提到新能源車,絕大多數(shù)朋友首先聯(lián)想到的肯定是純電動車,其實還有一種被大眾忽略的新能源車——氫燃料電池車,雖說目前并不常見,但有一家頭部車企一直根植于氫能的研究。
導語在這里就不和大家賣關子了,這家車企便是長城汽車。氫能產(chǎn)業(yè)作為長城汽車重要板塊,已有五年發(fā)展歷程,初始于2016年6月,XEV項目組(現(xiàn)未勢能源的前身)正式成立,開啟長城FCEV核心技術研發(fā)。 截至目前,長城汽車已累計投入研發(fā)費用20億元,已經(jīng)積淀了先進的技術基礎。
日前,長城汽車發(fā)布了氫能戰(zhàn)略,要構建完善的“研—制—儲—運—加—應用”一體化供應鏈生態(tài),圍繞氫燃料電池技術、車載儲氫技術和氫安全技術,提供一套高性價比的車規(guī)級氫動力系統(tǒng)解決方案??梢婇L城汽車對氫能的開發(fā)利用是志在必得,而長城汽車的底氣正是源于自家的氫能技術中心,那目前長城汽車已經(jīng)掌握了哪些“硬核”技術了呢?
在進一步了解長城汽車氫能技術之前,首先要對氫能有個基本認知,氫能是一種二次能源,并具有無毒、無污染、發(fā)熱值高、燃燒性能好等眾多優(yōu)點,使用后生成物只有水,不會對環(huán)境造成任何污染。相比純電動車,氫燃料電池車正好避免了純電動車續(xù)航以及充電方面的短板。
回顧過去十幾年,氫燃料電池車發(fā)展有些緩慢,原因就在于車載儲氫技術、燃料電池技術、加氫站基礎設施建設等一系列技術瓶頸的限制,而這些也正是長城汽車所重點解決的問題。
目前,長城汽車已實現(xiàn)“電堆及組件、燃料電池發(fā)電及組件(控制器等)、Ⅳ型儲氫瓶、高壓儲氫閥門、氫安全、液氫工藝”六大核心技術和產(chǎn)品的知識產(chǎn)權完全自主化,突破核心技術瓶頸,大通上下游鏈條。
長城汽車已經(jīng)擁有車規(guī)級氫電平臺,并針對乘用車與商用車推出不同型號的氫燃料電池發(fā)動機,其中乘用車發(fā)動機采用金屬板電堆技術,系統(tǒng)峰值功率可達95千瓦,商用車發(fā)動機采用石墨板電堆技術,系統(tǒng)峰值功率可達100千瓦,并且效率超過60%,耐久時長達到2萬小時。
同時,氫電平臺已擁有多維度電堆實時健康診斷技術、多變量解耦閉環(huán)控制、智能控制、模塊化集成、零下30?C基于NODS系統(tǒng)的電堆無損快速冷啟動控制等核心技術。
長城汽車電堆平臺從底層材料級別開始正向研發(fā),構架堅實的技術基礎,融合了高精密度金屬板技術、長壽命超薄石墨板技術、高功率密度、低鉑載量、抗反極膜電極技術等,實現(xiàn)了性能與成本間的平衡。另外,通過嵌入式注塑端板技術以及夾片式節(jié)電壓接插件,提高電堆絕緣性和可靠性。
除了動力系統(tǒng)外,氫燃料電池車儲氫技術也十分重要,長城儲氫平臺由70MPa IV型車載儲氫瓶構成,儲氫密度可達5.7%wt,采用自主研發(fā)的干法纏繞工藝、塑料內膽成型及金屬閥座連接技術。填補了國內70MPa IV型儲氫瓶、70MPa高壓閥門與減壓閥等多項技術空白,具備高集成度、小體積等優(yōu)勢。
長城為保障儲氫瓶的安全性,還進行了70MPa氫循環(huán)和一系列安全測試,據(jù)技術人員介紹,目前長城以對1000多個儲氫瓶進行安全測試,以探索研究儲氫瓶的安全性。在核心零部件領域,長城汽車也有所突破,如減壓閥、瓶閥等核心部件,長城實現(xiàn)了自主研發(fā),從而大幅度的降低了制造成本。
長城汽車不僅研制車載儲氫瓶,還在氫能技術中心建成了液態(tài)儲氫加氫站,用于研究加氫站基礎設施建設,構建全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài),為氫能的大規(guī)模投入使用打下堅實基礎。
保定氫能技術中心只是長城汽車全球化研發(fā)體系的冰山一角,企業(yè)還在上海、加拿大、日本、德國等地設立研發(fā)中心,形成“四國五地”的全球化研發(fā)體系,圍繞氫能及燃料電池技術解決方案和開展研發(fā)。未來3年內,長城汽車還將繼續(xù)投入超30億元研發(fā)費用,以達到萬套產(chǎn)能規(guī)模。
長城氫能研發(fā)團隊已經(jīng)具有一定規(guī)模,匯聚來自歐、美、日、韓、印、加等多國具有十年以上氫能領域技術經(jīng)驗的專家,組建了目前為止國內規(guī)模最大的430余人的關鍵技術國際化研發(fā)團隊,并且團隊規(guī)模正在高速擴充。
另外,長城汽車可不是單打獨斗,企業(yè)還與法國液化空氣集團(Air Liquide)、林德集團(Linde)、戈爾公司(W. L. Gore & Associates)、BOSCH、清華大學、同濟大學等頂尖機構院校展開合作,推動氫能的發(fā)展。
長城汽車氫能源將分為三個發(fā)展階段,第一階段,2021-2025年,開啟氫時代,聚焦氫示范;第二階段,2025-2035年,發(fā)展氫經(jīng)濟,開放氫生態(tài);第三階段,2035-2050年,建成氫社會,貢獻碳中和。
根據(jù)規(guī)劃,長城汽車將于2025年前,重點圍繞公交/大巴 + 重卡/物流車 + 乘用車三大應用平臺展開推廣運營。目前,長城汽車已受邀加入全國四大示范試點城市群,在北京、天津、河北等地布局了多項師范項目,示范車輛規(guī)劃超數(shù)千臺,包含重卡、物流、公交、乘用車、船舶、軌道交通等多種應用場景。
長城已制定未來五年詳細的戰(zhàn)略目標。其中在2021年,長城將實現(xiàn)全球第四輛真正量產(chǎn)的大功率燃料電池乘用車,落地全球首個100輛49噸氫能重卡。在2022年冬奧會期間推出首支高端乘用車服務車隊以及展重載卡車、物流車等商用車等。2023年,實現(xiàn)主要系統(tǒng)集成商推廣數(shù)量國內領先。2025年,實現(xiàn)全球氫能市場占有率前三。
寫在最后:此次長城氫能技術中心之行,對于我來說,就像是打開了新世界的大門,再一次刷新了我對長城認知,完全顛覆了固有印象,而長城對技術的不懈追求也令我折服。
在純電動車市場代表未來的當下,長城選擇了綠電、氫+電儲能、燃料電池應用等多領域布局,并在五年的時間內,從零開始構建了完整的氫能產(chǎn)業(yè)鏈,自主研發(fā)攻克了眾多技術瓶頸。相信在長城等企業(yè)的推動下,氫能社會就在不遠的將來。