观点博世肖浩栋:博世氢动力实现了系统和关键零部件从开发到生产的完全国产化
来源:米乐体育app在线下载 发布时间:2024-09-10 17:46:02
2023世界氢能技术大会于2023年5月22-26日在佛山南海举办。本届大会由中国科学技术协会、中国机械工业联合会和国际氢能协会共同主办,以“氢能与双碳战略:从现在到未来”为主题,聚焦双碳战略下全球氢能领域的最新产品、技术及装备,以及氢能在交通、能源、化工、冶金及建筑等领域的应用。
以“ 氢启南海 · 驶向未来 ”为主题的氢能交通论坛是本次大会重要的产业论坛。论坛以交通行业应用为主线,聚焦于氢能在道路车辆、轨道交通、航空器( 无人机)、燃料电池船舶四大领域应用,前瞻未来十年蓝图,一同探讨氢能及燃料电池产业政策导向、关键技术创新新动向、产业高质量发展路径以及在不同载运工具上的应用新进展。
本次氢能交通论坛包括一个主论坛——氢未来•氢交通;两个分论坛——氢交通•新应用、氢交通•新技术,涵盖产业链的热点及痛点议题。在5月24日下午举行的2023WHTC氢交通·新技术分论坛上,博世氢动力系统(重庆)有限公司总经理肖浩栋作了“创新驱动发展:打造高效智能氢动力总成解决方案”的主题分享。以下为发言全文。
为了实现双碳战略,交通运输行业的中重卡碳排放减少是特别的重要的。博世动力总成有限公司从2004年成立伊始,就致力于提供柴油的高压共轨喷射系统,后续为天然气、氢发动机、甲醇发动机提供我们的系统解决方案和关键零部件。
从2017年开始,博世动力总成事业部开始电动化转型,主要分成两个部分:一是为轻型商用车和重型商用车打造碳化硅控制器及电桥;二是从2018年开始,博世动力总成事业部在中国做氢燃料电池系统,以及空压机、氢循环泵、引射器及功率转换模块等核心零部件,进行本地开发、本地生产、交付本地客户。未解决氢燃料电池散热的问题,我们又开发了高压超级散热模块。
2018年,我们制定了第一个氢动力业务五年计划,起初是从氢动力系统的车辆集成开始做研究。在2019年、2020年及2021年,博世动力总成事业部着重打造系统集成技术,首批推出70千瓦氢燃料系统;2022至2023年,开发了更大功率的氢燃料电池系统和核心零部件。目前,190千瓦的系统在今年年中实现小批量生产。同时,为满足49吨商用车全场景的使用,我们也在进行250千瓦以上的氢燃料电池系统的开发。
从今年开始,我们会推出重型电驱桥产品。目前传统的49吨氢燃料电池使用的是中央直驱方案,它有几个问题:第一是传动效率比较低;第二是空间布局非常不利于电池或者氢瓶的布置;第三是驾驶性不好。我们的重型电驱桥布置很友好,同时大幅度的提升了传动效率,比传统的中央直驱高出10%。今年我们会实现重型电驱桥小批量产,在未来几年里将进一步推进国产化进程,使得所有的指标达到国家技术路线图的标准,同时大幅度降低成本。
博世的总部在德国斯图加特,有超过15年氢燃料电池开发经验。我们在中国两个城市——无锡、重庆,建立了氢燃料电池中心,具备从系统到电堆、膜电极、空压机等关键零部件的本地研发、生产和客户交付的能力。
要让氢燃料电池真正大范围的应用于汽车行业,需要仔细考虑两个核心问题:第一个是可靠性,第二个是解决氢燃料电池车辆中系统和关键零部件的所有核心问题。基于此,博世打造了具有更大功率的氢燃料电池以及核心零部件。
做柴油机的人可能知道,柴油机只有1/3的热量一定要通过冷却液来排掉,另外有1/3以上的热量会通过排气带走。对氢燃料电池来说,由于排气温度较低,几乎所有的废热都要通过散热器来散掉。氢燃料电池系统经过多年的研究,目前如果能提高5%或8%的功率密度、进而提高总系统的效率,已经很不容易了。但是如果有一个好的散热器布置,以49吨、300千瓦的氢燃料电池系统为例,高压风扇的散热功率大概是20千瓦左右;如果布置得不好,就需要40多千瓦,也就是说仅仅散热一项,就需要消耗5%到8%的能量。为此,我们有明确的目的性地打造了满足高压平台750伏乃至850伏的高压散热模块,用一个散热器和一个高压风扇就能解决这个问题。
从博世的角度看,我们要解决氢燃料电池车的整体TCO问题。在提升燃电系统的同时,为了整车的能耗优化,我们跟主机厂共同进行车辆动力性能优化,比如降低空气阻力和滚动阻力。我们的氢燃料电池系统效率非常高,132千瓦氢燃料电池系统的额定点,电堆的进口压力只要2.2-2.4巴;结合废气涡轮回收,对空压机来说能够大大减少20%-25%的功耗。我们还对整车能量来管理,因为现在行业内对商用车基本形成一个共识——根据不同的行驶工况和SOC值,优化能量分配,也能够大大减少氢耗。
从2021年第一个氢燃料电池系统投入、批量使用到现在为止,博世动力总成事业部配装的氢燃料电池商用车主要在重庆地区运营,实际累积运营里程达到200多万公里。运营车型从最开始的厢式货车,到现在逐步与道路垃圾车进行匹配,不久的将来也会投入批量使用。
这是我向大会汇报的博世氢动力情况,我们实现了氢动力系统和关键零部件从开发到生产的完全国产化。通过我们的系统整合能力,与智能化的功能,与客户配合降低整车的氢耗。