是什么制約了氫燃料電池汽車銷量?是因為技術不夠成熟嗎?
作為新能源汽車技術路線之一,氫燃料電池汽車已經(jīng)在全球范圍內引發(fā)了關注。而從中國汽車市場來看,盡管目前新能源汽車銷量主要以純電動汽車和插混車型的銷量為主,但在政策的支持以及成本、基礎設施等一系列制約因素逐步得到改善的情況之下,來自渦輪增壓和電動增壓的領導者蓋瑞特公司的高級創(chuàng)新技術總監(jiān)Robert Cadle近日在接受蓋世汽車記者采訪時表示:“中國燃料電池汽車市場正在變得火熱,在過去的兩年,特別是去年到今年,我們明顯感覺到,來和我們談燃料電池項目的客戶多了起來。
首先是技術挑戰(zhàn)。以電動壓縮機為例,據(jù)Robert Cadle介紹,燃料電池汽車的電動壓縮機和傳統(tǒng)增壓器相比,因為不接觸廢氣排放,在熱端對高溫材料耐用性方面降低了。但是除了這一點,其他方面的設計都是更加有挑戰(zhàn)的。“氫燃料空氣壓縮機里面的軸承和傳統(tǒng)增壓器軸承系統(tǒng)是完全不一樣的。傳統(tǒng)增壓器用的是浮動軸承,它是用潤滑劑支撐的,油膜把它浮起來轉,另外用油把它的熱量帶走。但是燃料電池的發(fā)動機不能有任何的油脂侵蝕,否則這個系統(tǒng)就要報廢了。另外,集成在增壓器中的電機有非常高的功率,所以它的發(fā)熱量更大,需要很好的冷卻技術設計。而且它上面還有很多的敏感的電子部件,在發(fā)熱的狀態(tài)下要準確運行……”
總之,這一部件在軸承系統(tǒng)、電機控制、軟件、熱管理等方面都帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。據(jù)了解,針對氫燃料電池汽車,蓋瑞特開發(fā)了將電動產(chǎn)品與傳統(tǒng)機械應用相結合的兩級電動壓縮機創(chuàng)新技術,這一部件能夠支持為燃料電池汽車達到103kW的最大功率。值得注意的是,通過采用空氣軸承,不僅實現(xiàn)了超低靜音,且杜絕了油脂污染。此外,通過緊湊型布置,幫助電池堆提及縮小了33%,實現(xiàn)發(fā)動機罩內搭載燃料電池動力系統(tǒng)。目前,蓋瑞特氫燃料電動壓縮機已在本田汽車公司的Clarity氫燃料電池車上實現(xiàn)量產(chǎn),幫助車輛實行750公里的續(xù)航里程,充滿電力只需要3分鐘。
相關資料顯示,中國以商用車為主的燃料電池汽車市場已經(jīng)突破了千輛,尤其是2017年,一共銷售了1098輛,從東北的遼寧,一直到廣東的佛山,包括長三角的上海和江蘇如皋等地都已經(jīng)開始了示范運行。國內氫能基礎設施建設加速進行,到目前已經(jīng)在運行的加氫站有10座,在建的有20多座,氫能基礎設施也在加速推廣??梢?,中國在氫燃料電池方方面已經(jīng)取得了一些進展,然而不可否認的是,氫燃料電池汽車還面臨著諸多因素的制約,尤其是成本方面的制約。
而這同樣意味著,除了技術挑戰(zhàn),氫燃料電池增壓技術亦面臨著來自成本方面的考驗。針對此,Robert Cadle表示,接下來,氫燃料電池電動壓縮機的目標是規(guī)模擴大、成本降低。“預計到2025年之后整個市場的量會達到幾十萬臺的數(shù)量級,而隨著整個市場的擴大,產(chǎn)量上去了,成本也有望隨之降低。屆時我們產(chǎn)品的成本有望降到現(xiàn)在第一代產(chǎn)品的十分之一左右,這有利于燃料電池汽車在后補貼時代的競爭力。”
至于蓋瑞特具體將通過哪些措施來降低成本,Robert Cadle認為主要有以下幾大核心手段:
第一、選擇更高轉速的電機,選用了更高轉速的電機以后,它的功率會下降,材料用量和成本會下降,我們可以用更小的電機來做到,更少的轉子、定子的材料的使用,它的成本也會下降。
第二、提高核心部件的生產(chǎn)自動化程度,如空氣箔片軸承和機繞定子。電機的定子和空氣軸承由于目前的量太少,都是手工做的,將來會做成自動線,開模具,專線生產(chǎn),進一步降低它的生產(chǎn)成本。
第三、系統(tǒng)集成?,F(xiàn)在控制器和電機是分開的,中間還有一根很貴的連接線,兩套冷卻系統(tǒng)分別冷卻。將來如果把系統(tǒng)集成在一起,不僅可以省去連接線,系統(tǒng)之間的冷卻也可以做成一套系統(tǒng),從而省掉很多零件,進一步實現(xiàn)小型化,并且降低整個系統(tǒng)的成本。
最后、規(guī)模經(jīng)濟。一方面,降低電子元件的開發(fā)成本和采購成本。另一方面,蓋瑞特在開發(fā)氫燃料電動增壓技術的同時,為混動汽車開發(fā)高效的電動壓縮機和一體化的電動渦輪壓縮機,具有電子部件的開發(fā)協(xié)同效應。隨著混動汽車將在未來五年實現(xiàn)高速增長,并大量采用電動增壓技術,因此電動增壓產(chǎn)品相關的電子元件將會因大規(guī)模量產(chǎn)而獲得成本優(yōu)勢。同時,蓋瑞特在全球擁有13座先進制造工廠和全球供應鏈體系,會進一步內部優(yōu)化電子部件的性價比優(yōu)勢。
據(jù)外媒報道,澳大利亞礦業(yè)有限公司(Australian Mines)正與阿姆里塔研發(fā)中心的先進材料和綠色科技卓越中心(Amrita Centre for Research and Development’s Centre of Excellence in Advanced Materials and Green Technologies)合作,圍繞在下一代鎳氫電池和儲氫應用中使用鈧進行研究。
該中心位于印度泰米爾納德邦(Tamil Nadu, India),其正在評估鈧鎂合金作為新等級高容量三元合金提高下一代鎳氫電池(NiMH)的儲能能力,讓其應用于蓬勃發(fā)展的全球電動汽車市場。
除了研究在主流乘用車中使用鈧鎂合金的可能性,該研究合作還評估此類新型鎳氫電池的儲氫的潛力,以便為日益增長的技術需求提供實用的解決方案,該技術可以有效地儲存大量氫氣,用于重型運輸工具等高能耗應用。
在與阿姆里塔研發(fā)中心簽署協(xié)議之前,澳大利亞礦業(yè)有限公司與英國3D打印金屬粉末制造商Metalysis建立了合作伙伴關系,一起研究和開發(fā)創(chuàng)新固態(tài)工藝,以便更高效地生產(chǎn)用于汽車制造領域的鋁鈧合金。
澳大利亞礦業(yè)公司總經(jīng)理Benjamin Bell表示:“根據(jù)該研究協(xié)議,澳大利亞礦業(yè)公司將保留合作產(chǎn)生的所有知識產(chǎn)權,無論相關知識產(chǎn)權在何處由誰創(chuàng)造,未來研發(fā)合作伙伴關系推出的商業(yè)化應用可能為公司股東提供長久價值。”
今年早些時候,澳大利亞礦業(yè)公司與電池制造商SK Innovation簽署了承購協(xié)議,將購買昆士蘭Sconi鈷-鎳-鈧項目生產(chǎn)的所有鈷和鎳。












