随着全球能源结构加快向低碳化转型,氢能作为清洁的二次能源受到各方关注。氢能在交通、工业、建筑和电力等领域均有广阔应用前景,氢能汽车也成为未来汽车工业可持续发展的重要方向之一。
在刚刚过去的上海车展上,既有车企展示了氢能汽车,也有氢燃料电池系统、储氢瓶相关企业携自家优势产品同台亮相。下面一起从中探寻氢能汽车未来发展趋势。
车企:现代、丰田、长安、宝马、广汽
● 氢燃料电池车方面,除了现代、丰田在前量产车型基础上推陈出新,还有宝马首次在国内推出氢电SUV,以及长安首款氢电SUV深蓝S7;
● 氢内燃机汽车同台亮相,丰田、广汽均有展示,与氢燃料电池相比,两者百公里氢耗相差不大,不同之处在于,氢燃料电池车应用进展更为成熟,氢内燃机还处于概念车、技术发布阶段。
氢燃料电池系统、储氢瓶:彼欧、博世、EKPO、丰田纺织、盖瑞特、博格华纳、佛吉亚、宝钢股份、福士、HRC
● 彼欧、博世、佛吉亚等传统汽车零部件厂商纷纷转型,切入氢能相关零部件赛道,抢占未来汽车电气化应用市场优势;
● 氢能重卡应用抢眼,零部件厂商都有可用于重卡的产品,博世还首次展出适用于重卡的大功率氢动力模块。
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一、车企
1、 现代:氢燃料电池车NEXO中国版、N Vision 74概念车、氢燃料电池系统(车用、轨道交通用)
现代氢燃料电池车NEXO中国版搭载了一套获沃德十佳发动机称号的动力总成,驱动电机的最大功率可达120千瓦,最大扭矩为395牛米。NEXO中国版在续航里程及补能方面也有着优异的表现,在充满氢的情况与CLTC-P工况下续航里程可达550公里,加满氢仅需5分钟即可完成。
N Vision 74是高性能N品牌的首款氢燃料电池混合动力Rolling lab概念车,采用氢燃料电池系统和电池组合的“混合动力”形式,其设计致敬了现代汽车在1974年推出的首款量产跑车“Pony Coupe”概念车。
氢燃料电池系统(车用):HTWO氢燃料电池系统,发电效率高达64%
2、丰田:第二代MIRAI、卡罗拉Cross H2概念车
第二代丰田MIRAI加氢仅需3分钟,便可带来800公里的续航。必要时,MIRAI还能为发电机提供电能。
卡罗拉Cross H2概念车与此前丰田的油电混动车型有着类似设计。动力方面,之前应用在丰田GR YARiS H2车型上的内燃机氢燃料技术,将转化到卡罗拉Cross H2概念车上,能够把氢燃烧功率提高24%,达到与汽油发动机相同的功率水平,续航里程也增加了30%,加氢过程仅需1分半钟。
3、长安:深蓝S7氢电版、氢燃料电池系统
这是长安首款氢电SUV,深蓝S7氢电版采用自研氢燃料电池系统,氢耗低至0.73kg/100km。
高效清洁能源解决方案(氢燃料电池系统):效率≥62%,寿命10000h(衰减<10%),体积<115L,核心部件100%国产化。
4、宝马:iX5 Hydrogen氢燃料电池车、iX5氢燃料电堆
宝马iX5 Hydrogen氢燃料电池车搭载宝马氢燃料电池技术与第五代BMW eDrive电力驱动技术,整套动力系统由两个储氢罐、一个燃料电池和后轴电机构成,总输出功率可达295kW,其中,高性能燃料电池可连续输出125kW的电能。两个储气罐可容纳6kg氢气,可在3-5分钟内加满。在22年初最后一轮冬季测试中,该车在超低温气候条件下最大续航里程约为500km。
在BMW 气燃料动力电池里,氢和空气中的氧变成了电和水蒸气。氢动力燃料电池电动汽车(FCEVs)满足纯电驾驶乐趣,同时拥有燃油车一样的灵活特性:4分钟以内快速补能, 长续航里程, 对气候条件的依赖性很小,在舒适性和适用性方面没有妥协。
5、广汽:钜浪-氢混动系统、绿境SPACE概念车
广汽展出了由氢内燃机与广汽机电耦合系统GMC组成的钜浪-氢混动系统,氢能源概念车SPACE也一并展出。
广汽科技最新发布的钜浪-氢混动系统由2.0L氢内燃机与广汽机电耦合系统GMC2.0组成,百公里氢耗低于0.84公斤,在大幅减碳同时,以混动技术保障系统的动力性。该系统采用氢气缸内直喷技术的广汽首款氢发动机已于2021年9月点火成功,运转验证时长超12000小时,最高热效率达44%。
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二、氢燃料电池系统、电堆、空压机等相关企业
1、彼欧:燃料电池系统、储氢系统
车用PEM(质子交换膜)燃料电池系统:冷启动性能良好,即插即用设计;集成隔离式DC/DC直流转换,使系统并行化更简易。
适用于轻型与重型燃料电池电动汽车(FCEV)的四型高压储氢瓶:集成热塑性内胆、管路、储氢瓶阀门和相关安全组件(如TPRD)技术;掌握储氢瓶塑料内胆成型核心工艺,使用专用软件 ComposicaD™用于储氢瓶设计优化和生产执行;完备的内部测试与认证机制及设施。
2、 EKPO:PEM电堆
EKPO 是爱尔铃克铃尔集团和彼欧集团成立的合资公司,专注于燃料电池技术。
NM12 Single 集成系统功能的低温燃料电池模组 (PEMFC):采用金属双极板的质子交换膜燃料电池电堆模组拥有359片电池,功率高达123 kW, 是为满足汽车领域(乘用车、轻型商用车)和轨道交通领域的高功率应用需求 (>100kW) 而设计的。
NM12-Twin 集成系统功能的低温燃料电池模组 (PEMFC):采用金属双极板的质子交换膜燃料电池电堆模组拥有598 (2x299)片电池,功率高达205kW,是为满足高功率要求 (>150kw) 的重型货车、轨道交通和海运船舶的应用而设计的。
NM5-EVO 集成系统功能的低温燃料电池模组 (PEMFC):采用金属双极板的质子交换膜燃料电池电堆模组拥有335片电池,功率高达76 kW,是为汽车行业应用(乘用车轻型商用车、叉车)的量产而设计的。
3、博世:燃料电池系统
博世展示了完备的燃料电池产品组合和灵活的解决方案:包括燃料电池多功能功率控制器、中压传感器、基于压力的进气流量传感器、热膜式空气流量传感器、氢气尾气传感器、燃料电池控制单元、燃料电池电堆、电子空气压缩机本体(带能量回收)、电子空气压缩机控制器、全功能型供氢模块、高压氢气循环泵、调压阀、瓶口阀、尾阀。
博世氢动力模块(FCPM-C190)是一款大功率、单系统氢动力总成解决方案,可满足49吨重型卡车的中、长途物流使用需求。额定功率:190kW;峰值效率>62%;额定点效率≥48%;动态特性≥60kW/s;低温启动:-30度。
博世氢动力模块(FCPM-C132)是一款应用于中、重型物流车、市政用车以及工程车辆的智能化氢动力总成解决方案。
进气道喷射氢燃料发动机,包括整车控制单元、发动机电子控制单元、电子压力调节器、氢气喷射器、温度传感器、氢轨总成、压力传感器、点火线圈。
4、丰田纺织:离子交换器、双极板
燃料电池车用离子交换器:保持冷却液低电导率,维持发电效率与外部的绝缘性;使用高性能离子交换树脂,性能提高1.3倍,为产品的小型·轻量化做贡献。更换滤筒时无需卸螺母,提高更换操作性,且冷却液不会溢出,减少更换滤筒的作业时间。
燃料电池堆用双极板:利用独有的精密冲压加工技术和模具技术研发出双极板新型冲压工艺,可用更薄的板厚冲压成型,可实现更复杂的流路形状;从工艺开发到维护的一条龙管理一保持产品的高精度与品质,与现行相比大幅缩短冲压工期,提高生产能力(现行的10 倍)。
5、盖瑞特: 燃料电池空压机
盖瑞特在国内首次展出可满足国内商用车及乘用车市场燃料电池需求的新一代氢燃料电池空气压缩机及膨胀端解决方案。随着空气动力学叶轮、高速电机、膨胀端技术、控制器设计的持续改进,新一代模块化氢燃料电池电动空压机性能更加优越,当选用涡轮膨胀端时,氢燃料电池空压机能耗最多可减少20%。
6、博格华纳:氢气喷射系统
博格华纳在H2内燃机管理系统领域积累了多年经验,并且开发了低、中、高压环境下的氢组件应用,提供包括进气道喷射和缸内直喷等全套解决方案,可助力客户的产品快速积累进入市场。
博格华纳正在开发能够支持喷射高压H2的喷射器,并对高压H2喷射系统进行测试, 以确定对高压H2使用的最佳控制策略,从而使车辆拥有最低使用成本。
氢燃料喷射器(DI-CHG):用于氢气(H2)内燃机的 ECU 控制的中压燃料喷射器系列。
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三、储氢系统、储氢瓶相关企业
1、佛吉亚:重卡储氢系统
FORVIA佛瑞亚集团旗下的佛吉亚是全球领先的汽车零部件科技公司,致力于打造安全、可持续、先进和个性化的出行解决方案。
重卡储氢系统:侧挂XL高压储氢瓶,实现氢能重卡续航里程最大化。
2、宝钢股份:储氢瓶
采用高密度聚乙烯材料的内胆,碳纤维缠绕成型制备的四型储氢复合材料气瓶,具有储氢密度更高,疲劳安全可靠性更好等优点,水压爆破压力≥165MPa。
3、福士:储氢系统连接器、阀门、软管
德国福士公司提供商用车、非道路机械、乘用车以及发动机等领域的管路系统和管路连接系统。
4、HRC:储氢瓶
HRC与合作伙伴德国VOSS Fluid携手为交通运输领域提供更为安心、高效的“即插即用”式储氢系统。车展现场双70兆帕IV型储氢瓶系统全球首发,融合了碳纤维缠绕技术及全球领先的高压阀、TPRD及接头系统,满足功能的同时极大提高了产品的安全性。
原文始发于微信公众号(艾邦氢科技网)