首页 科技内容详情
ug环球会员开户:大规模商业化在即,国内自研氢燃料电池和发动机技术进展如何?

ug环球会员开户:大规模商业化在即,国内自研氢燃料电池和发动机技术进展如何?

分类:科技

标签: # Hga030

网址:

SEO查询: 爱站网 站长工具

点击直达

新2查账www.hg8080.vip)提供新2网址和新2最新网址,包括新2手机网址,新2备用网址,皇冠最新网址,新2足球网址,皇冠新2网址,新2管理网址,新2网址大全,hg0088.com,hga038.com,同时开放新2信用平台查账功能.


伴随今年以来全国各地氢能产业发展规划的陆续发布,以及资本市场层面的融资火热,过去一直不被看好的氢燃料汽车似乎正在迎来转机。


参照“前辈”电动汽车发展至今车企纷纷下场自研电池的现状,可以看到占整车成本40%的动力电池对于传统主机厂在市场竞争和长期发展上的重要程度。而氢燃料电池系统的整车成本占比更高,达到65%,目前也有不少主机厂已早早入场布局,以期能够在氢燃料汽车市场机遇到来之时,占据主动位置。


一、战略性新兴产业:氢能及氢燃料电池技术


当前人类建立在以消耗煤炭、石油、天然气为主的不可再生能源基础之上的经济发展模式,导致了日益突出的环境污染和温室效应问题。为实现人类社会可持续发展,建立人与自然的和谐关系,发展风能、水能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等绿色能源,成为世界各国高度关注的课题。多数可再生能源所固有的间隙性、随机与波动性,导致了严重的弃风、弃光、弃水等现象。氢能作为可存储废弃能源并推动由传统化石能源向绿色能源转变的清洁能源,其能量密度(140 MJ/kg)是石油的 3 倍、煤炭的 4.5 倍,被视为未来能源革命的颠覆性技术方向。


氢燃料电池是以氢气为燃料,通过电化学反应将燃料中的化学能直接转变为电能的发电装置,具有能量转换效率高、零排放、无噪声等优点,相应技术进步可推动氢气制备、储藏、运输等技术体系的发展升级。在新一轮能源革命驱动下,世界各国高度重视氢燃料电池技术,以支撑实现低碳、清洁发展模式 [2,3]。发达国家或地区积极发展“氢能经济”,制定了《全面能源战略》(美国)、《欧盟氢能战略》(欧盟)、《氢能 / 燃料电池战略发展路线图》(日本)等发展规划,推动燃料电池技术的研发、示范和商业化应用。我国也积极跟进氢能相关发展战略,2001 年确立了 863 计划中包括燃料电池在内的“三纵三横”战略;《能源技术革命创新行动计划(2016—2030)》《汽车产业中长期发展规划》(2017 年)等国家政策文件均明确提出支持燃料电池汽车发展。2020 年,科技部启动了国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”重点专项,将重点突破质子交换膜、气体扩散层碳纸、车用燃料电池催化剂批量制备技术、空压机耐久性、高可靠性电堆等共性关键技术。国家能源局将氢能及燃料电池技术列为“十四五”时期能源技术装备重点任务。

研究表明,氢能及氢燃料电池技术有望大规模应用在汽车、便携式发电和固定发电站等领域,也是航空航天飞行器、船舶推进系统的重要技术备选方案,但面临低生产成本(电解质、催化剂等基础材料)、结构紧凑性、耐久性及寿命三大挑战。美国能源部燃料电池技术项目研究认为 [4],燃料电池电动汽车是减少温室气体排放、降低石油使用量的最有效路径之一,随着技术进步,全过程生产成本和氢燃料成本将与其他类型车辆及燃料相当。优化系统控制策略、开发催化剂及其抗腐蚀载体等新型基础材料,是提高系统耐久性和寿命、进而促成氢燃料电池技术大规模商业化应用的有效路径 [5]。近期的综述性研究工作 [6~10],报道了氢燃料电池系统在双极板、气体扩散层、催化剂、膜电极、流场设计与分析等材料或组件方面的新进展。


我国提出了将于 2030 年实现碳达峰、2060 年实现碳中和的发展愿景。积极发展氢能,引导高碳排放制氢工艺向绿色制氢工艺转变,是能源革新发展,实现碳达峰、碳中和的重要举措。氢能将是我国能源领域的战略性新兴产业,氢燃料电池技术是实现氢能利用的先决条件。


二、产销增幅跑赢大盘,重卡持续成为增量主力


中汽协最新数据显示,今年1-10月,我国氢燃料电池汽车产销量同比分别增长180%和150%,为近3年来的最佳表现。业界普遍认为,今年是氢燃料电池汽车示范城市群政策落地的第一年,相关补贴政策将推动氢燃料电池汽车销售持续放量。当前,燃料电池核心零部件技术不断成熟,国产化进度超预期,预计未来氢燃料电池汽车将迎来稳定的线性增长期。


今年10月,我国氢燃料电池汽车产销分别完成277辆和301辆,同比分别增长370%和540%,产量同比增速跑赢10月新能源汽车大盘约282个百分点,销量同比增速跑赢10月新能源汽车大盘约458个百分点。


随着“双碳”目标的确定和《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》的出台,越来越多的地方出台相关氢能产业规划及补贴政策的落地。如《北京市氢燃料电池汽车车用加氢站发展规划(2021-2025年)》提出,2025年前力争实现氢燃料电池汽车累计推广量突破1万辆;再如《上海市氢能产业发展中长期规划(2022-2035年)》中计划,到2025年实现氢燃料电池汽车保有量突破1万辆。此外,吉林、广州、中山等地均有类似氢能产业规划。


上海骥翀氢能科技有限公司董事长付宇表示,今年1-10月,氢燃料电池汽车产销量的显著增长,一方面顺应了燃料汽车产业本身的发展规律;另一方面,今年是燃料电池汽车示范城市群新政正式落地应用的第一年,政策刺激下,产业规模化应用持续扩大。在当前的经济形势下,今年燃料电池汽车的产销表现将对明年燃料电池汽车市场进一步大幅增长有较大的促进作用。


福田智蓝新能源市场与商品规划副总裁崔凯表示,政策加持下,氢燃料电池汽车将实现规模化推广,预计2035年推广达到100万辆左右。同时,在“以奖代补”政策推动下,行业更加重视氢燃料电池汽车在长途重载中的应用,氢燃料电池向着大功率“突进”。


相关数据显示,今年1-9月,氢燃料电池重卡终端市场累计销售达1056辆,同比去年净增加650辆,增长幅度达160%,为今年前10月氢燃料电池汽车产销数据增长提供了有力支持。


“目前,氢燃料电池汽车的应用场景以商用车为主,包括重卡、城际物流,以及公交和市政环卫等。同时,在乘用车领域,也逐步开展了一些示范和探索。”付宇指出,未来短期内,重卡和物流将是氢燃料电池汽车产业的重点发展领域,同时这些领域也是最能体现燃料电池优势的应用场景。在公交、市政环卫等场景将持续做一些应用示范,在叉车领域已有部分企业进行了探索性的工作,其整个商业模式、产品成熟度还有待进一步验证。因此,未来氢燃料电池汽车市场发展的重点仍在于重型卡车,包括短途和长途,以及城际物流车。


“从销量上看,我国氢燃料电池商用车销量处于全球领先地位,产品结构正由客车向卡车发展。”崔凯表示,此外,近年来,我国氢燃料电池汽车基础设施也不断完善,截至今年6月,我国已建成加氢站超270座。产业基础设施持续完善、规模化示范降本为氢燃料电池汽车产业发展提供了有效支撑。

三、盘点国内自研氢燃料电池和发动机的主机厂


氢燃料电池主机厂


未势能源(长城汽车)


长城汽车股份有限公司成立立于1984年,公司自2016年开始研发氢燃料电池技术,2019年出资设立了未势能源,负责氢燃料电池技术市场化运营。


2021年未势能源推出车规级“氢动力系统”全场景解决方案“氢柠技术”,实现了“电堆及核心组件、燃料电池发动机及组件(控制器等)、Ⅳ型储氢瓶、高压储氢阀门、氢安全、液氢工艺”六大核心技术和产品的知识产权的自主化,开发有100kW乘用车氢燃料电池发动机、110kW商用车氢燃料电池发动机。同年,长城未势能源旗下上燃动力发布第四代燃料电池发动机“超越—神州200”,该发动机额定功率达200kW,质量功率密度760W/kg,最高效率达60%,寿命超15000小时。目前长城未势能源已完成9亿元A轮融资,B轮融资计划已启动,IPO合规工作也在稳步推进中。


2021年3月长城汽车发布其氢燃料电池发展战略规划,根据规划,2021年长城汽车将推出一款C级氢燃料电池SUV,落地100辆49吨氢能重卡;2022年实现并行氢燃料电池多种清洁应用项目群;2023年实现主要系统集成商推广数量国内领先;2025年实现全球氢能市场占有率第三。


就实际落实情况来看,长城未势能源与大运、东风和福田三家企业合作的“百辆氢能重卡示范项目”,搭载自主研发的111kW燃料电池系统超越-300EP,已于2021年8月在北京雄安新区投运。C级氢燃料电池SUV暂无市场消息。


东风汽车


东风汽车集团有限公司成立于1969年,是中央直管的特大型汽车企业。公司自2016年开始研发燃料电池汽车,先后推出氢芯、氢元、氢舟技术品牌,东风技术团队目前已在氢燃料电池系统集成与控制、电堆、膜电极、双极板等核心零部件上实现了技术自主可控,研发有70千瓦、120千瓦电堆和50千瓦、80千瓦燃料电池系统,并开发了全功率燃料电池车——东风氢舟H2·e,即将开展示范运营。


2022年7月由东风技术中心自主开发的东风氢芯H₂Core搭载于整车,其中电堆体积功率密度4.0kW/L,可实现-30℃无辅助冷启动,该批燃料电池厢式运输车已于武汉经济技术开发区示范运营,并获得国家整车公告。


“十四五”期间,东风计划开发300kW级以上氢燃料电池产品,实现燃料电池技术行业领先与整车规模化示范运营。


一汽


中国第一汽车集团有限公司成立于1953年,为国有特大型汽车生产企业,2021年在长春立新能源事业部,计划要在“十四五”期间投入100亿元打造燃料电池整车与系统等专属基地。氢燃料电池方面,由一汽解放发动机事业部负责电堆组装、双极板制备和膜电极集成等工作。2022年7月,一汽全新红旗H5燃料电池轿车在研发总院试制完成,搭载动力总成部自主研发的第二代燃料电池发动机,该台发动机体积比功率密度694 W/L,较上一代提升 40%,额定功率65 kW,实现-30 ℃的快速冷启动。

,

皇冠最新网址www.hg9988.vip)是一个开放皇冠网址即时比分、皇冠网址代理最新登录线路、皇冠网址会员最新登录线路、皇冠网址代理APP下载、皇冠网址会员APP下载、皇冠网址线路APP下载、皇冠网址电脑版下载、皇冠网址手机版下载的皇冠最新网址平台。

,


广汽


广州汽车集团股份有限公司成立于1997年,2020年7月,广汽埃安发布了首款氢燃料电池车AION LX Fuel Cell。该车可在-30℃的低温一键冷启动,3-5分钟加氢即可实现NEDC续航超650km,基于广汽的GEP 2.0铝合金纯电专属平台开发而来,搭载广汽自主开发燃料电池系统和车载储氢系统,最大输出功率超135kW,该车于2021年在如祺出行平台示范运营。


北汽福田


北汽福田汽车股份有限公司成立于1996年,是国内商用车龙头企业,2006年和清华大学、亿华通共同承接“863计划”,开始了氢燃料电池客车研发的进程,积累了包括2008年北京奥运会等在内的一批氢燃料电池商用车示范运营经验。2019年,福田汽车与丰田以及亿华通达成合作,由丰田和亿华通为福田提供氢燃料电堆等产品。福田推出车型包括欧辉8.5米氢燃料电池客车、欧曼智蓝49T液氢重卡等。截至2022年9月,福田累计交付氢燃料客车总运营里程超过2000万公里,氢燃料电池城市客车单车累计行驶里程超过23万公里。


中通客车


中通客车股份有限公司成立于1958年,是国内三大客车生产企业之一,公司自2014年开始布局氢燃料电池客车,目前已形成了包含8-12米公交客车、9-12米旅团、高端商务、物流在内的产品体系。其燃料电池供应商包括潍柴动力、雄韬股份等,此外,中通客车也组建了专门的燃料电池产品研发团队,在燃料电池系统设计、燃料电池热管理控制、氢系统设计、燃料电池系统标定与测试、整车控制、整车匹配与仿真等方向,进行研发与测试。


潍柴动力


潍柴动力股份有限公司成立于2002年,主营业务包括动力总成、整车整机(商用车、工程机械)、液压控制和汽车零部件四大板块。


公司自2016年开始通过一系列收购、参股、合作完成了对氢燃料电池的全产业链布局。其氢燃料电池产品覆盖50kW-160kW,最新一代的燃料电池堆功率密度达到4.0kW/L,寿命超过30000小时,可实现零下30℃无辅热低温启动。现已建成两万套级产能的燃料电池发动机及电堆生产线,2021年氢燃料电池电堆出货量排名国内第七。应用方面,潍柴动力推出有4.5吨氢燃料轻卡、49吨氢燃料重卡等车型。


2022年9月,潍柴动力联合中国重汽签署1100辆氢车订单,涵盖4.5吨城市物流车、18吨物流车、49吨牵引车等各系列产品,将陆续在未来2-3年内交付。


三一氢能科技(三一重工)


三一集团始创于1989年,是国内领先的工程机械制造商,2020年底开始布局氢能业务,2022年8月成立全资子公司--三一氢能科技有限公司,主营燃料电池系统、电堆的研发、生产和销售,现已聚集40余人具有丰富行业经验的核心研发团队,并与同济大学、电子科技大学、天津大学等建立了合作关系。目前自主开发的120kW燃料电池发动机已通过国家强检。此外,三一重工的氢燃料电池供货商还包括上氢能源、重塑科技等。应用方面,三一重工现已推出氢燃料搅拌车、氢燃料重卡、氢燃料自卸车等车型。

氢气内燃机主机厂


一汽


一汽集团的氢能发展战略包括氢燃料电池和氢能发动机两大部分,由其牵头开发的燃料电池发动机项目已通过国家科技部评审,在氢燃料发动机领域有一定的技术积累,并有应用于乘用车和商用车不同车型的氢燃料发动机成功点火经验。


2018年一汽首台红旗燃料电池发动机点火成功。2021年,由一汽自主设计研发的红旗2.0L氢能专用发动机在研发总院试制所下线交付,并于当月在北理工实现点火。该发动机排量2升,目标热效率大于42%,未来将搭载在红旗车型上。


2022年6月,由一汽解放自主设计研发的国内首款重型商用车缸内直喷氢气发动机成功点火并稳定运行。本款氢气发动机属13L重型发动机,运转功率超500马力,指示热效率突破55%,一汽表示后续将会按既定计划完成氢气发动机整车开发。


潍柴动力


潍柴动力是国内的柴油机龙头企业,自2018年开始布局氢燃料内燃机技术。2022年6月发布13L氢内燃机,有效热效率41.8%,搭载于中国重汽和潍柴联合发布的黄河高端重卡运行。同年9月推出潍柴WP15氢气发动机,额定功率390kW,最大扭矩为2500N·m,并拥有氢气灵活喷射、高效稀薄燃烧、智能点火启燃以及潍柴ECU控制四项技术。


长城汽车


蜂巢动力是长城汽车旗下的发动机企业,成立于2018年。2021年6月,长城蜂巢动力发多款发动机规划,在发布会上,长城表示将于2025年推出氢气发动机,热效率42%,最大功率为120kW(163马力),峰值扭矩230N·m,并搭载氢气专用直喷系统、高压耐腐蚀氢气供给系统等多项新技术。


广汽


2022年6月广汽发布了1.5L氢内燃机,该发动机基于广汽第四代发动机平台自主研发,采用氢气缸内直喷技术,最高热效率44%,氢耗≤0.84kg/100km,已成功运转超过12000小时,9月该款发动机点火成功,广汽研究院未来还将继续开展氢气发动机热力学标定、机械开发等工作,目标是实现整车搭载。


东风商用车


东风商用车成立于1969年,是东风汽车与沃尔沃共同成立的一家商用车合资企业。2021年,东风商用车启动了氢发动机/氨发动机技术预研项目,2022年9月,龙擎·自主控制系统氢发动机点火成功,该发动机基于东风商用车13L发动机平台正向开发,额定功率为338kW,最大扭矩2200N·m。该发动机平台同时具有氢氨融合燃烧功能,与氨燃料的融合比例达到近40%,可实现氢气单燃料、氢气/氨气双燃料点火燃烧,发动机的性能水平与燃气机相当,但具有更高的燃烧效率,东风的目标是到2023年底实现该发动机的工程化应用和整车搭载稳定运行。


吉利汽车


吉利汽车成立于1997年,是国内领先的汽车制造商。2022年3月,吉利官方表示,由吉利自主研发的高效氢气专用发动机有效热效率实测达到44%,未来吉利汽车集团动力研究院还将进一步致力于高效率、低排放氢燃料发动机的研发和市场应用。


来源:36氪,中国能源报,中国工程院院刊

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

,

ug环球会员开户www.ugbet.us)开放环球UG代理登录网址、会员登录网址、环球UG会员注册、环球UG代理开户申请、环球UG电脑客户端、环球UG手机版下载等业务。

 当前暂无评论,快来抢沙发吧~

发布评论