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2023-08-16 來源:中國汽車報作者:張冬梅 瀏覽數:539
氫能作為一種清潔、高效、環保的能源,擁有廣泛的應用領域及市場前景。其中,在交通運輸領域,氫能被看作是替代傳統燃油的重要能
氫能作為一種清潔、高效、環保的能源,擁有廣泛的應用領域及市場前景。其中,在交通運輸領域,氫能被看作是替代傳統燃油的重要能源,而作為“終極環保車”的氫燃料電池汽車,市場前景也備受期待。也正因如此,博世、佛瑞亞、現代摩比斯、電裝等多家國際零部件巨頭紛紛就此展開布局,以期搶占先機,未來在其供應鏈中占據核心地位。據了解,一些企業已經拿到氫能應用相關產品的訂單,開始為它們贏得收益。
01博世:欲借氫能創收50億歐元
作為全球最大的汽車零部件供應商,博世正在氫能領域加大投資。博世計劃2021~2026年對氫技術的研發與制造投資約25億歐元,目前已擁有超過3000名員工從事相關工作,其中超過半數在歐洲。
博世發力氫能領域的一個典型特點是布局全價值鏈,且部分產品已經拿到訂單,投入量產。前不久,博世在德國舉辦2023年科技日活動,展出了諸多氫能相關產品和技術,包括質子交換膜(PEM)燃料電池電堆、儲氫罐、氫氣內燃機、加氫站、電堆和智能電解模塊、固體氧化物燃料電池系統等。
“博世是極少數具備量產如燃料電池電堆這樣復雜解決方案的公司之一。我們不僅擁有所需的系統專業知識,還具備快速將新技術擴展至大規模生產的能力。”博世集團董事會成員、博世智能交通業務主席馬庫斯·海恩表示。
具體來看,博世正在其位于德國斯圖加特-費爾巴哈的工廠生產氫動力模塊,而所需的燃料電池電堆由德國班貝克工廠提供,電子空氣壓縮機和循環泵等部件則由德國洪堡工廠提供。與此同時,博世氫動力模塊還在中國重慶投入量產,并計劃在美國南卡羅來納州工廠生產電堆。搭載博世氫動力模塊的尼古拉燃料電池卡車,將于今年三季度在美國亮相。另外,博世還在為氫氣內燃機研發進氣道噴射和直接噴射系統。該技術對于重載卡車尤為適用。據悉,首批搭載博世氫氣內燃機的車輛預計2024年上路,目前該公司已獲得4個量產項目訂單。
博世有意將氫能培育成未來增長支柱之一,到2030年,博世計劃使其氫能技術相關銷售額達到約50億歐元,并預計屆時全球范圍內每5輛重達6噸或以上的新卡車中,就有一輛搭載燃料電池動力總成。
02佛吉亞:儲氫系統頻獲訂單
佛吉亞2022年初與海拉合并,組建了佛瑞亞集團。其中,海拉依然專注于汽車照明和汽車電子,佛吉亞則在發展座椅、內飾等固有業務的同時,繼續將資源向動力電池、氫燃料電池等零排放出行領域傾斜,不斷布局氫能市場,尤其是儲氫系統。
與歐洲同行博世一樣,佛吉亞早早“嗅”到氫能產業的未來商機并予以投資,目前已擁有不少客戶,包括現代汽車、雷諾、Stellantis集團等。其中,2020年2月,佛吉亞宣布獲得現代汽車訂單,為后者在歐洲的燃料電池重型卡車配套完整的儲氫系統,包括儲氫罐。2021年2月,佛吉亞與雷諾達成合作,為后者的輕型商用車提供儲氫系統。
與Stellantis合作,意味著佛吉亞氫能技術正向乘用車領域延伸。去年10月,Stellantis宣布,未來將大規模生產氫動力版本的標致Expert、雪鐵龍Jumpy和歐寶Vivaro。為了保障供應鏈,Stellantis還有意收購佛吉亞與米其林組建的燃料電池合資公司Symbio的股份。今年5月,三方簽署了收購協議。交易完成后,3家股東將各自持有Symbio公司1/3的股份。Symbio位于法國艾倫喬伊的工廠計劃今年下半年投產,到2025年實現年產5萬套燃料電池系統的目標。
另外,佛吉亞Historhy Next項目去年被選為歐洲共同利益重要項目(IPCEI),獲得2.13億歐元的資金支持,用于新一代儲氫罐(包括氣態和液態)的開發。據了解,Historhy Next項目于2021年9月啟動,計劃在2027年年底前實現兩代輕質碳纖維氣態儲氫罐及一個低溫儲氫罐的開發及工業化。據悉,佛吉亞位于法國Allenjoie的工廠將于2024年實現儲氫罐投產,年產量將超過10萬個。
氫能業務收益方面,佛吉亞高管此前表示,目標是到2025年銷售額達到5億歐元,到2030年達到35億歐元。
03米其林:以氫能賽車精煉技術
法國輪胎巨頭米其林近年來通過一系列活動,向車企和公眾傳遞其“一切皆可持續”的理念,并推進多元化業務發展。除輪胎之外,高科技材料、氫能等也是其積極探索的業務領域。米其林聲稱,已專注研發氫能移動解決方案近20年。2019年底,米其林與佛吉亞宣布組建燃料電池合資公司Symbio,并有意將氫能帶到賽車場。
2020年6月,米其林與Symbio成為Mission H24項目的優先合作伙伴,通過為賽車運動研發氫燃料電池技術,加速推動零排放移動出行的發展。據了解,Mission H24項目旨在推動氫燃料電池在汽車耐力賽事中的應用,該項目于2018年由法國西方汽車俱樂部(ACO)和GreenGT公司共同發起,前者系勒芒24小時耐力賽的組織者,后者是高功率燃料電池技術的老牌企業。雙方還宣布成立氫能源賽車車隊H24 Racing,目標是在2024年勒芒24小時耐力賽中登臺競技。米其林不僅作為輪胎供應商為H24 Racing車隊提供輪胎,還為其原型車的動力研發提供助力。
“Mission H24項目為米其林和Symbio提供了技術測試實驗室,將推動我們氫能出行解決方案的研發工作。”米其林一位高管此前表示。2021年舉行的第四屆進博會上,米其林將一輛酷炫的Mission H24氫能源賽車帶到了會場。這款新車由合資企業Symbio提供燃料電池技術,將用于勒芒24小時耐力賽。此外,米其林還投入不少資金,通過Symbio擴大燃料電池技術的研發和生產。
04舍弗勒:推動核心部件規模生產
在汽車電動化發展中,舍弗勒選擇了電驅動為主要方向。近年來,其培育的電驅動業務已成為公司新的利潤“奶牛”,拿下了多個訂單。不過,為長遠發展考慮,舍弗勒也在氫能領域加強了布局。
氫能是舍弗勒“2025戰略”的重要組成部分,該公司比較看好氫能技術在商用車領域的應用。在2022德國漢諾威國際交通運輸博覽會上,舍弗勒展示了一款基于純電動貨車改造的燃料電池樣車,其電驅動橋、燃料電池、控制系統及能量管理系統均由舍弗勒開發和打造。
舍弗勒有意推動燃料電池核心部件的批量生產,比如雙極板。舍弗勒從2017年開始開發金屬雙極板,之后在其德國工廠進行了小規模生產。為了實現規模經濟,2022年6月,舍弗勒與Symbio合資組建了Innoplate公司,并計劃2024年啟動雙極板批量生產,預計初期年產量為400萬件,到2030年增加到約5000萬件。除了雙極板,舍弗勒還發揮自身在軸承技術方面的優勢,開發用于燃料電池供氣的軸向和徑向氣膜軸承、氫氣引射器,以及熱管理系統的關鍵部件,包括熱管理模塊和用于分散式冷卻液調節的智能單閥;此外,用于實現燃料電池特定功能的軟件模塊也在開發中。2022年底,舍弗勒還與法國制氫企業Lhyfe,在綠氫的生產和采購方面簽訂了合作意向書,從2025年起由Lhyfe向舍弗勒工廠供應綠氫,而用于大規模制氫的質子交換膜(PEM)電堆由舍弗勒提供,可謂互惠互利。
05現代摩比斯:增建工廠以備大規模量產
作為一家韓國汽車零部件企業,現代摩比斯總是緊隨現代汽車的腳步。現代汽車多年來力推氫燃料電池車的背后,自然少不了現代摩比斯的大力支持。早在2013年,現代摩比斯對外宣布,已開始為現代ix35氫燃料電池汽車大規模量產驅動電機、鋰電池以及其他零部件。同年,現代汽車的首批ix35氫燃料電池汽車在韓國蔚山工廠下線。
2018年,現代摩比斯在韓國忠清北道忠州市建立了一座大型工廠,每年可生產約2.3萬套燃料電池系統。2021年,該公司又宣布投資11億美元,在韓國的仁川和蔚山新建兩家燃料電池系統工廠,其中仁川工廠負責生產燃料電池電堆,蔚山工廠生產燃料電池系統,預計2023年下半年開始批量生產,如果全面投入使用,預計每年可生產10萬套燃料電池系統。
可以說,現代摩比斯是韓國汽車零部件領域布局氫能產業的主要玩家。韓國政府把培育氫能經濟作為韓國經濟增長新動力之一,計劃到2040年使得該國氫燃料電池汽車產量突破600萬輛,同時,逐步實現氫燃料電池車核心零部件生產本地化,進而建立自足體系。
現代汽車自然而然地成為了這一號召的主要響應者,計劃到2030年年產50萬輛氫燃料電池汽車和70萬套燃料電池系統。現代摩比斯之所以在仁川和蔚山新建工廠,也是為了響應政府號召,實現核心零部件自產自足。
06愛信/電裝:緊跟豐田汽車腳步
與韓國同行一樣,日本汽車整零關系也是深度捆綁模式。豐田汽車控股多家日本本土汽車零部件廠商,包括電裝、愛信、豐田自動織機、豐田紡織、捷太格特等。作為電裝和愛信的第一大股東,豐田在氫能領域的發展規劃自然也影響著兩者。為打造旗下氫燃料電池汽車,豐田將主要核心零部件交由持股公司開發。
以豐田首款氫燃料電池車Mirai為例,電裝為其提供了諸多零部件,比如冷卻系統中的水泵、散熱器、節溫器(三通閥),加氫系統中的儲氫罐溫度傳感器及壓力傳感器、加氫控制單元,以及電堆中的電壓巡檢器等;愛信則為燃料電池系統開發了空氣閥門模塊和電堆端板等。此外,這款車還有部分零部件來自其他豐田系的零部件供應商,比如,為燃料電池電堆提供氫氣、氧氣和冷卻水的管路來自豐田紡織,而豐田自動織機為其開發了六葉螺旋羅茨式空壓機、氫氣循環泵和逆變器,捷太格特則提供了高壓氫密封閥和減壓閥。
在助力氫燃料電池汽車推廣的同時,電裝還嘗試開發氫氣內燃機。2022年7月,豐田、日野、五十鈴、電裝等企業聯合宣布,將共同研發適用于重型商用車的氫氣內燃機。在移動出行領域之外,固定式燃料電池、氫能煉鋼、水電解裝置等也是電裝探索的方向。
07馬勒:傳統技術經驗應用于氫能
德國零部件供應商馬勒也是一個不容忽視的“玩家”。馬勒此前專門成立了燃料電池項目部,重點研發領域之一就是燃料電池及其用于商用車和乘用車的零部件。項目部匯集了該公司傳統業務所積累的各領域研發經驗,包括熱管理、空氣和液體管理、機電一體化和電子元件等,并將其應用于燃料電池技術領域。馬勒位于總部斯圖加特的氫能應用測試中心已于2021年投入使用。
在2022年9月舉行的德國商用車展覽會(IAA)上,馬勒展示了多項低碳技術。其中,燃料電池模塊化過濾裝置可以有效阻隔氨氣和其他有害氣體進入電池,有助于節省催化劑的使用,保護電池單元免受損害;平膜加濕器能夠提升電堆效率,并防止其變干,而可靠的潤濕對于延長這些昂貴零部件的使用壽命并使其保持高效運行非常重要;用于高效氫氣內燃機的新型零部件,保證了氫燃料在內燃機中高效、安全應用,并有助于延長內燃機使用壽命。此外,燃料電池監控裝置也是馬勒的主打產品之一,能夠監控電堆的電壓、阻抗和溫度等參數。
今年7月,馬勒宣布獲得德國發動機制造商道依茨的批量訂單,將為其研發和供應氫氣發動機的零部件,具體來說是動力單元,即包含活塞、活塞環組、活塞銷等零部件的總成。“我們視氫能為實現可持續交通出行的一塊重要拼圖,尤其對于商用車領域而言。”馬勒集團管理董事會主席兼首席執行官阿爾德·弗蘭茲表示。
08采埃孚:強化商用車領域開發
鑒于氫燃料電池技術在商用車領域的應用看起來更具可行性,2020年收購美國商用車技術供應商威伯科后,采埃孚也加大了相關投資。
2022年,采埃孚與燃料電池系統供應商科德寶簽署了聯合開發協議,共同開發包含燃料電池、傳動系統和可共享組件的清潔e-Drive“動力包”解決方案。雙方將首先專注于為商用車開發一種高度集成的燃料電池電驅動解決方案。“采埃孚與科德寶強強聯合,將為商用車行業開發出高度集成化的燃料電池電驅動解決方案。通過降低制造商的開發及項目成本,我們的‘動力包’解決方案也將有助于降低車輛的全生命周期成本。”采埃孚董事威爾海姆·雷姆當時表示。
今年4月,采埃孚宣布其商用車解決方案(CVS)部門推出下一代移動出行關鍵產品:全新空氣壓縮機,可將空氣推入燃料電池以發生化學反應,從而進行發電。采埃孚還宣布與利勃海爾集團(Liebherr)航空航天與運輸產品部門簽署獨家開發協議,雙方將為各自的客戶群開發先進的燃料電池空壓機系統,其中采埃孚將獨家裝配商用車。
另外,采埃孚還在制造一種用于燃料電池的高壓DC-DC轉換器,該轉換器的效率據稱高達99.6%,并且控制整個系統的軟件設計得很靈活,可以根據不同的驅動特性進行調整。
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