2024年,隨著全球道路交通應(yīng)用的快速發(fā)展,隨著對清潔能源的呼聲越來越高,新能源汽車將逐漸滲透到人們的生活中。
在氫能發(fā)展的今天,討論的聲音越來越多,汽車的未來是屬于電動還是氫能,支持者和反對者各抒己見,無法說服對方,讓我們來看看世界頂級車企是如何選擇的。
2024年2月20日,在上市公司投資者互動平臺上,有投資者問比亞迪“有沒有氫能汽車布局”,比亞迪回復(fù)稱“公司目前沒有做相應(yīng)的商業(yè)布局,但公司積極關(guān)注市場各類技術(shù)路線的發(fā)展,會根據(jù)自身需求進(jìn)行布局”。對氫能的布局既沒有否定也沒有肯定。
事實(shí)上,比亞迪近年來更加重視氫能的技術(shù)發(fā)展
匹峰氫能認(rèn)為,縱觀當(dāng)下,當(dāng)全球銷量排名前十的車企都在聚焦氫燃料電池業(yè)務(wù)時,其背后的信息和啟示是不言而喻的。
1、未來氫能確實(shí)有發(fā)展空間
作為龍頭企業(yè),多技術(shù)路線的布局并不出人意料。然而,時至今日,伴隨著世界發(fā)展以來存在的各種爭議2023中國燃油車銷量,無論態(tài)度如何,世界領(lǐng)先的車企都認(rèn)真仔細(xì)地考慮過未來是否要開發(fā)氫燃料電池汽車,并且大多都給出了肯定的答案。就連“搖擺不定”的大眾汽車集團(tuán)也反映出,在技術(shù)上并沒有完全放棄氫燃料電池,即使沒有在氫燃料乘用車上實(shí)施,大眾汽車也尚未完成對氫燃料電池未來的長期評估。車企認(rèn)識到氫能的發(fā)展空間,做出布局選擇,即使不認(rèn),也保留了技術(shù)選擇,這也傳遞出了一個良好的信號:氫能有自己的發(fā)展前景。
2. 技術(shù)是自己手中的硬道理
成本和差異化戰(zhàn)略決定了企業(yè)的核心競爭力,而這兩個因素都關(guān)系到企業(yè)自身掌握的燃料電池核心技術(shù),從這個角度來看,認(rèn)識到氫能發(fā)展并做出規(guī)劃布局的龍頭車企,在開發(fā)氫能的過程中,將重點(diǎn)放在自身核心產(chǎn)品和技術(shù)的開發(fā)上, 以增加其核心競爭力;
對此,除了比亞迪和大眾之外,新款電動汽車小米也有同樣的選擇,2024年1月初,相關(guān)網(wǎng)頁顯示,小米正在招聘燃料電池相關(guān)崗位,包括氫燃料電池開發(fā)工程師和氫燃料電池系統(tǒng)集成工程師。招聘氫能研發(fā)相關(guān)崗位,未必預(yù)示著小米汽車是否會開發(fā)自己的燃料電池汽車,作為汽車制造領(lǐng)域的一股強(qiáng)大新生力量,小米是否準(zhǔn)備好或正在投資燃料電池汽車確實(shí)是富有想象力的。毫無疑問,小米在關(guān)注氫能領(lǐng)域后就開始做技術(shù)準(zhǔn)備了,無論發(fā)展與否,在氫能技術(shù)上始終“不打一場毫無準(zhǔn)備的仗”。
3、聯(lián)動合作,謀求共同發(fā)展
2021年,川崎重工、雅馬哈、本田、鈴木四大摩托車公司宣布,將合作開發(fā)氫燃料發(fā)動機(jī),共同實(shí)現(xiàn)脫碳社會。
2023年,本田還在氫能業(yè)務(wù)戰(zhàn)略會議上明確表示,致力于進(jìn)一步升級作為氫能業(yè)務(wù)核心的燃料電池系統(tǒng),以及本田與通用汽車共同開發(fā)的下一代燃料電池系統(tǒng)。
同樣,2023年,豐田也與海馬汽車簽訂合同,表示將在氫燃料電池汽車(FCEV)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域開展戰(zhàn)略合作。
現(xiàn)代汽車集團(tuán)(中國)總裁李赫俊曾公開表示,“我認(rèn)為現(xiàn)階段最重要的是通過開放合作繼續(xù)塑造成功模式,共同推動氫能產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。"
這
聯(lián)合多家車企,才能達(dá)到“1+1>2”的效果,對企業(yè)自身和行業(yè)的發(fā)展都大有裨益,蘊(yùn)含著大量的商機(jī),能為氫能市場的發(fā)展帶來巨大的想象。
4、拓展燃料電池應(yīng)用場景多元化
事實(shí)上,這些領(lǐng)先的車企在開發(fā)氫能時并不局限于氫燃料電池汽車。
除了氫燃料電池汽車NEXO,現(xiàn)代汽車的氫能產(chǎn)品還包括氫燃料電池重卡、氫智能無人運(yùn)輸車無人機(jī)、氫混合動力跑車概念車FK、救援無人車、移動加氫站、應(yīng)急救援車等,建立了完整的產(chǎn)品矩陣。
豐田正在積極擴(kuò)大氫能在氫氣制造、運(yùn)輸和利用領(lǐng)域的發(fā)展,例如與清華大學(xué)成立清華大學(xué)-豐田聯(lián)合研究院,共同研究氫能的積極利用。
本田計劃推進(jìn)燃料電池技術(shù)、高壓水電解技術(shù)等氫能技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用研究。本田還表示,構(gòu)建包括氫氣供應(yīng)在內(nèi)的氫能生態(tài)系統(tǒng)對于燃料電池系統(tǒng)的普及至關(guān)重要。公司計劃從氫需求所在地出發(fā),推進(jìn)以固定式電源為核心的氫能生態(tài)系統(tǒng)建設(shè),將各類電池與氫能出行車相結(jié)合,打造能夠滿足社會需求的生態(tài)系統(tǒng)。
可以預(yù)見,龍頭企業(yè)在保持核心競爭力發(fā)展的同時開發(fā)其他相關(guān)應(yīng)用,將有助于燃料電池應(yīng)用場景的多元化,市場也將迎來更廣闊的發(fā)展空間,從而進(jìn)入新的發(fā)展階段。
巔峰氫能認(rèn)為,國際汽車行業(yè)在未來的創(chuàng)新過程中可能會面臨巨大的變化,即使在如今電動汽車的“大勢所趨”中,氫能仍是世界領(lǐng)先車企選擇的未來賽道之一。不僅如此,放眼國際市場2023中國燃油車銷量,蘋果解散了電動研發(fā)團(tuán)隊(duì),梅賽德斯-奔馳放棄了30年全電動藍(lán)圖,一些西方公司正在停止電動汽車的開發(fā)和推廣,而本田的2025插電式氫燃料電池汽車將在今年推出,寶馬、豐田繼續(xù)推廣燃料電池技術(shù),可見西方并沒有放棄氫燃料電池技術(shù)的發(fā)展, 氫燃料電池將日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),這也將為國內(nèi)燃?xì)馄髽I(yè)帶來更大的國際市場機(jī)會。
此外,進(jìn)入2024年,特別是一季度以來,多項(xiàng)國家和省級新政策以及全國人大、全國人大呼吁加快推進(jìn)氫能發(fā)電等利好消息在氫能產(chǎn)業(yè)圈爆火,其中氫能首次被寫入政府工作報告, 內(nèi)蒙古省率先開放非化工園區(qū)制氫,山東氫能高速通行費(fèi)減免通知發(fā)布,讓氫能和燃料電池從業(yè)者興奮不已,創(chuàng)新政策的發(fā)布也給了從業(yè)者更多的信心,意味著通行權(quán)放開了, 政策完善,市場氛圍營造較好。
法拉利是尖端汽車工程的代名詞,其氫燃料內(nèi)燃機(jī)的開創(chuàng)性專利成為頭條新聞。這種非凡的設(shè)計顛覆了將發(fā)動機(jī)倒置安裝的傳統(tǒng)慣例,以追求增強(qiáng)的空氣動力學(xué)和性能。
氫內(nèi)燃機(jī) (HCE) 處于汽車革命的最前沿,有望實(shí)現(xiàn)高效率和低排放的結(jié)合。豐田的卡羅拉Cross H2概念車和康明斯的氫動力卡車等行業(yè)主要參與者已經(jīng)在這個新興領(lǐng)域開辟了自己的領(lǐng)地。
然而,法拉利的氫燃料發(fā)動機(jī)專利揭示了一個可能超越其競爭對手的概念。擬議的氫燃料發(fā)動機(jī)采用直列六缸配置,不僅因其功率輸出而受到青睞,而且還有助于戰(zhàn)略性地集成位于兩側(cè)的氫氣罐。
氫發(fā)動機(jī)設(shè)計及其對性能的潛在影響
這種非常規(guī)的倒置布置使驅(qū)動橋的位置更好,為更高性能的后擴(kuò)散器鋪平了道路。所有這些都是在不影響汽車長度的情況下實(shí)現(xiàn)的,保留了短軸距,法拉利認(rèn)為這對于真正的跑車體驗(yàn)至關(guān)重要。
“在我們不斷尋找創(chuàng)新的氫動力總成解決方案的過程中,我們從性能和可持續(xù)性的角度看待每一個元素,”法拉利車輛和動力總成架構(gòu)創(chuàng)新經(jīng)理解釋道。他在法拉利工作了二十多年,負(fù)責(zé)監(jiān)督新車和氫動力總成架構(gòu)的開發(fā)。
強(qiáng)制感應(yīng)創(chuàng)新:促進(jìn)氫氣
法拉利的氫動力專利描述了強(qiáng)制感應(yīng)的各種化身,以補(bǔ)充氫燃燒。一種設(shè)計提出了一種雙離心式壓縮機(jī),由電動機(jī)驅(qū)動,并由再生制動提供動力。另一個特點(diǎn)是利用廢氣輪機(jī)的MGU-H系統(tǒng)。有趣的是,第三個版本暗示了一種純粹的機(jī)械方法,將動力直接從雙離合變速器引導(dǎo)到驅(qū)動增壓器。
為了解決潛在的維護(hù)問題,法拉利確保了可訪問性。機(jī)油泵和冷卻液泵由安裝在氫燃料發(fā)動機(jī)底部的凸輪軸驅(qū)動,便于技術(shù)人員使用。此外,擴(kuò)散器的某些部分兼作發(fā)動機(jī)蓋,簡化了對核心部件的檢修。
范式轉(zhuǎn)變:法拉利對氫動力超級跑車主導(dǎo)地位的愿景
法拉利大膽設(shè)計的漣漪效應(yīng)超越了性能。它突顯了該品牌對創(chuàng)新的堅定承諾,并準(zhǔn)備在行業(yè)嚴(yán)格且不斷發(fā)展的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中探索鮮為人知的氫燃料道路。
正如法拉利所設(shè)想的那樣,最終產(chǎn)品的雄心壯志不亞于由氫燃燒驅(qū)動的增壓、混合動力、全輪驅(qū)動跑車——這是一項(xiàng)重新定義汽車設(shè)計邊界的工程壯舉。
雖然氫燃料技術(shù)在商業(yè)運(yùn)輸領(lǐng)域仍處于起步階段,但法拉利的大膽愿景為跑車的未來提供了令人興奮的前景。
從表面上看很奇怪,法拉利有一些實(shí)際的理由來逆轉(zhuǎn)這種混合動力發(fā)動機(jī)。
似乎汽車界的注意力已經(jīng)被法拉利的這項(xiàng)新專利所吸引,法拉利是一款使用倒置內(nèi)燃機(jī)的混合動力汽車,由氫氣提供動力。雖然這看起來很荒謬,但這個不尋常的想法是有實(shí)際原因的,而且由于非常規(guī)的發(fā)動機(jī)定位,這項(xiàng)專利的另一部分被許多人忽視了。
法拉利似乎相信倒置發(fā)動機(jī)(燃燒氫氣)是有意義的,主要是因?yàn)樗岢隽藲錃夤薜姆胖梅绞健⒂兴膫€儲罐,所有儲罐都可以容納多余的氫氣,發(fā)動機(jī)兩側(cè)各有兩個球形儲罐。另外兩個油箱是圓柱形的,將安裝在發(fā)動機(jī)頂部。這將需要一個內(nèi)聯(lián)塊形狀,但這種排列還不能完全解釋倒置位置。奇怪的是,法拉利自己的專利不一定局限于直列六缸發(fā)動機(jī),但它是“首選”發(fā)動機(jī),擬議中的汽車將是一款由電動機(jī)驅(qū)動前輪的混合動力車。
為什么不存在倒置發(fā)動機(jī)?
我們在量產(chǎn)車中看不到倒置發(fā)動機(jī)的主要原因是重力。限制因素不是燃油噴射——這些系統(tǒng)有足夠的壓力和足夠短的占空比,重力不是問題——而是機(jī)油。在傳統(tǒng)的濕式油底殼加油系統(tǒng)中,您可以依靠重力幫助將油排回油底殼并泵送并將其循環(huán)到需要的地方。在傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)中,曲軸也位于較低位置,因此加油路徑離泵不遠(yuǎn)。
解決方案是加壓干式油底殼潤滑系統(tǒng),法拉利對其 I-6 的具體解決方案是三個泵,一個用于增壓側(cè),位于缸體的另一側(cè),一對用于回收側(cè)。這些泵通過凸輪軸連接到發(fā)動機(jī),凸輪軸將機(jī)油輸送到回收箱。所有這些想法都像傳統(tǒng)的干式燃料系統(tǒng)。專利中看到的第四個泵用于冷卻液,由凸輪軸驅(qū)動。
倒置發(fā)動機(jī)的另一個問題是,尚未清除回油底殼的機(jī)油可能會進(jìn)入氣缸,這可能導(dǎo)致機(jī)械災(zāi)難性的液壓鎖定情況。法拉利沒有完全解釋在發(fā)動機(jī)關(guān)閉之前,回收泵無法回收的任何剩余油如何不會被水解。專利設(shè)計者似乎希望泵泵出足夠的油,以防止長期存在的氣缸倒置問題。
每個人似乎都忽略了專利中的另外兩點(diǎn)
倒置氫發(fā)動機(jī)的想法已經(jīng)夠瘋狂了,但它并不止于此。在這項(xiàng)專利中,有兩個非常有趣的想法涉及變速器和渦輪增壓器。首先,變速箱是七速雙離合變速箱,除了(也)倒置外,這是相當(dāng)傳統(tǒng)的。不常見的是,雙離合器總成不連接到發(fā)動機(jī);相反,輸入軸直接連接到曲軸。
這種設(shè)計的“原因”是法拉利打算將雙離心增壓器與變速器的雙離合鼓分開。從我們在專利中看到的情況來看,將增壓器放置在那里是空氣的最佳路徑,并減少了從出口到中冷器的壓降。增壓器將在變速箱外共享一個公共軸,以驅(qū)動其轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速又將旋轉(zhuǎn)至 10,000 rpm。可以將電動機(jī)連接到這些增壓器,以進(jìn)行發(fā)電、繞組,甚至可能進(jìn)行增壓控制。
似乎這還不夠瘋狂,專利中還提出了一種帶有獨(dú)立渦輪機(jī)和壓縮機(jī)的渦輪增壓版本的替代方案,它們之間沒有電機(jī)分離,而只是通過連接兩者的電氣連接。渦輪機(jī)將連接到發(fā)電機(jī),該能量將被發(fā)送到電池進(jìn)行存儲,然后用于驅(qū)動連接到單個發(fā)動機(jī)的壓縮機(jī)。是的,您需要再讀一遍:壓縮機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī),然后向電機(jī)輸送電力以驅(qū)動壓縮機(jī)。
雖然乍一看,整個系統(tǒng)不太可能在法拉利的生產(chǎn)中大放異彩,但它的某些方面可能會出現(xiàn)在后來的車型中。變速器和增壓器是最有可能的。至于倒置發(fā)動機(jī)的想法,液壓鎖的問題可能沒什么大不了的,這取決于雙回收泵回收機(jī)油的程度,但考慮到不可能從發(fā)動機(jī)中去除所有機(jī)油,原因很簡單:啟動仍然需要一些機(jī)油, 這還有待觀察。也就是說,如果法拉利能夠解決這個問題,并且真的做到了,我們將從馬拉內(nèi)羅獲得一個非??褚暗陌l(fā)動機(jī)。
首先,根據(jù)各種數(shù)據(jù),2023年全球銷量排名前10的車企如下。
2023年全球銷量排名前10的車企中,豐田、現(xiàn)代、本田等日韓企業(yè),其中,2022年底,日本本田宣布將于2024年開始量產(chǎn)CR-V新型氫燃料電池汽車,宣布重返氫能賽道, 同時,2023年2月3日,正式發(fā)布?xì)淠軜I(yè)務(wù)戰(zhàn)略,宣布計劃在2020年代中期開始每年銷售2000套燃料電池系統(tǒng),并逐步擴(kuò)大銷售,力爭到2030年年銷售6萬臺,到2030年下半年每年銷售數(shù)十萬臺。
美國企業(yè)也對氫能的發(fā)展持積極態(tài)度,福特表示“電氣化是我們的首要任務(wù),其次是氫技術(shù)”,2023 年 8 月,福特還宣布將與巴拉德合作生產(chǎn)氫能重型卡車。
至于通用汽車,2023 年 8 月,通用汽車表示,在首次宣布打算朝這個方向發(fā)展一年半后,它已準(zhǔn)備好開始將氫燃料電池的部署商業(yè)化。通用汽車于 2022 年 1 月首次宣布正在開發(fā)一種將用于商用車的氫燃料電池技術(shù)。從那時起,該公司一直在開發(fā)該項(xiàng)目,現(xiàn)在準(zhǔn)備開始為卡車等重型商用車配備這項(xiàng)技術(shù)。
2023年2月14日,歐洲議會在斯特拉斯堡以340票贊成、279票反對、21票棄權(quán)通過了一項(xiàng)法案,該法案旨在2035年停止在歐洲銷售燃油汽車。如今,當(dāng)歐洲在開發(fā)新能源時,歐洲企業(yè)對氫能汽車的態(tài)度有些微妙。
2021年,雷諾宣布與 簽署諒解備忘錄,將于2021年上半年在法國成立50/50合資公司。該合資公司的目標(biāo)是在歐洲占據(jù)燃料電池驅(qū)動的輕型商用車市場30%以上的份額。
2022年12月,荷蘭公司 Group()決定開始?xì)淠苎邪l(fā),并與一家合資能源公司合作。
與上述公司不同,德國大眾汽車集團(tuán)似乎有點(diǎn)搖擺不定。2019年,德國《汽車周刊》報道稱,大眾汽車集團(tuán)CEO赫伯特·迪斯( Diess)表示,氫能汽車“沒有未來”,但在2022年初,大眾汽車“秘密”申請了新型氫燃料電池的專利注冊,而在2023年,大眾汽車表示將在本世紀(jì)20年代(2030年)之前不再推出氫動力乘用車, 并將專注于進(jìn)一步開發(fā)電動汽車技術(shù)。
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