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三分天下必有氢 与马勒畅谈“氢”革命

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  [汽车之家 行业]  “忽如一夜春风来,千树万树梨花开”,用这句话来形容2019年氢能产业再适合不过,已有越来越多的资本和企业争相扎入氢能汽车领域。然而,在火热的资本背后,有诓骗了不少“智商税”的企业,如推广“水氢发动机”的庞氏青年,最后这场闹剧以青年公司破产告一段落,但其留给业内的是冷静的思考。要想真正加入这场氢燃料电池的革命,企业首先要“务实”。在这方面,一些国际零部件企业值得我们借鉴。

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  30秒快速get关键信息:
  ★推广燃料电池技术最大的障碍在于成本,但不排除在特定场景下先试运营。随着燃料电池汽车逐步产业化、规模化,终端用户的成本将下降。
  ★燃料电池系统需要与内燃机类似的热管理、空气管理等周边系统,这些对燃料电池外围设备的性能及集成提出了更高的要求。
  ★马勒预测,从2030年开始,每年道路上将新增约100万套应用在轿车或商用车上的燃料电池驱动系统。


“改朝换代”指日可待

  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,众多零部件企业也敏锐地嗅到氢燃料电池领域蕴藏的机遇,并积极布局。例如,2019年11月,佛吉亚和米其林合作建立氢能源出行公司;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”;5月,博世宣布成立“燃料电池移动解决方案”新部门,近期还在无锡开建燃料电池技术中心,预计2020年底前建成。(更多内容可见《车圈盘点丨零部件企业助攻氢车商业化》

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  众所周知,在今年车市下行的大环境下,整车企业的压力已经转嫁给产业链上游企业,零部件企业在“余粮”捉襟见肘之际,还要拿出一部分资金在一个短期内无法盈利的产业,原因何在?马勒中国总裁胡坤表示:“马勒之所以创建‘燃料电池项目部’,主要目的是集中资源应对所有和燃料电池相关的市场需求。马勒在这一领域所做的前沿开发工作,目标是要确保燃料电池达到大众市场所要求的技术成熟度。”

  胡坤表示:“如今市场上已经存在多种形式的新能源汽车,包括纯电动汽车、插电式混动汽车和燃料电池汽车。随着技术的进步,每一种技术都有可能成为某一特定时间段的主流。马勒对所有可能的技术方案都保持开放态度,作为前期研发,尽可能多地研究、储备各种相关技术是应对未来行业发展的关键。”

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『马勒中国总裁胡坤』

  在胡坤看来,未来新能源汽车会“三分天下”,其中必有“氢”。相较于纯电动汽车而言,在长途行驶或重载运输时,燃料电池汽车将会是更理想的选择。虽然目前业内氢燃料电池产业化前景尚不确定,但该技术在环保和车辆续航里程等方面的优势已显而易见。氢能车能够弥补一般纯电动车在续航里程上的不足,加注氢的速度也要比电池充满电快得多,同时更加清洁环保。

  既然氢燃料电池车有诸多优势,为什么市场上迟迟不见大规模应用?目前燃料电池技术最大的障碍是成本,但可以在特定场景下先试运营。随着燃料电池汽车逐步产业化、规模化,终端用户的成本将下降。此外,最终要达到市场化运营,需要政府及整个行业的不懈努力。只有技术进步、规模上去,才可能完全市场化。尤其在商用车领域,如果燃料电池汽车的费用结构更有利,那运输车队的“改朝换代”便指日可待。

燃料电池系统的外围必备件

  在氢燃料电池电堆中,核心技术之一就是“质子交换膜”,但这不是整个燃料电池系统的唯一挑战。“燃料电池系统需要与内燃机类似的热管理、空气管理等周边系统。电堆在热管理和媒介电导率方面的性能指标,以及对空气中的污染物和有害气体的敏感性,都对燃料电池外围设备的性能及集成提出了更高的要求。马勒在内燃机领域的很多技术积累均可在燃料电池汽车产品上得到改进和应用。”胡坤说。

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  马勒凭借其在热管理、空气管理、过滤领域的专家经验和整体系统能力,为适合规模生产的燃料电池汽车的开发提供支持,同时尤其注重降低制造成本、提升操作安全性。目前,马勒正基于现有产品系列,开发一套模块化的燃料电池系统。

  首先是空气过滤系统。为防止损伤电池,诸如二氧化硫、臭氧、氮氧化物、氨气等气体和颗粒杂质都必须被有效阻隔。为此,马勒开发了一款高效的多层滤芯,其基底层能够保证机械稳定性;微粒过滤层负责去除氯化钠;分子层阻止氨气进入燃料电池。

  其次,燃料电池对机油混合物十分敏感。因此,用于压缩进气的电动压缩机必须无油。轴承同样如此,因为哪怕是一丁点的机油也可能引发不可挽回的损伤。马勒开发的空气压缩机使用了一种特制的高速滚针轴承,由油脂进行润滑,并通过一个同样由马勒自己开发的垫圈来防止油脂向燃料电池渗漏。

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『燃料电池堆监控器』

  同样,去离子冷却液可用于燃料电池的冷却,因其导电性微乎其微,遇到电池损坏时也不会导电。马勒开发的离子交换器能够有效去除氢燃料电池发动机冷却液中的离子,在满足高性能、高耐用性的同时,凭借全塑料的材质和紧凑的设计,有效降低产品重量,节约安装空间。

  最后,燃料电池堆在运行时需要不间断的监控。马勒燃料电池堆监控器模块由两个微处理器处理来自电堆的信号,并反馈给中央处理单元。必要时,电堆的电压可通过一个半导体模块直接释放。来自美国的尼古拉公司利用马勒的热管理知识开发了燃料电池卡车NikolaTwo,该卡车设计续驶里程为800-1600km,预计2021年推出。

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『燃料电池卡车NikolaTwo』

2030年起每年将新增100万套氢动力系统

  在马勒看来,氢燃料电池汽车最适合的应用场景在商用车。一方面氢能源在环境友好性方面优于燃油车,也不会造成大量的动力电池回收压力;另一方面,在货车续航、充能时间方面明显优于电动商用车,使用成本与燃油车、电动商用车相差无几。

  在中国,氢燃料电池汽车也是先从商用车领域崛起,如城市内的公交车、物流车及特定区域的叉车等应用。一方面,随着各地政府在公共领域的示范应用、推广,同时辅以加氢站的快速建设,氢燃料电池汽车在一些城市已经应用;另一方面,考虑到氢燃料电池汽车的补贴、使用成本和性能等优越性,部分采买机构,如物流企业、货运企业等将首先试用氢燃料电池汽车。

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  据统计,2018年,我国氢燃料电池车产销为1527辆,全部为商用车产品,包括1418辆氢燃料电池客车以及109辆氢燃料电池货车。业内人士预计,到2020年将会有5000-10000辆氢燃料电池商用车投入使用。“全世界范围内,燃料电池车辆的数量在缓慢而稳定地上升。未来它在商用车、SUV和轿车上都会有更广泛的应用。从2030年开始,每年道路上将新增约100万套燃料电池驱动系统。”胡坤补充道。

结语

  万亿级的氢燃料电池汽车市场已开闸,氢燃料电池汽车将被拉回到与纯电动、插电式混合动力并行的赛道上。眼下不能说氢燃料电池汽车将成为主流,但至少氢燃料电池一定会是新能源汽车产业的重要补充。它的发展历程也犹如当初电动汽车起步一样,在经历一段时间资本的炒热后,逐步慢慢回归理性发展。企业只有扎扎实实去做,不去做不切实际的“白日梦”,假以时日才能收获果实。(文/汽车之家 彭斐)

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