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2023-08-16 来源:中国汽车报作者:张冬梅 浏览数:380
氢能作为一种清洁、高效、环保的能源,拥有广泛的应用领域及市场前景。其中,在交通运输领域,氢能被看作是替代传统燃油的重要能
氢能作为一种清洁、高效、环保的能源,拥有广泛的应用领域及市场前景。其中,在交通运输领域,氢能被看作是替代传统燃油的重要能源,而作为“终极环保车”的氢燃料电池汽车,市场前景也备受期待。也正因如此,博世、佛瑞亚、现代摩比斯、电装等多家国际零部件巨头纷纷就此展开布局,以期抢占先机,未来在其供应链中占据核心地位。据了解,一些企业已经拿到氢能应用相关产品的订单,开始为它们赢得收益。
01博世:欲借氢能创收50亿欧元
作为全球最大的汽车零部件供应商,博世正在氢能领域加大投资。博世计划2021~2026年对氢技术的研发与制造投资约25亿欧元,目前已拥有超过3000名员工从事相关工作,其中超过半数在欧洲。
博世发力氢能领域的一个典型特点是布局全价值链,且部分产品已经拿到订单,投入量产。前不久,博世在德国举办2023年科技日活动,展出了诸多氢能相关产品和技术,包括质子交换膜(PEM)燃料电池电堆、储氢罐、氢气内燃机、加氢站、电堆和智能电解模块、固体氧化物燃料电池系统等。
“博世是极少数具备量产如燃料电池电堆这样复杂解决方案的公司之一。我们不仅拥有所需的系统专业知识,还具备快速将新技术扩展至大规模生产的能力。”博世集团董事会成员、博世智能交通业务主席马库斯·海恩表示。
具体来看,博世正在其位于德国斯图加特-费尔巴哈的工厂生产氢动力模块,而所需的燃料电池电堆由德国班贝克工厂提供,电子空气压缩机和循环泵等部件则由德国洪堡工厂提供。与此同时,博世氢动力模块还在中国重庆投入量产,并计划在美国南卡罗来纳州工厂生产电堆。搭载博世氢动力模块的尼古拉燃料电池卡车,将于今年三季度在美国亮相。另外,博世还在为氢气内燃机研发进气道喷射和直接喷射系统。该技术对于重载卡车尤为适用。据悉,首批搭载博世氢气内燃机的车辆预计2024年上路,目前该公司已获得4个量产项目订单。
博世有意将氢能培育成未来增长支柱之一,到2030年,博世计划使其氢能技术相关销售额达到约50亿欧元,并预计届时全球范围内每5辆重达6吨或以上的新卡车中,就有一辆搭载燃料电池动力总成。
02佛吉亚:储氢系统频获订单
佛吉亚2022年初与海拉合并,组建了佛瑞亚集团。其中,海拉依然专注于汽车照明和汽车电子,佛吉亚则在发展座椅、内饰等固有业务的同时,继续将资源向动力电池、氢燃料电池等零排放出行领域倾斜,不断布局氢能市场,尤其是储氢系统。
与欧洲同行博世一样,佛吉亚早早“嗅”到氢能产业的未来商机并予以投资,目前已拥有不少客户,包括现代汽车、雷诺、Stellantis集团等。其中,2020年2月,佛吉亚宣布获得现代汽车订单,为后者在欧洲的燃料电池重型卡车配套完整的储氢系统,包括储氢罐。2021年2月,佛吉亚与雷诺达成合作,为后者的轻型商用车提供储氢系统。
与Stellantis合作,意味着佛吉亚氢能技术正向乘用车领域延伸。去年10月,Stellantis宣布,未来将大规模生产氢动力版本的标致Expert、雪铁龙Jumpy和欧宝Vivaro。为了保障供应链,Stellantis还有意收购佛吉亚与米其林组建的燃料电池合资公司Symbio的股份。今年5月,三方签署了收购协议。交易完成后,3家股东将各自持有Symbio公司1/3的股份。Symbio位于法国艾伦乔伊的工厂计划今年下半年投产,到2025年实现年产5万套燃料电池系统的目标。
另外,佛吉亚Historhy Next项目去年被选为欧洲共同利益重要项目(IPCEI),获得2.13亿欧元的资金支持,用于新一代储氢罐(包括气态和液态)的开发。据了解,Historhy Next项目于2021年9月启动,计划在2027年年底前实现两代轻质碳纤维气态储氢罐及一个低温储氢罐的开发及工业化。据悉,佛吉亚位于法国Allenjoie的工厂将于2024年实现储氢罐投产,年产量将超过10万个。
氢能业务收益方面,佛吉亚高管此前表示,目标是到2025年销售额达到5亿欧元,到2030年达到35亿欧元。
03米其林:以氢能赛车精炼技术
法国轮胎巨头米其林近年来通过一系列活动,向车企和公众传递其“一切皆可持续”的理念,并推进多元化业务发展。除轮胎之外,高科技材料、氢能等也是其积极探索的业务领域。米其林声称,已专注研发氢能移动解决方案近20年。2019年底,米其林与佛吉亚宣布组建燃料电池合资公司Symbio,并有意将氢能带到赛车场。
2020年6月,米其林与Symbio成为Mission H24项目的优先合作伙伴,通过为赛车运动研发氢燃料电池技术,加速推动零排放移动出行的发展。据了解,Mission H24项目旨在推动氢燃料电池在汽车耐力赛事中的应用,该项目于2018年由法国西方汽车俱乐部(ACO)和GreenGT公司共同发起,前者系勒芒24小时耐力赛的组织者,后者是高功率燃料电池技术的老牌企业。双方还宣布成立氢能源赛车车队H24 Racing,目标是在2024年勒芒24小时耐力赛中登台竞技。米其林不仅作为轮胎供应商为H24 Racing车队提供轮胎,还为其原型车的动力研发提供助力。
“Mission H24项目为米其林和Symbio提供了技术测试实验室,将推动我们氢能出行解决方案的研发工作。”米其林一位高管此前表示。2021年举行的第四届进博会上,米其林将一辆酷炫的Mission H24氢能源赛车带到了会场。这款新车由合资企业Symbio提供燃料电池技术,将用于勒芒24小时耐力赛。此外,米其林还投入不少资金,通过Symbio扩大燃料电池技术的研发和生产。
04舍弗勒:推动核心部件规模生产
在汽车电动化发展中,舍弗勒选择了电驱动为主要方向。近年来,其培育的电驱动业务已成为公司新的利润“奶牛”,拿下了多个订单。不过,为长远发展考虑,舍弗勒也在氢能领域加强了布局。
氢能是舍弗勒“2025战略”的重要组成部分,该公司比较看好氢能技术在商用车领域的应用。在2022德国汉诺威国际交通运输博览会上,舍弗勒展示了一款基于纯电动货车改造的燃料电池样车,其电驱动桥、燃料电池、控制系统及能量管理系统均由舍弗勒开发和打造。
舍弗勒有意推动燃料电池核心部件的批量生产,比如双极板。舍弗勒从2017年开始开发金属双极板,之后在其德国工厂进行了小规模生产。为了实现规模经济,2022年6月,舍弗勒与Symbio合资组建了Innoplate公司,并计划2024年启动双极板批量生产,预计初期年产量为400万件,到2030年增加到约5000万件。除了双极板,舍弗勒还发挥自身在轴承技术方面的优势,开发用于燃料电池供气的轴向和径向气膜轴承、氢气引射器,以及热管理系统的关键部件,包括热管理模块和用于分散式冷却液调节的智能单阀;此外,用于实现燃料电池特定功能的软件模块也在开发中。2022年底,舍弗勒还与法国制氢企业Lhyfe,在绿氢的生产和采购方面签订了合作意向书,从2025年起由Lhyfe向舍弗勒工厂供应绿氢,而用于大规模制氢的质子交换膜(PEM)电堆由舍弗勒提供,可谓互惠互利。
05现代摩比斯:增建工厂以备大规模量产
作为一家韩国汽车零部件企业,现代摩比斯总是紧随现代汽车的脚步。现代汽车多年来力推氢燃料电池车的背后,自然少不了现代摩比斯的大力支持。早在2013年,现代摩比斯对外宣布,已开始为现代ix35氢燃料电池汽车大规模量产驱动电机、锂电池以及其他零部件。同年,现代汽车的首批ix35氢燃料电池汽车在韩国蔚山工厂下线。
2018年,现代摩比斯在韩国忠清北道忠州市建立了一座大型工厂,每年可生产约2.3万套燃料电池系统。2021年,该公司又宣布投资11亿美元,在韩国的仁川和蔚山新建两家燃料电池系统工厂,其中仁川工厂负责生产燃料电池电堆,蔚山工厂生产燃料电池系统,预计2023年下半年开始批量生产,如果全面投入使用,预计每年可生产10万套燃料电池系统。
可以说,现代摩比斯是韩国汽车零部件领域布局氢能产业的主要玩家。韩国政府把培育氢能经济作为韩国经济增长新动力之一,计划到2040年使得该国氢燃料电池汽车产量突破600万辆,同时,逐步实现氢燃料电池车核心零部件生产本地化,进而建立自足体系。
现代汽车自然而然地成为了这一号召的主要响应者,计划到2030年年产50万辆氢燃料电池汽车和70万套燃料电池系统。现代摩比斯之所以在仁川和蔚山新建工厂,也是为了响应政府号召,实现核心零部件自产自足。
06爱信/电装:紧跟丰田汽车脚步
与韩国同行一样,日本汽车整零关系也是深度捆绑模式。丰田汽车控股多家日本本土汽车零部件厂商,包括电装、爱信、丰田自动织机、丰田纺织、捷太格特等。作为电装和爱信的第一大股东,丰田在氢能领域的发展规划自然也影响着两者。为打造旗下氢燃料电池汽车,丰田将主要核心零部件交由持股公司开发。
以丰田首款氢燃料电池车Mirai为例,电装为其提供了诸多零部件,比如冷却系统中的水泵、散热器、节温器(三通阀),加氢系统中的储氢罐温度传感器及压力传感器、加氢控制单元,以及电堆中的电压巡检器等;爱信则为燃料电池系统开发了空气阀门模块和电堆端板等。此外,这款车还有部分零部件来自其他丰田系的零部件供应商,比如,为燃料电池电堆提供氢气、氧气和冷却水的管路来自丰田纺织,而丰田自动织机为其开发了六叶螺旋罗茨式空压机、氢气循环泵和逆变器,捷太格特则提供了高压氢密封阀和减压阀。
在助力氢燃料电池汽车推广的同时,电装还尝试开发氢气内燃机。2022年7月,丰田、日野、五十铃、电装等企业联合宣布,将共同研发适用于重型商用车的氢气内燃机。在移动出行领域之外,固定式燃料电池、氢能炼钢、水电解装置等也是电装探索的方向。
07马勒:传统技术经验应用于氢能
德国零部件供应商马勒也是一个不容忽视的“玩家”。马勒此前专门成立了燃料电池项目部,重点研发领域之一就是燃料电池及其用于商用车和乘用车的零部件。项目部汇集了该公司传统业务所积累的各领域研发经验,包括热管理、空气和液体管理、机电一体化和电子元件等,并将其应用于燃料电池技术领域。马勒位于总部斯图加特的氢能应用测试中心已于2021年投入使用。
在2022年9月举行的德国商用车展览会(IAA)上,马勒展示了多项低碳技术。其中,燃料电池模块化过滤装置可以有效阻隔氨气和其他有害气体进入电池,有助于节省催化剂的使用,保护电池单元免受损害;平膜加湿器能够提升电堆效率,并防止其变干,而可靠的润湿对于延长这些昂贵零部件的使用寿命并使其保持高效运行非常重要;用于高效氢气内燃机的新型零部件,保证了氢燃料在内燃机中高效、安全应用,并有助于延长内燃机使用寿命。此外,燃料电池监控装置也是马勒的主打产品之一,能够监控电堆的电压、阻抗和温度等参数。
今年7月,马勒宣布获得德国发动机制造商道依茨的批量订单,将为其研发和供应氢气发动机的零部件,具体来说是动力单元,即包含活塞、活塞环组、活塞销等零部件的总成。“我们视氢能为实现可持续交通出行的一块重要拼图,尤其对于商用车领域而言。”马勒集团管理董事会主席兼首席执行官阿尔德·弗兰兹表示。
08采埃孚:强化商用车领域开发
鉴于氢燃料电池技术在商用车领域的应用看起来更具可行性,2020年收购美国商用车技术供应商威伯科后,采埃孚也加大了相关投资。
2022年,采埃孚与燃料电池系统供应商科德宝签署了联合开发协议,共同开发包含燃料电池、传动系统和可共享组件的清洁e-Drive“动力包”解决方案。双方将首先专注于为商用车开发一种高度集成的燃料电池电驱动解决方案。“采埃孚与科德宝强强联合,将为商用车行业开发出高度集成化的燃料电池电驱动解决方案。通过降低制造商的开发及项目成本,我们的‘动力包’解决方案也将有助于降低车辆的全生命周期成本。”采埃孚董事威尔海姆·雷姆当时表示。
今年4月,采埃孚宣布其商用车解决方案(CVS)部门推出下一代移动出行关键产品:全新空气压缩机,可将空气推入燃料电池以发生化学反应,从而进行发电。采埃孚还宣布与利勃海尔集团(Liebherr)航空航天与运输产品部门签署独家开发协议,双方将为各自的客户群开发先进的燃料电池空压机系统,其中采埃孚将独家装配商用车。
另外,采埃孚还在制造一种用于燃料电池的高压DC-DC转换器,该转换器的效率据称高达99.6%,并且控制整个系统的软件设计得很灵活,可以根据不同的驱动特性进行调整。
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