汽车零部件企业如何抢占燃料电池产业发展新高地
引言:零部件强则整车强,我国传统零部件发展基础薄弱,新能源是目前产业发展的新机遇,未来国家将对新能源企业扶优富强,着重打造1-2家具有国际竞争力的新能源零部件企业。燃料电池是国家“十三五”下半段的重点关注领域,我国能否占领燃料电池这个产业高地,零部件企业的发展至关重要。
丰田、本田、现代、奔驰等世界大型整车企业在燃料电池汽车方面的成果有目共睹。燃料电池汽车将在未来5年内快速增长,并且会在长途运输方面更具吸引力,汽车零部件供应商博世、马勒等都嗅到了潜在机遇,都在加速研发为燃料电池商用车的大规模化生产做准备。
德国斯图加特的汽车零部件制造商马勒公司正在开发一种基于其当前组件系列的模块化燃料电池系统产品组合,并将专注于商用车辆领域。这将提高大众市场上燃料电池驱动车辆的适用性水平。
看准重型商用车发展机遇
全世界搭载燃料电池的车辆数量一直在持续增长,尽管增速不快。预计未来5年内这一数量将达到较高的水平,其中亚洲厂商的作用尤为明显。同时,全球的重载商用车市场也正迎来新的机遇。与纯电动方案相比,更轻的重量、更大的续航里程是其优势。重型商用车的机遇正在到来。
在设计氢燃料电池驱动的商用车辆时,700 bar高压储氢并不是唯一的挑战。热管理、介质管理以及对空气流中污染和有害气体其敏感的燃料电池堆需要外围设备的整体协调管理。
新型商用车驱动解决方案
马勒正在开发基于热管理、空气管理以及过滤方面的完整系统,将适合未来燃料电池驱动的商用车辆的大规模生产,同时可以降低制造成本并提高操作安全性。具体解决方案如下:
冷燃烧空气管理。马勒正在开发一种高效的多层过滤介质。基底材料确保机械稳定性,颗粒过滤层除去NaCl,分子层防止NH3进入燃料电池,活性炭层吸收不需要的烃,另外特别浸渍的活性炭层将吸附SO2,H2S和NOx。
压缩机。马勒开发的压缩机是采用润滑脂的特殊高速滚子轴承,通过其开发的垫圈来防止润滑脂向燃料电池扩散。
加湿器。马勒与附属合作伙伴在德国联邦经济和技术部的资金帮助下开发了一种平膜加湿器,以确保供气可靠地被加湿。在平膜加湿器中,排气和供应空气交叉流动并与膜分离,在膜上方发生水分交换。
冷却液。马勒开发的特殊焊接工艺,不仅使增压空气冷却器非常耐用,而且还防止冷却剂的电离。
水分离器。马勒开发了水分离器,可以控制水的排出。
排气通路。马勒为燃料电池车辆设计了优化的塑料排气通道。与钢结构相比,重量减轻了约70%,并显着降低了1200-5000 Hz范围内的可听谐振,同时保留了尽可能多的设计自由度。
同时马勒的整体设计中还包含了热管理、诊断和监测系统,马勒的燃料电池监测模块有两个微处理器,处理来自燃料电池堆的信号,并向中央控制单元提供反馈。
马勒多种模式加速燃料电池研发
马勒公司燃料电池的研发工作不仅得到了德国政府的支持,同时也通过收购等模式布局燃料电池所需的热管理系统。早在2015年,马勒收购美国汽车零部件供应商德尔福汽车公司旗下的热管理业务,主要就是看重德尔福热管理的压缩机业务。在2018年5月,马勒还推出了基于精细热管理技术的概念车“MEET”,这种热管理要求在燃料电池中也会变得越来越重要。
国外汽车零部件厂商加速燃料电池产业化进程
在德国,除了马勒还有一批汽车零部件生产商也开始燃料电池的研发工作,例如博世拥有世界上最多的燃料电池专利,目前博世生产氢燃料电池车传感器,预计2021年推出氢燃料电池车专用的电源控制器(PCU)。此外博世还开发了燃料电池控制单元(FCCU)。
同时,德国企业还采取联盟等形式共同开发燃料电池关键技术。如2018年科德宝高性能材料集团与其他9家德国汽车零部件相关企业以及巴登符腾堡州太阳能和氢气研究中心,将共同把燃料电池技术系统地引入到成熟的工业生产过程中,开发安全的燃料电池批量生产工艺和流程。
在日本,不久前爱信精机株式会社(AISIN)和电装公司(DENSO)宣布,双方已达成基本协议,成立一家各持股50%的合资公司,专注于混合驱动动力车、插电式混合动力车、燃料电池车和电动车模块。电动化已是大势所趋。
中国零部件企业缺乏前瞻性布局
根据《美国汽车新闻》发布的2018全球汽车零部件配套供应商百强榜,中国共有6家企业上榜,分别是延锋、北京海纳川、中信戴卡、德昌电机、五菱工业和敏实集团。还有一批中国企业如潍柴动力、万向集团、福耀玻璃和玉柴等,配套业务收入应该相当出色,有可能是由于未递交信息而缺席百强榜单。如是算下来,中国公司具备占据11-13个左右席位的实力。
虽然百强榜中国企业的数量不断增加,然而中国目前大部分上榜企业都是以内饰和电子为主营业务,缺乏类似爱信精机这种直接以“三大件”之一为最强项的零部件巨头。这些国内顶尖的零部件商在新能源时代的产业布局稍显滞后。
不过国内也有如潍柴等个别企业已经开始布局燃料电池汽车领域,近日潍柴与加拿大巴拉德公司签署了战略合作协议,是其迈向燃料电池领域的坚实一步。汽车电动化时代离不开汽车零部件商的参与,尤其是研发、应用难度更高的燃料电池汽车,如何通过系统控制提高燃料电池的寿命和性能至关重要。
根叶深则枝叶强大,随着国内燃料电池汽车商业化示范运行的开展,需要更多具有雄厚研发实力的汽车零部件领军企业为燃料电池产业的发展做支撑。燃料电池产业发展的东风已至,我国能否占领燃料电池这个产业高地,零部件企业的发展至关重要。汽车零部件企业可以抓住此番机遇,携手中国燃料电池汽车走向世界发展前列。
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