随着氢燃料电池在中国市场持续升温,今年上海车展期间,多款氢燃料电池车参展,同时有多家零部件供应商带来了氢燃料电池相关产品。
对于氢燃料电池车而言,高效的空气增压技术是车载动力系统的关键性技术之一,它直接影响到燃料电池的能量效率。
“在传统的内燃机上面,目前的涡轮增压就是提高性能的核心件。对于燃料电池来讲,电动的空气压气机比内燃机上面的涡轮增压机贡献的价值还要大。”盖瑞特总裁兼首席执行官芮博廉(Olivier Rabiller)接受汽车商业评论采访时表示。
盖瑞特在本届车展上展示的两级电动压缩机于2016年量产,已应用在本田Clarity轿车上,并将面向商用车场景做下一代开发。
盖瑞特的空气压缩解决方案,采用了空气轴承等技术设计,400千帕压力,125克/秒增压气流量,电机可达10万转/分钟。紧凑型布置可以帮助电池堆体积缩小33%,实现发动机罩内搭载燃料电池动力系统。
“随着我们的技术进步,电机可以不断缩小体积。比如现在一代产品是25千瓦、10万转的电机,下一代就考虑通过更高的转速降低电机的功率,然后尺寸变得更小。电机小了用的铜以及贵金属等材料都会大大减少。”
芮博廉表示,这样下去,从第一代到第二代到第三代,成本会下降比较快,第三代产品的价格会是第一代的十分之一,当然前提是产能扩大到10万台规模。
目前,在全球范围内,盖瑞特正在推进十多个氢燃料电池相关项目,并积极推进中国车企对其技术的应用。在中国市场,他们非常看好燃料电池在长里程重载重的商用车上的应用。
除了应用于燃料电池系统的电动空压机,盖瑞特还展示了更多动力增压解决方案。
盖瑞特汽油可变截面(VNT)涡轮增压器,配合强米勒循环发动机要求,使之在几乎所有转速下都能改善整车的燃油经济性,最高可降低10%-15%的二氧化碳排放。
这项发明于数十年前、为柴油发动机开发的涡轮增压技术,其后由盖瑞特于2017年率先为大众汽车实现了在排温更高的汽油发动机应用场景中的大规模量产。
在新一代设计中,汽油可变截面技术采用全新基材和涂层,将满足980摄氏度排温,适用范围更广。
盖瑞特的第四代小型废气旁通式涡轮增压器,采用了新一代Z-Ultra轴承设计和新一代空气动力学设计,能大幅降低发动机动力损失,提升燃油效率和瞬态反应速度。
同时,这一业内领先的技术产品还实现了1.5L当前最小的双流道工程设计,使其适用性更广;在帮助新车满足国六B排放标准的基础上,满足内燃机应对2020后全使用工况理论空燃比(Lambda1)的需求。
本次车展上,就有20多款新车采用了盖瑞特涡轮增压技术。
行业分析公司 IHS 公布的数据显示,随着汽车电气化的进程不断加速,到 2025年,混合动力汽车将新增3000万台。而中国也会随之成为全球最大的混合动力汽车市场。
盖瑞特认为,其中将有超过75%的车辆应用涡轮增压技术;涡轮增压技术的市场渗透率将会从目前的48%提升到70%以上。这将为先进涡轮增压技术的应用提供更为广阔的空间。
除了在传统优势领域提供更加多样的动力增压解决方案之外,盖瑞特还适应智能化、网联化的汽车行业趋势,展示了其最新的网联汽车安全及车辆健康管理解决方案。
得益于在航空航天、过程工业和60多年汽车行业积累的尖端技术,盖瑞特为网联汽车开发了适用于复杂出行场景的网络安全软件。它将“检测-隔离-报告-修复”整合成闭环。
一旦发生黑客入侵,解决方案能检测异常并阻止攻击,同时向由盖瑞特大数据和机器学习支持的“车辆健康管理中心”报告,排除车辆当前及后续的安全隐患,阻止黑客攻击的蔓延。
盖瑞特的集成车辆健康管理软件,基于整车厂已有的诊断工具和售后维护系统,依据目标对象的物理机理,性能数据以及机器学习,识别失效模式或故障的根本原因。一旦发现异常状况,该模型可快速推理、精确诊断故障根源并指导维修。
芮博廉表示:“中国是全球科技创新最活跃和新技术应用最广泛的汽车市场,盖瑞特将依托对产业趋势的敏锐洞察、全球领先的技术产品、研发优势和工程服务能力,实现我们的使命。”
面对中国汽车产业发展趋势中的新机遇,盖瑞特高增长地区总裁金晨海表示:“盖瑞特将以中国作为全球战略的重要支点,加快尖端科技在中国市场的开发速度,携手行业中领先的整车制造企业,成为他们差异化创新的首选合作伙伴。”
目前,盖瑞特在上海和武汉有两个生产基地,两个工厂的产品不光供国内市场,也同时向国外市场供货。而且,盖瑞特全球第二大技术实验室就落在中国。在中国扎根25年,盖瑞特对这里的汽车市场有着深刻的理解。
自左到右:盖瑞特高增长地区总裁金晨海,盖瑞特全球总裁兼首席执行官芮博廉,盖瑞特卓越商务运营与战略高级副总裁Pierre Barthelet
4月17日,上海车展期间,盖瑞特总裁兼首席执行官芮博廉接受了汽车商业评论在内的媒体的采访。以下是采访内容节录。
一、吸收航空经验进行新的开发
汽车商业评论:关于汽车网络安全,目前行业里面有一个趋势,就是车辆自身有一个车载服务器,然后基于服务器会做成一个汽车网络架构,在这个过程当中可能越来越多的车内数据以及控制指令都会暴露给互联网。盖瑞特在这方面有没有相应的安全解决方案,去杜绝一些安全隐患?
芮博廉(盖瑞特总裁兼首席执行官):现在车辆会有三层通讯,这三层通讯当中怎么去跟踪,包括看它有没有黑客的攻击等。我们的方案将“检测-隔离-报告-修复”过程整合成闭环。一旦发生黑客入侵,盖瑞特解决方案能检测异常并阻止攻击,同时向由盖瑞特大数据和机器学习支持的“车辆健康管理中心”报告,排除车辆当前及后续的安全隐患,阻止黑客攻击的蔓延。
目前,其实汽车的网络安全问题、挑战是蛮大的,因为整车系统越来越复杂,甚至有中央集中处理器,有的时候车上有一百个电子控制器。
在这种情况下我们目前用的都是在航空上面或者是非常复杂的控制系统上已经有的网络安全的技术,在这个基础上面把它进一步开发用在汽车行业,不是从零开始,无本之源。另外,汽车行业的应用是非常大的规模,所以还需要满足百万辆或者更大的规模。
这两方面都是在盖瑞特吸收原有的航空经验后进行新的开发。汽车比飞机、比其他的电脑都要复杂很多,所以在软件难易程度上做了升级,对之前原始的算法做了升级。
关于商用车的预诊断,因为做共享出行会涉及到很多车队管理,对车目前所处的状态监测要求非常高。这方面的前景如何?
对共享出行的运营商而言,该技术可以帮助其及时发现质量下降的零部件,预测可能存在的运营风险,提升车辆利用率和客户满意度。
对整车品牌的售后服务体系而言,这套方案可以快速高效地为维修服务团队提供数字诊断依据,缩短车辆维修所需时间,降低整体运营成本。
二、2025年全球30%的车辆是混动汽车
汽车商业评论:不久前丰田放开混动技术专利,然后有一种评论是因为这些年丰田混动在全球比例还是非常低,没有达到丰田之前预想的效果,所以现在采取这种方式,就是为了看能不能让混动占比提高。你们认为,整个混动技术在中国市场遇到的阻力在哪里,为什么普及度还是比较低?
芮博廉:首先,其实并没有一个明显的瓶颈或者困难,根据我们行业的预期,我们认为2025年全球将有30%的车辆是混动汽车,其中中国占比是最大的。
同时需要指出,丰田的混动技术不是唯一的混动方案,48伏微混、中混、全混、插电混,多种配比方案。第一,混动汽车范围非常广;其次,它相对电动汽车来说更加具有灵活性,没有里程焦虑。
其实48伏混动在欧洲已经成为了非常主流的混动技术,在中国相信这个趋势也会非常快。今天向大家展示一款我们的电动涡轮增压器,它将于2021年在量产车上上市,是为混动汽车技术设计的。
电动涡轮增压产品算是更高端的产品还是全面普及的?
首先就是它的第一款量产应用肯定是从非常高端应用的车型起步,但是之后会扩大它的使用范围,让更多的混动汽车使用它,包括48V和400V高压,包括所有的混动方案。
谈到它的使用价值。第一,从排放来讲,它会适合将来的Lambda1(工况理论空燃比)新的排放的严格要求。第二,具备电能回收功能,它产生的电能比使用的电能还要多,这对整个车辆能量系统来讲是非常有价值的设置。F1就是采用这种电动涡轮增压技术,赛车其实是混动汽车的技术,是最高效的混动汽车。
这种电动增压技术将来会成为主流吗?
未来的动力总成的方案是一个多元化的方案,包括纯内燃机,包括混动汽车、插电混动气车、纯电动和氢燃料电池汽车多种技术,它(电动涡轮增压)只是解决混动汽车的这部分涡轮增压的功能。同时需要强调,电动增压和传统涡轮增压,技术应用能力是相通的。
三、“我们认为是在爆发的前夜”
汽车商业评论:当前行业趋势下,纯电动车仍然是节能减排最佳的方式。从盖瑞特的角度,在大概什么情况下,纯电动会完全被氢燃料汽车取代?
芮博廉:首先,不同的需求、不同的车型会有不同的功能方式。乘用车、商用车,不同出行里程和使用习惯的差异需要多元化的动力解决方案。
比如纯电动汽车电池是很大的成本,但是在目前可见的技术下,价格下降区间的曲线没有那么的快。很大原因在于电池原料的成本就占50%,原料成本不像其他技术成本可以快速下降,目前来看电池汽车可以下降的成本空间非常有限。
我们的氢燃料电池电动空压机产量达到十万台规模的时候,成本会大幅下降,明显出现一个陡峭的下降趋势。第一代到第二代到第三代,这个成本是下降比较快的,第三代是第一代的十分之一,但是建立在一定的量基础上,比如十万台的数量值。
氢燃料汽车现在是一个快速起步的阶段,在中国,我们也看好长里程重载重的商用车应用率先成规模。我也非常认可中国政府采用非常明智的决策,支持多样化的技术路线来保障我们在同一个产品需求下有不同车型来适应,让市场来选择是最适合技术发展的。
我们很有信心,其实看了很多车展,发现中国人对于氢燃料非常乐观,觉得2025年跟明天一样会非常快的到来!
现在已经到了氢燃料车全面推广的时候了吗?
是的,我们认为是在爆发的前夜!