氢系统中的氢罐、压力传感器、红外线发射器等;爱信精机则为其燃料电池系统开发了空气阀门模块和电堆端板等;丰田纺织提供燃料电池电堆内的分离器、歧管,以及离子交换器等产品。

汽车之家

『丰田Mirai氢燃料电池车』

马勒:发挥热管理技术优势 研发空气供应和冷却系统

2019年8月,德国马勒集团整合了不同开发领域的专业能力和资源,创建了“燃料电池项目部”,集中应对所有燃料电池相关话题。

在技术维度,无论是对电池尺寸与燃料电池动力学表现之间相互作用的模拟,亦或是离子交换器与热交换器开发过程的相辅相成,对于实现燃料电池汽车的安全性起着重要的作用。其中,空气管路(也称为阴极空气供应系统)是燃料电池外围系统的核心之一,由于其复杂的相互关系只能通过精密模拟来预测。马勒可以依靠其热管理、空气与液体管理和过滤等领域的各方之力,根据模拟结果的分析结论来确定外围零部件的设计方案,从而为车辆实现成本优化。

汽车之家

『马勒的燃料电池堆监控器』

同时,马勒也正研发应用于商用车的燃料电池热管理技术。针对燃料电池冷却系统的复杂性,马勒为电池、电力电子元件、电动机温度控制开发了可量产的系统化解决方案。其中,燃料电池监控器可以持续监控燃料电池的电压、温度和工作表现,确保效率和可靠性。

盖瑞特:两级电动压缩机已经市场化

对于氢燃料电池汽车而言,空气增压是车载动力系统的关键性技术之一。盖瑞特的两级电动压缩机已搭载在本田Clarity燃料电池汽车上,该系统还采用了差异化的技术设计,例如空气轴承应用,杜绝了压缩机中的任何油脂污染,也减低了燃料电池受污染的相关风险。如今,盖瑞特的这款氢燃料电池电动压缩机已经规划到了第三代,计划在2025年实现量产。迄今为止,盖瑞特参与了10多个OEM项目,为氢燃料电池汽车开发电动压缩机。

汽车之家

编辑有话说:

现阶段,氢燃料电池车仍然面临技术成本较高、基础设施建设不完善等问题,因此还未得到商业化普及。事实上,氢燃料电池汽车的产业链非常长,很多核心问题出现在上游,众多零部件企业积极将有助于种种就技术壁垒的突破,并降低氢燃料电池车的量产成本,形成规模效应。实际上,国内也有众多企业储备了相关技术,或是自主研发,或是全球化资源整合。

眼下,氢燃料电池车能否真正走入百姓家,或许正相当于2008年开端的纯电动汽车格局,谁也不会想到10年后,纯电动车的发展已经超乎了所有人的想象。相比纯电动汽车,氢燃料电池车是否更值得用户期待呢?(文/汽车之家 彭斐)

(责编:王紫、李昉)