【壓縮機(jī)網(wǎng)】根據(jù)《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，中國要系統(tǒng)推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，到2020年，實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車批量生產(chǎn)和規(guī)模化示范應(yīng)用。

 

 

　　作為新能源汽車技術(shù)路線之一，氫燃料電池汽車已經(jīng)在全球范圍內(nèi)引發(fā)了關(guān)注。而從中國汽車市場來看，盡管目前新能源汽車銷量主要以純電動汽車和插混車型的銷量為主，但在政策的支持以及成本、基礎(chǔ)設(shè)施等一系列制約因素逐步得到改善的情況之下，燃料電池汽車發(fā)展正在提速，并且已經(jīng)被默認(rèn)為未來新能源汽車市場的重點(diǎn)發(fā)展方向。

　　根據(jù)《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，中國要系統(tǒng)推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，到2020年，實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車批量生產(chǎn)和規(guī)模化示范應(yīng)用。《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》更是明確提出，2020年、2025年和2030年，中國燃料電池汽車的發(fā)展目標(biāo)分別為5000輛、5萬輛以及百萬輛。

　　來自渦輪增壓和電動增壓的領(lǐng)導(dǎo)者蓋瑞特公司的高級創(chuàng)新技術(shù)總監(jiān)Robert Cadle近日表示：“中國燃料電池汽車市場正在變得火熱，在過去的兩年，特別是去年到今年，我們明顯感覺到，來和我們談燃料電池項(xiàng)目的客戶多了起來。除了有傳統(tǒng)造車和造發(fā)動機(jī)的這些蓋瑞特已有的客戶之外，還有一些新出來的專門做燃料電池系統(tǒng)的企業(yè)客戶也在跟我們接觸。”

　　由此可見，隨著燃料電池發(fā)展前景更加明朗，相關(guān)零部件供應(yīng)商也將迎來新的需求以及機(jī)遇。而作為保證燃料電池高效可靠運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，空氣壓縮機(jī)自然也將迎來更多的應(yīng)用。不過，這一部件所帶來的挑戰(zhàn)并不小。

　　首先是技術(shù)挑戰(zhàn)。以電動壓縮機(jī)為例，據(jù)Robert Cadle介紹，燃料電池汽車的電動壓縮機(jī)和傳統(tǒng)增壓器相比，因?yàn)椴唤佑|廢氣排放，在熱端對高溫材料耐用性方面降低了。但是除了這一點(diǎn)，其他方面的設(shè)計(jì)都是更加有挑戰(zhàn)的。“氫燃料空氣壓縮機(jī)里面的軸承和傳統(tǒng)增壓器軸承系統(tǒng)是完全不一樣的。傳統(tǒng)增壓器用的是浮動軸承，它是用潤滑劑支撐的，油膜把它浮起來轉(zhuǎn)，另外用油把它的熱量帶走。但是燃料電池的發(fā)動機(jī)不能有任何的油脂侵蝕，否則這個系統(tǒng)就要報(bào)廢了。另外，集成在增壓器中的電機(jī)有非常高的功率，所以它的發(fā)熱量更大，需要很好的冷卻技術(shù)設(shè)計(jì)。而且它上面還有很多敏感的電子部件，在發(fā)熱的狀態(tài)下要準(zhǔn)確運(yùn)行……”

　　總之，這一部件在軸承系統(tǒng)、電機(jī)控制、軟件、熱管理等方面都帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。據(jù)了解，針對氫燃料電池汽車，蓋瑞特開發(fā)了將電動產(chǎn)品與傳統(tǒng)機(jī)械應(yīng)用相結(jié)合的兩級電動壓縮機(jī)創(chuàng)新技術(shù)，這一部件能夠支持燃料電池汽車達(dá)到103kW的最大功率。值得注意的是，通過采用空氣軸承，不僅實(shí)現(xiàn)了超低靜音，且杜絕了油脂污染。此外，通過緊湊型布置，幫助電池堆體積縮小了33%，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)罩內(nèi)搭載燃料電池動力系統(tǒng)。目前，蓋瑞特氫燃料電動壓縮機(jī)已在本田汽車公司的Clarity氫燃料電池車上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，幫助車輛實(shí)行750公里的續(xù)航里程，充滿電力只需要3分鐘。

　　相關(guān)資料顯示，中國以商用車為主的燃料電池汽車市場已經(jīng)突破了千輛。尤其是2017年，一共銷售了1098輛，從東北的遼寧，一直到廣東的佛山，包括長三角的上海和江蘇如皋等地都已經(jīng)開始了示范運(yùn)行。國內(nèi)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加速進(jìn)行，到目前已經(jīng)在運(yùn)行的加氫站有10座，在建的有20多座，氫能基礎(chǔ)設(shè)施也在加速推廣。可見，中國在氫燃料電池方方面已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，然而不可否認(rèn)的是，氫燃料電池汽車還面臨著諸多因素的制約，尤其是成本方面的制約。

　　而這同樣意味著，除了技術(shù)挑戰(zhàn)，氫燃料電池增壓技術(shù)亦面臨著來自成本方面的考驗(yàn)。針對此，Robert Cadle表示，接下來，氫燃料電池電動壓縮機(jī)的目標(biāo)是規(guī)模擴(kuò)大、成本降低。“預(yù)計(jì)到2025年之后整個市場的量會達(dá)到幾十萬臺的數(shù)量級，而隨著整個市場的擴(kuò)大，產(chǎn)量上去了，成本也有望隨之降低。屆時(shí)我們產(chǎn)品的成本有望降到現(xiàn)在第一代產(chǎn)品的十分之一左右，這有利于燃料電池汽車在后補(bǔ)貼時(shí)代的競爭力。”
 

 

　　至于蓋瑞特具體將通過哪些措施來降低成本，Robert Cadle認(rèn)為主要有以下幾大核心手段：

　　第一，選擇更高轉(zhuǎn)速的電機(jī)，選用了更高轉(zhuǎn)速的電機(jī)以后，它的功率會下降，材料用量和成本會下降。我們可以用更小的電機(jī)來做到，更少的轉(zhuǎn)子、定子的材料的使用，它的成本也會下降。

　　第二，提高核心部件的生產(chǎn)自動化程度，如空氣箔片軸承和機(jī)繞定子。電機(jī)的定子和空氣軸承由于目前的量太少，都是手工做的，將來會做成自動線，開模具，專線生產(chǎn)，進(jìn)一步降低它的生產(chǎn)成本。

　　第三，系統(tǒng)集成。現(xiàn)在控制器和電機(jī)是分開的，中間還有一根很貴的連接線，兩套冷卻系統(tǒng)分別冷卻。將來如果把系統(tǒng)集成在一起，不僅可以省去連接線，系統(tǒng)之間的冷卻也可以做成一套系統(tǒng)，從而省掉很多零件，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型化，并且降低整個系統(tǒng)的成本。

　　最后，規(guī)模經(jīng)濟(jì)。一方面，降低電子元件的開發(fā)成本和采購成本。另一方面，蓋瑞特在開發(fā)氫燃料電動增壓技術(shù)的同時(shí)，為混動汽車開發(fā)高效的電動壓縮機(jī)和一體化的電動渦輪壓縮機(jī)，具有電子部件的開發(fā)協(xié)同效應(yīng)。隨著混動汽車將在未來五年實(shí)現(xiàn)高速增長，并大量采用電動增壓技術(shù)，因此電動增壓產(chǎn)品相關(guān)的電子元件將會因大規(guī)模量產(chǎn)而獲得成本優(yōu)勢。同時(shí)，蓋瑞特在全球擁有13座先進(jìn)制造工廠和全球供應(yīng)鏈體系，會進(jìn)一步內(nèi)部優(yōu)化電子部件的性價(jià)比優(yōu)勢。