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(guó)汽車市場(chǎng)來(lái)看，盡管目前新能源汽車銷量主要以純電動(dòng)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(lái)新能源汽車市場(chǎng)的重點(diǎn)發(fā)展方向。
根據(jù)《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，中國(guó)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)?；痉稇?yīng)用?！豆?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(guó)燃料電池汽車的發(fā)展目標(biāo)分別為5000輛、5萬(wàn)輛以及百萬(wàn)輛。
來(lái)自渦輪增壓和電動(dòng)增壓的領(lǐng)導(dǎo)者蓋瑞特公司的高級(jí)創(chuàng)新技術(shù)總監(jiān)Robert Cadle近日在接受蓋世汽車采訪時(shí)表示：“中國(guó)燃料電池汽車市場(chǎng)正在變得火熱，在過(guò)去的兩年，特別是去年到今年，我們明顯感覺到，來(lái)和我們談燃料電池項(xiàng)目的客戶多了起來(lái)。除了有傳統(tǒng)造車和造發(fā)動(dòng)機(jī)的這些蓋瑞特已有的客戶之外，還有一些新出來(lái)的專門做燃料電池系統(tǒng)的企業(yè)客戶也在跟我們接觸。”
蓋瑞特全球動(dòng)力系統(tǒng)高級(jí)總監(jiān) Peter DAVIES（左）、蓋瑞特全球創(chuàng)新技術(shù)高級(jí)總監(jiān) Rob CADLE（中）、蓋瑞特高增長(zhǎng)地區(qū)市場(chǎng)總監(jiān)王成龍（右）
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(lái)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(lái)更多的應(yīng)用。不過(guò)，這一部件所帶來(lái)的挑戰(zhàn)并不小。
首先是技術(shù)挑戰(zhàn)。以電動(dòng)壓縮機(jī)為例，據(jù)Robert Cadle介紹，燃料電池汽車的電動(dòng)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(duì)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?！皻淙剂峡諝鈮嚎s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(dòng)軸承，它是用潤(rùn)滑劑支撐的，油膜把它浮起來(lái)轉(zhuǎn)，另外用油把它的熱量帶走。但是燃料電池的發(fā)動(dòng)機(jī)不能有任何的油脂侵蝕，否則這個(gè)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的敏感的電子部件，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(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)。據(jù)了解，針對(duì)氫燃料電池汽車，蓋瑞特開發(fā)了將電動(dòng)產(chǎn)品與傳統(tǒng)機(jī)械應(yīng)用相結(jié)合的兩級(jí)電動(dòng)壓縮機(jī)創(chuàng)新技術(shù)，這一部件能夠支持為燃料電池汽車達(dá)到103kW的最大功率。值得注意的是，通過(guò)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(guò)緊湊型布置，幫助電池堆提及縮小了33%，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)搭載燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)。目前，蓋瑞特氫燃料電動(dòng)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(guó)以商用車為主的燃料電池汽車市場(chǎng)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(zhǎng)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(guó)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?？梢姡袊?guó)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(lái)自成本方面的考驗(yàn)。針對(duì)此，Robert Cadle表示，接下來(lái)，氫燃料電池電動(dòng)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(gè)市場(chǎng)的量會(huì)達(dá)到幾十萬(wàn)臺(tái)的數(shù)量級(jí)，而隨著整個(gè)市場(chǎng)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(jìng)爭(zhēng)力。”
至于蓋瑞特具體將通過(guò)哪些措施來(lái)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(huì)下降，材料用量和成本會(huì)下降，我們可以用更小的電機(jī)來(lái)做到，更少的轉(zhuǎn)子、定子的材料的使用，它的成本也會(huì)下降。
第二、提高核心部件的生產(chǎn)自動(dòng)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(lái)會(huì)做成自動(dòng)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?，F(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(lái)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(gè)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(gòu)成本。另一方面，蓋瑞特在開發(fā)氫燃料電動(dòng)增壓技術(shù)的同時(shí)，為混動(dòng)汽車開發(fā)高效的電動(dòng)壓縮機(jī)和一體化的電動(dòng)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(dòng)汽車將在未來(lái)五年實(shí)現(xiàn)高速增長(zhǎng)，并大量采用電動(dòng)增壓技術(shù)，因此電動(dòng)增壓產(chǎn)品相關(guān)的電子元件將會(huì)因大規(guī)模量產(chǎn)而獲得成本優(yōu)勢(shì)。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(huì)進(jìn)一步內(nèi)部?jī)?yōu)化電子部件的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。
蓋瑞特（Garrett Motion Inc，紐交所代碼：GTX）前身為霍尼韋爾交通系統(tǒng)，于2018年10月從霍尼韋爾集團(tuán)完成免稅拆分，成為一家獨(dú)立公司。蓋瑞特的產(chǎn)品組合包括渦輪增壓、電動(dòng)增壓和汽車軟件方案，蓋瑞特將通過(guò)前沿技術(shù)，幫助車輛更安全、更互聯(lián)、更節(jié)能、更環(huán)保。