“氢”车熟路 风驰“电”掣

2018-08-14

世界正在接近“后石油时代”。而我国传统能源汽车退出的时间表尚在酝酿中。随着长江氢动力整车生产项目签约落户,科力远混合动力总成平台正式投产下线,粤港澳大湾区节能和新能源汽车产业正在完整地呈现出氢燃料电池、混合动力、纯电动三驾“马车”共同驱动的态势。按照业界人士比较有共识的判断,尽管氢能源堪称终极能源,但未来相当长的时间里,这三条技术路线将此消彼长、长期共存。

而随着推行国VI标准汽柴油进入倒计时以及对节能汽车减半征收车船税、对新能源汽车免征车船税等一系列政策的施行,作为全球最大新能源汽车销售市场,国内对节能和新能源汽车的需求在不断发酵。大湾区“新动力”正在加速“蓄能”。

氢能:抢占终极能源的国内制高点

与国内首座商业化运营的加氢站相隔不到四公里,广东广顺新能源动力科技有限公司(下称广顺新能源)坐落在南海丹灶的国家生态示范工业园内。广东新能源汽车产业基地作为省内唯一的燃料电池和氢能技术核心部件产业基地也坐落在丹灶。作为目前国内唯一具备生产氢燃料电池空压机等核心零部件能力的企业,广顺新能源制造的空压机因其体积小、噪音低、发热量小,占据了95%的国内自主知识产权的氢燃料电池系统。

在被认为是解决人类能源危机终极方案的氢燃料电池中,除去电堆系统,空压机的造价占到了辅助系统成本的41%,而辅助系统的造价则占到了氢燃料电池的51%。过去九年间,广顺新能源仅生产了700台空压机。但今年月产便已达到360台的产量。该公司副总经理吴勇辉预测说,明年市场对广顺新能源空压机的需求预计会达到1000台。“对广顺新能源来说,今年便是‘氢能元年’。”

早自2009年开始,吴勇辉团队就在考虑如何在华南找到氢燃料电池产业上下游的合作伙伴。九年来,氢燃料电池产业的生产端如星星之火,正在向佛山加速布局。

继广顺新能源、广东泰罗斯汽车动力系统有限公司(下称泰罗斯)等新能源汽车核心零部件企业落地之后,长江汽车全球唯一的氢动力汽车研发中心及其年产16万辆的整车项目也在去年落户南海,佛山南海的氢燃料汽车产业不断从核心零部件、发动机到整车形成规模。其中,泰罗斯扮演了长江汽车落地的重要推手角色。其掌舵人是曾参与全球第一辆燃料电池巴士、SUV和乘用车开发的华裔科学家张锐明。

“在国外,氢能早在十几年前就被学术界定义为终极能源,美、日、德等国从20世纪60年代开始,从太空到地面,从军用到民用,对氢能领域的研究一直没有中断。国内氢燃料电池的产业链不完善、不合理,所以其产品的规格、指标、可靠性以及专业的程度都有一系列的问题。现阶段,国内能把氢燃料电池做出来,是非常困难的事。而丰田能把氢燃料电池量产产品做出来,绝大部分产业化问题都在三井财团内部解决掉。所以需要花时间把国内比较好的供应商组织起来,一起来研发。”张锐明说,泰罗斯努力将其国产化,希望核心技术部分不再依赖于国外。将“核心技术国产化”,实现“南海制造”是他回国创业的“小目标”。

张锐明带领团队正在为提高车用氢燃料电池动力系统的可靠性、持久性而攻坚,目标是解决新能源汽车续航里程短等难题。“国外生产主流的氢电池使用寿命约10000小时,而我国自组研发生产的只有2000~3000小时。经过一年多反复试验,我们将国产氢燃料电池寿命提高到7000~8000小时,但成本仍要比国外高30%~40%。”张锐明分析,延缓电池的性能衰退是国际性难题,通常的解决方法是催化剂。然而,氢燃料电池使用铂金作为催化剂成本非常高,所以泰罗斯研发出一种在线自活化系统,让氢燃料电池能够持续活化和恢复,以增加电池的寿命。三至五年之后,泰罗斯要让国产氢燃料电池的寿命赶上国际主流的平均水平,向2万小时冲击。

今年5月,泰罗斯迎来一项喜讯,其自主研发的TLSPU300A型车用燃料电池动力系统,获得了《国家机动车质量监督检验中心(上海)》颁发的产品强制性检验认证。这也意味着,该型具有完全自主知识产权的系统,符合了进入燃料电池整车生产的要求。预计今年底,首批使用该动力系统的30辆氢能公交客车,将正式进入南海的公交系统,而另外30辆的订单也正在筹备中。“试运行阶段已经顺利结束,我们的氢能动力系统测试数据非常理想。”张锐明表示,一般纯电动客车的续航里程为200~250公里,而泰罗斯自主研发的燃料电池电堆模块,能让它的续航里程增加到400~600公里,加氢时间则缩短至10~20分钟。

混动:攻破混动在国产车上的难题

“未来,科力远还将继续深耕电池、变速器、电机电控和系统集成技术。无论是氢燃料汽车、纯电动,还是混动,这些技术都是最基础的,也是最核心的。汽车产业需要技术积累和沉淀,我们要存敬畏之心,想弯道超车会欲速则不达。”国内首个自主品牌的混合动力总成系统平台在佛山投产相隔不过一个多月,科力远新能源股份有限公司总裁兼CHS公司总经理刘彩云在接受本报记者采访时表示,三至五年内,科力远希望把混动汽车的年产量做到100万辆,未来和合作伙伴一起推向年产200万~300万辆。这个数量将占据国内乘用车8%~10%的产量。到那时,混动汽车的成本将控制在比燃油汽车价格高10%以内,国产混动汽车将被更多中国家庭所接受。

二十年来,科力远实现了从镍氢电池材料起家,到与国内汽车厂商共同打造混动系统总成平台。CHS项目顺利落地佛山,在助力CHS公司快速推广混合动力总成系统技术应用落地的同时,也加速了自主品牌混合动力汽车产业核心竞争力的提升。刘彩云表示:“科力远之所以一直坚持镍氢电池的开发,是因为与锂电池这样的能量型电池相比,镍氢电池作为功率型电池,更安全可靠,是混动汽车的最佳匹配。”记者了解到,镍氢电池能够在短时间内进行大功率的充、放电。同时,镍氢电池能够更高效、安全地回收汽车的惯性动能,即便在汽车发生碰撞、挤压的情况下也不会发生爆炸和燃烧。搭载镍氢电池的混动汽车能在零下30℃至70℃的“宽温域”条件下安全正常地工作。

“如果科力远的镍氢电池要扩大产能,会考虑部署在佛山。”刘彩云透露,科力远正在研发新一代镍氢动力电池,这将在现有基础上再提高30%的比能量,成本再下降40%以上。在佛山基地混动总成技术产品量产之前,全球1400万辆左右的混动汽车中,有近100万辆国际品牌混动汽车搭载了科力远的镍氢动力电池,没有发生一起因电池品质问题而产生的起火燃烧事故。然而,如刘彩云所感叹的,当时国内没有一套自主品牌的混动总成系统,好的电池也因此无法运用到自主品牌汽车上。直到今年6月,科力远联合吉利、长安和云内动力等联合打造的国内首个混动“中国芯”智造基地在佛山投产。这段历史真正画上了句号。按照科力远的规划,混动总成平台把动力电池及组包技术、先进变速箱乃至燃油发动机技术等众多混合动力汽车总成集成技术和团队整合在同一个平台上,理顺了研发、产业化和股权结构,为汽车产业链的上下游制造商搭建了良好合作的基础平台。

据了解,科力远正在借助设在佛山、上海和日本名古屋的三个技术研发基地,向全球招揽混动技术和精益制造专家。其佛山基地将是面向全行业开放的平台,借助开放式的合作,其他整车制造商和混合动力系统平台对接的能力也能得到提升。

谈到混动技术的未来,刘彩云分析说,油电混动产品可能有其阶段性的生命周期,而混动技术可以适配到未来氢燃料汽车的电电混动模式,这意味着其发展前景是长远的。“汽车如果只用单一动力,很难实现全里程处于最佳工况。混动技术则能够实现主辅两个动力源的最佳匹配。我们认同以目前的燃油车为主,逐步向电动化发展的技术方向。但世界还未进入‘后石油时代’,燃油仍要占据能源的主流地位。未来,世界必将进入氢能时代,氢燃料汽车大规模产业化尚有相当长的路要走。科力远也在氢燃料电池,尤其是最核心的膜电极技术和电电混合动力分流技术等方面展开研究,以使混动技术能够更好地适配未来的氢能燃料汽车。”

整车制造商:

纯电、混动双线布局

经历了4个月的过渡期后,2018年的新能源汽车补贴退坡政策于6月12日正式实施。就客车而言,2018年新能源补贴相比2017年退坡达33%以上,相比2016年退坡60%以上,这是新能源补贴政策发布以来,退坡幅度最大的一次,甚至部分客车车型补贴金额被拦腰砍成此前的一半,被业内评价为“断崖式退坡”政策。记者通过梳理车企业绩预报发现,新能源车企正在经历变革阵痛,利润与补贴同步退坡。

对此,广汽集团表示,目前按照中国汽车行业的新能源积分和油耗积分并行的政策,新能源汽车积分和传统燃油汽车的积分存在一个平衡。对于广汽集团来讲,要对两个政策的适应和调整都做好充分的准备。现在包括增程式电动车和HEV、PHEV、EV,广汽集团都在推进。如果要说出一个燃油车退出的明确时间表,广汽集团相关负责人认为,除了政府的要求,另一方面则取决于消费者的需求,因为更多消费者选择了新能源汽车,传统汽油车的产销自然就会缓慢下来。而何时停止生产燃油汽车并全部替代为新能源汽车,广汽集团认为取决于这两个要素发展的成熟程度,并抱以务实的态度。

经过多年的技术积累,广汽集团按照EV(纯电动)平台、PHEV/HEV混动系统平台等两大平台的技术路线,已建成纯电动和插电式混动系统两大新能源车型平台,建立了新能源汽车正向研发及验证体系,掌握了新能源汽车的正向开发技术。未来所有纯电动车型都将基于广汽自主研发打造的G-CPMA平台上开发,实现高性能和低成本双重需求。目前,广汽集团已全面掌握新能源三电(电池、电机、电控)技术、系统集成技术、机电耦合技术、新能源专用发动机技术等关键技术,并已搭载量产车型上市,同时开发多屏点触操控、无线充电、新能源专用汽车平台、预约智能充电、热泵空调系统、电动四驱等行业领先技术。广汽集团通过成立广汽新能源公司、加强前瞻技术及产品研发、向合资企业导入新能源车型、提升新能源车型开发比重等举措,持续推动新能源汽车发展。与此同时,广汽还通过开发高效发动机和更高效率的变速器、更广泛应用轻量化技术等手段,实现了燃油车的节能降耗减排,促进传统车绿色升级。广汽集团将持续打造EV(纯电动)和PHEV/HEV混动系统两大平台,覆盖全系车型。预计到2020年,广汽集团新能源车型产品将多达20余款。

比亚迪总裁王传福近日宣布比亚迪将与百度共同打造开放车辆认证平台。王传福在会上表示,汽车从燃油车到现在的电动车,在电动车的基础上才是智能车。“大家知道燃油车实际上是机械车,发动机是机械结构,响应速度很慢,响应速度在200毫秒左右,谈不上智能,就像我们说算盘,算盘上永远打不出互联网,因为它是机械结构。”他说,因为环境的需求和能源结构的一些需求、气候变化的要求,电动车已成定局。在电动车的基础上智能车才有可能。

来源:广州日报

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