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博世透露:70台氢动力卡车或今年投入重庆运营

时间:  2021-04-28 19:11   来源:  车东西    作者:  网络转载

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2021上海国际车展中,博世中国动力总成部门展示了博世在氢燃料电池、氢能源动力总成等领域的新成果,包括氢燃料电池电堆、采用了空气轴承的电子空压机、独立电机与碳化硅逆变器等。

2021年4月20日,博世动力总成解决方案事业部中国区总裁王伟良接受了采访。王伟良表示,中国政府全力实现“30·60目标”的举措(2030年碳达峰,2060年碳中和),让中国汽车产业迎来了新的机遇与挑战。博世将全力推进动力总成电气化,加速电动化级燃料电池在中国的战略布局。与此同时,博世也会进一步挖掘内燃机技术潜能,打造面向未来的高效内燃机。

另外,博世氢动力系统(重庆)有限公司总经理朱继峰表示,70台搭载博世氢燃料电池系统的卡车最早或于今年在重庆投入示范运营。

一、 氢能源解决方案亮相 乘用车商用车通用

本次车展中,博世带来了其最新的氢燃料电池电堆。电堆是燃料电池发动机的核心,是氢气和氧气结合并发生化学反应产生电能的场所。目前博世展出的电堆最大功率为81kW,经过电芯数量的堆砌,这套系统的最大功率可达到单堆150kW。

博世透露:70台氢动力卡车或今年投入重庆运营

为了更好地给电堆提供氢气,博世还专门设计了一套集成式的配气装置,包含了氢气喷射阀、被动引射单元、内嵌式氢气循环泵、排水排气阀和加热模组。高度集成式的设计大大降低了系统的复杂程度,减少了部件之间的连接环节,也就降低了泄露的风险。同时,这套配气装置的功耗非常低,只有1kW左右,属于业界领先水平。

在燃料电池电堆的阴极侧,博世设计了一款高效的电子空气压缩机,它的叶片主轴上装有空气轴承,这种轴承不需要润滑油就能在较大程度上降低摩擦,让叶片的最高转速可以达到每分钟12万转,快速为电堆提供充沛的空气。此外,博世还为电子空压机设计了专门的电控模块,这种电控模块满足ASIL-B级别功能安全性要求,能够可靠地为空压机工作。

除了氢燃料电池模块,博世还带来了与之匹配的独立电机、碳化硅逆变器及动力总成控制单元等。这些关键部件构成了灵活、高效的车辆电气化动力总成解决方案,这些解决方案具有高经济性、低能耗、低噪音的有点,可应用于中重型商用车上。

在轻型商用车上,博世也推出了基于乘用车平台开发的、能够灵活集成到不同动力总成拓扑结构的电动化解决方案,目前这些方案的先导项目已交付部分本土客户使用。

王伟良表示,轻型和中重型商用车采用的博世动力总成电气化解决方案都将基于乘用车系统开发。

一直以来,应用于乘用车、轻型商用车和中重型商用车的汽油或柴油内燃机之间有着很大的差别。如果按照内燃机时代的思路,从零开始为轻型商用车研发一款成熟的电动化平台,最终成本可能达到1000万欧元(约7858万人民币)。

幸好,博世动力总成电气化解决方案中驱动核心是电动机,而不同电动机之间的技术壁垒并不像内燃机之间的那样大。博世只需根据车况调整电机的转速、扭矩,或者改变电机的大小,再对传动系统中的连接轴承等部位进行补强,乘用车动力总成电气化解决方案在可靠性、寿命上完全可以满足轻型商用车平台的需求。

至于为何中重型商用车和轻型商用车一样,也要采用基于乘用车平台开发的动力总成电气化解决方案,王伟良解释道,主要是因为乘用车更加“走量”。走量的车型不仅能够帮助平摊研发成本,更是绝佳的测试平台。

在博世测试团队眼中,虽然乘用车的单车使用强度不如商用车,但它的销量要高不少,也就是说样本容量更大。相比商用车驾驶者,乘用车驾驶者可能遇到的复杂路况或者随机事件也更多,也就是说后者收集到的数据含金量更高。

更大的样本容量和含金量更高的数据能帮助博世加深对于整个系统的了解,甚至在机缘巧合下让博世发现一些测试场里没出现过的问题。博世也好做到有的放矢,给出有针对性的改进方案。

二、 内燃机要节能减排 电气化混动化是窍门

王伟良表示,柴油机除了在碳排放上吃亏以外,在效率、可靠性、加油方便程度等方面都还有着不小的优势,全面淘汰柴油机的做法也并不现实。既然现在还有不少用户离不开柴油机,博世能做的就是为用户提供内燃机节能减排升级方案。

内燃机附件的电气化就是个好办法。传统内燃机中有很多地方比如配气机构、喷油嘴等还是由机械系统控制的。相比之下,电控系统可能在硬件结构上更简单、更可靠,执行控制的动作也更精确更迅速。

比如,电控的进排气机构可以让阀门在更恰当的时机开启或关闭,而电控的喷油装置可以更精确、迅速地让燃料与空气以特定的比例混合在一起。恰当的空燃比可以让燃烧更充分,燃料的利用率越高,动力输出越强的同时污染物排放量也越低。

王伟良强调,2020年,博世与潍柴动力合作,成功将潍柴柴油机的最高热效率提升至50%,不仅在中国取得了内燃机领域的新突破,在整个行业里也属于世界先进水平。2021年,博世还将推出先进的燃油系统和尾气后处理产品与技术,为用户提供全套的内燃机节能减排优化方案,全力支持行业向国6排放标准过渡。

除了内燃机附件电气化,油电混动技术也是为内燃机节能减排的好办法。

相比同等动力水平的内燃机,博世的48V微混系统可以降低内燃机启动频率和运转时间,让整车动力系统的油耗降低12%到15%,污染物排放量降低15%到20%。

能耗与污染物排放的降低并不是牺牲动力性能换来的。事实上,电机全扭矩起步的工作特性还能够改善车辆的爬坡能力和起步加速能力。尤其对于主要行驶在城市路况下的车辆来说,驾驶者会发现,红绿灯起步或者拥堵路段跟车时,车辆的动力响应更灵敏了。

目前,这套系统已经供货给了国内外30多个知名企业。新一代的48V车载电池也正在研发中,最早或于今年实现小批量生产。

博世不仅没有放弃柴油内燃机,也没有忘记天然气内燃机。天然气是一种比汽油或柴油更清洁的燃料,它的燃烧过程中CO2排放量要低20%到25%,PM、NOx的排放量甚至要低90%。而且,目前国内的天然气加气站数量正稳步增加。

王伟良表示,为了不浪费这个有利的外部因素,也为了满足原有天然气内燃机用户的需求,博世研发了新的高流量喷嘴、气轨、新节气门,且都已投入量产。人们不必对原有的天然气内燃机大修大改,只要更换相应的核心零部件就完成了节能减排升级。博世本土技术团队将作为支援,为客户提供灵活、高效的服务。

三、 纯电重型商用车有局限 博世暂不硬推纯电方案

此次博世展台上并没有出现基于电池打造的重型商用车专用纯电动力总成解决方案。王伟良表示,目前纯电重型商用车恐怕很难满足市场对于商用车的需求。

用户其实从来都不在乎技术本身,他们想要的无外乎多拉快跑成本低。纯电乘用车想要满足家庭代步两点一线的出行需求不难,而纯电商用车想要适应人停车不停、一跑几天几夜几百公里的重型商用车使用模式,现阶段恐怕不易。

从技术角度看,电池能量密度不高,满足长途行驶需求的大容量电池一定非常重,这会给车辆其他部分带来不小的负担,整车的寿命和可靠性难以保障。而且商用车使用强度更高,电池本身衰减也会快得多,这又在无形中增加了电池折旧与更换所需的成本。

电池的充电效率也是一个大问题,目前的车辆电池对于极端天气还有些敏感,高温低温下的充电速度很难得到保障,而充电过程中不得不浪费掉的时间很难在其他地方追回来。

从行业标准的角度看,企业生产的电池规格各有不同,每个充电或者换电设施规格也不完全一样,不同地区对于设施的运营维护水平还参差不齐。这就导致纯电车辆恐怕很难享受到随时随地快速充能的便利,而这种便利对于对于商用车来说是必不可少的。

由此可见,若要实现重型商用车纯电化,汽车电池技术的革命与充换电行业标准的统一是必不可少的。王伟良表示,选择正确的技术路线是可以事半功倍的,而博世暂时不推崇强硬推行重型商用车纯电化的做法。

当然了,纯电动力总成只是暂时不如柴油内燃机、天然气内燃机或氢燃料电池动力总成那样适合重型商用车使用场景罢了。在另外一些场景下,比如轻型商用车的使用场景下,基于电池打造的纯电动力总成还是可以胜任的。博世也有能力为用户提供相应的纯电动力总成解决方案,只要用户有需求。

四、本土合作要加深 合资企业扎根无锡重庆

借此机会,王伟良表达了自己对于新能源领域发展政策的看法:不能是补贴导向,必须要技术导向。只要技术路线选对了,大家会自发地跟随大趋势走。如果仅仅提供补贴,而不真正满足用户需求,也不切实针对用户痛点解决问题,那么新能源行业的推广很可能事倍功半。

现在汽车氢能源产业的玩家越来越多,有些企业的策略偏激进一些,时不时就要推出新的产品想震惊业界;或者大幅度降价,摆出大打价格战的姿态,那么博世将如何应对行业的变化呢?

王伟良的回答是博世有信心掌控好自己的节奏。因为不管是以欧洲为重心的德国公司,还是以国内为重心的中国公司,博世的节奏始终是跟着本土用户走的,从来都不是跟着竞争对手走的。博世不会为了追随所谓的某种“节奏”而忽略了本土用户的需求。

为了更好地满足中国用户对氢燃料电池系统相关技术、产品和服务的需求,博世早在2019年就在无锡开建了博世中国氢燃料电池中心,该中心于今年3月完工并正式投入使用,这是博世首次在德国以外设立燃料电池中心。博世中国氢燃料电池中心集前瞻研究、工程开发、小批量产品产业化能力为一体,并具备从关键零部件到全系统的测试能力。

也是在今年3月,博世又与庆铃汽车(集团)有限公司合作成立了博世氢动力系统(重庆)有限公司,负责为中国整车企业开发和生产先进的燃料电池动力模块。

至此博世在中国已经拥有了自己完整的车辆氢能源产业体系,包括专心钻研技术的中央研究部门、协调主机厂融合新技术的工程部门,以及负责产品开发与应用的动力总成部门,这个完整的体系将为用户提供完整的解决方案。

另外,王伟良表示,在他眼里的汽车氢能源产业还是很健康的,这个行业里某些的“新”玩家,其实并不新。他举了丰田和现代的例子,真正投身这个行业并且做出了成果来的企业,还是像丰田和现代这样的老玩家。不管是为了提升自身竞争力,或者培养企业荣誉感,老玩家总不会像某些新玩家那样打打闹闹。

有些所谓的“朝阳产业”曾经吸引了不少新玩家加入,但其中真正塌下心来做实事的人少之又少,大多数人都是依靠炒作玩一招“空手套白狼”,最终害了整个产业。而汽车氢能源产业中有博世、丰田、现代这样的“老”玩家坐镇,行业的风气还是比较踏实的。

至于价格战,大家就更不必担心了。一个企业宣布降价恐怕很难真正挑起价格战,因为汽车氢能源行业的产品售价、运营成本最终都会下降的,不管是否有企业挑起价格战。博世的重心还会是加强与本地企业的合作,继续为本地用户提供优质的产品和服务。

五、氢动力卡车或今年投放 首批70台在重庆

在落地方面,博世氢动力系统(重庆)有限公司总经理朱继峰表示,70台搭载博世氢燃料电池系统的卡车最早或于今年在重庆投入示范运营,而这次活动恰好就是对王伟良所说“节奏跟着本土用户走”原则的真实写照。

首先博世将运营地点选在了重庆的城区,因为城区车多、车流量大,汽车尾气排放量也高。将清洁环保的氢动力卡车投放在城区,有利于改善当地空气质量。当然了,城区人口众多、人口密度大,也有利于赚取曝光度。

其次,当地一些化工厂在运作过程中会产生大量的氢气,这些氢气本来也是要被运走的。布局氢动力卡车恰好可以利用掉一部分氢气,同时为化工厂提供运输服务。对于博世和化工厂来说,投入氢动力卡车的结果是各取所需。

还有,氢动力卡车能够在一定程度上满足成渝经济带对于交通运输的需求,有利于当地经济发展。而在运营过程中,博世有充足的机会加深对氢动力技术本身的了解,克服一些未曾料想的困难,并完善与车配套的整个运营服务体系。

在未来,吸取了经验教训的博世将把更成熟的方案推广到全国,为更多地区的人民提供清洁、高效的物流服务。

结语:博世有清醒的头脑和坚定的信心

博世从用户的角度出发,考虑到了用户对于效率、可靠性、便捷性等方面的需求,然后针对需求推出了自己的技术,而不是一股脑地追随别人的节奏或者行业的所谓“大趋势”。这样的做法为博世赢得了用户们的信任与青睐,正式凭借信任和青睐,博世才成为了世界上当之无愧的Tier 1供应商。

当下,汽车产业正经历着全面、深刻的变革,企业升级转型迫在眉睫。博世国内优秀企业珠联璧合,顺势推出了多种清洁、高效、可靠的动力总成解决方案,既满足了用户需求,又响应了国家的号召。

可以预见,博世将凭借在动力总成领域丰厚的经验和强大的创新能力,怀着拥抱变化的心态,为本土用户提供优质的产品和服务,助力转型变革中的中国汽车产业实现碳达峰和碳中和的远大目标。
 

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