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盤點自研氫燃料電池和發(fā)動機的主機廠|未來能源創(chuàng)投風向標

2022-12-19 15:44:49 來源:騰訊網(wǎng)

作者 | 韓哲熙;編輯 | 張麟

伴隨今年以來全國各地氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的陸續(xù)發(fā)布,以及資本市場層面的融資火熱,過去一直不被看好的氫燃料汽車似乎正在迎來轉(zhuǎn)機。


(資料圖片僅供參考)

參照“前輩”電動汽車發(fā)展至今車企紛紛下場自研電池的現(xiàn)狀,可以看到占整車成本40%的動力電池對于傳統(tǒng)主機廠在市場競爭和長期發(fā)展上的重要程度。而氫燃料電池系統(tǒng)的整車成本占比更高,達到65%,目前也有不少主機廠已早早入場布局,以期能夠在氫燃料汽車市場機遇到來之時,占據(jù)主動位置。

具體來看,以氫為動力來源有氫燃料電池和氫燃料發(fā)動機(又稱氫內(nèi)燃機)兩種應(yīng)用方式。前者靠氫氣和氧氣的電化學反應(yīng)產(chǎn)生電力驅(qū)動,后者類似傳統(tǒng)的燃油發(fā)動機,但是以氫為燃料,通過燃燒過程中氣體的膨脹做功產(chǎn)生動力。

燃料電池(左)發(fā)動機(右)工作原理對比 ?圖片來源:微信公眾號“香橙會研究院”

燃料電池(左)發(fā)動機(右)工作原理對比 ?圖片來源:微信公眾號“香橙會研究院”

兩種路線相比較而言,氫燃料電池的優(yōu)勢在于轉(zhuǎn)化效率高,污染排放少,商業(yè)化應(yīng)用程度高,尤其是在轉(zhuǎn)化效率方面,氫燃料發(fā)動機的熱效率很難超過45%,而氫燃料電池的轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)可以達到60%以上。

氫燃料發(fā)動機的優(yōu)勢則在于成本低(是燃料電池的10%左右)、對氫氣的純度要求不高、可通過現(xiàn)有燃油發(fā)動機改造而來等。此外,由于氫內(nèi)燃機在高負荷情況下的輸出效率更高,因此更適合用于中重型卡車等商用車領(lǐng)域。

未勢能源氫燃料電池發(fā)動機(左)濰柴氫氣內(nèi)燃機(右) ?圖片來源:視覺中國

過去車企的目光主要集中在氫燃料電池這一技術(shù)路線上,但近兩年來隨著國家層面加大了對氫能產(chǎn)業(yè)整體的政策支持力度,同時由于氫燃料電池的技術(shù)瓶頸漸顯,氫燃料發(fā)動機重新回到了寶馬、豐田、曼恩、一汽、廣汽等一線車企的視野之中。

去年8月,工信部就明確表示要將氫氣內(nèi)燃機納入氫能發(fā)展戰(zhàn)略中予以支持,并根據(jù)氫氣發(fā)動機技術(shù)進步和應(yīng)用推廣情況,提前布局相關(guān)標準預(yù)研。今年6月,一汽、廣汽、濰柴等企業(yè)也均發(fā)布了自研氫燃料發(fā)動機成功點火的消息。

接下來,本文將根據(jù)公開資料,盤點國內(nèi)和國外那些正在自主研發(fā)氫燃料電池和氫燃料發(fā)動機的主機廠,從氫能布局歷史、產(chǎn)品性能、應(yīng)用車型、最新動態(tài)等方面對這些企業(yè)進行系統(tǒng)梳理,進行簡要分析。

氫燃料電池主機廠

國內(nèi)廠商

未勢能源(長城汽車)

長城汽車股份有限公司成立立于1984年,公司自2016年開始研發(fā)氫燃料電池技術(shù),2019年出資設(shè)立了未勢能源,負責氫燃料電池技術(shù)市場化運營。

2021年未勢能源推出車規(guī)級“氫動力系統(tǒng)”全場景解決方案“氫檸技術(shù)”,實現(xiàn)了“電堆及核心組件、燃料電池發(fā)動機及組件(控制器等)、Ⅳ型儲氫瓶、高壓儲氫閥門、氫安全、液氫工藝”六大核心技術(shù)和產(chǎn)品的知識產(chǎn)權(quán)的自主化,開發(fā)有100kW乘用車氫燃料電池發(fā)動機、110kW商用車氫燃料電池發(fā)動機。同年,長城未勢能源旗下上燃動力發(fā)布第四代燃料電池發(fā)動機“超越—神州200”,該發(fā)動機額定功率達200kW,質(zhì)量功率密度760W/kg,最高效率達60%,壽命超15000小時。目前長城未勢能源已完成9億元A輪融資,B輪融資計劃已啟動,IPO合規(guī)工作也在穩(wěn)步推進中。

2021年3月長城汽車發(fā)布其氫燃料電池發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃,根據(jù)規(guī)劃,2021年長城汽車將推出一款C級氫燃料電池SUV,落地100輛49噸氫能重卡;2022年實現(xiàn)并行氫燃料電池多種清潔應(yīng)用項目群;2023年實現(xiàn)主要系統(tǒng)集成商推廣數(shù)量國內(nèi)領(lǐng)先;2025年實現(xiàn)全球氫能市場占有率第三。

就實際落實情況來看,長城未勢能源與大運、東風和福田三家企業(yè)合作的“百輛氫能重卡示范項目”,搭載自主研發(fā)的111kW燃料電池系統(tǒng)超越-300EP,已于2021年8月在北京雄安新區(qū)投運。C級氫燃料電池SUV暫無市場消息。

東風汽車

東風汽車集團有限公司成立于1969年,是中央直管的特大型汽車企業(yè)。公司自2016年開始研發(fā)燃料電池汽車,先后推出氫芯、氫元、氫舟技術(shù)品牌,東風技術(shù)團隊目前已在氫燃料電池系統(tǒng)集成與控制、電堆、膜電極、雙極板等核心零部件上實現(xiàn)了技術(shù)自主可控,研發(fā)有70千瓦、120千瓦電堆和50千瓦、80千瓦燃料電池系統(tǒng),并開發(fā)了全功率燃料電池車——東風氫舟H2·e,即將開展示范運營。

2022年7月由東風技術(shù)中心自主開發(fā)的東風氫芯H?Core搭載于整車,其中電堆體積功率密度4.0kW/L,可實現(xiàn)-30℃無輔助冷啟動,該批燃料電池廂式運輸車已于武漢經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)示范運營,并獲得國家整車公告。

“十四五”期間,東風計劃開發(fā)300kW級以上氫燃料電池產(chǎn)品,實現(xiàn)燃料電池技術(shù)行業(yè)領(lǐng)先與整車規(guī)?;痉哆\營。

一汽

中國第一汽車集團有限公司成立于1953年,為國有特大型汽車生產(chǎn)企業(yè),2021年在長春立新能源事業(yè)部,計劃要在“十四五”期間投入100億元打造燃料電池整車與系統(tǒng)等專屬基地。氫燃料電池方面,由一汽解放發(fā)動機事業(yè)部負責電堆組裝、雙極板制備和膜電極集成等工作。2022年7月,一汽全新紅旗H5燃料電池轎車在研發(fā)總院試制完成,搭載動力總成部自主研發(fā)的第二代燃料電池發(fā)動機,該臺發(fā)動機體積比功率密度694 W/L,較上一代提升 40%,額定功率65 kW,實現(xiàn)-30 ℃的快速冷啟動。

廣汽

廣州汽車集團股份有限公司成立于1997年,2020年7月,廣汽埃安發(fā)布了首款氫燃料電池車AION LX Fuel Cell。該車可在-30℃的低溫一鍵冷啟動,3-5分鐘加氫即可實現(xiàn)NEDC續(xù)航超650km,基于廣汽的GEP 2.0鋁合金純電專屬平臺開發(fā)而來,搭載廣汽自主開發(fā)燃料電池系統(tǒng)和車載儲氫系統(tǒng),最大輸出功率超135kW,該車于2021年在如祺出行平臺示范運營。

北汽福田

北汽福田汽車股份有限公司成立于1996年,是國內(nèi)商用車龍頭企業(yè),2006年和清華大學、億華通共同承接“863計劃”,開始了氫燃料電池客車研發(fā)的進程,積累了包括2008年北京奧運會等在內(nèi)的一批氫燃料電池商用車示范運營經(jīng)驗。2019年,福田汽車與豐田以及億華通達成合作,由豐田和億華通為福田提供氫燃料電堆等產(chǎn)品。福田推出車型包括歐輝8.5米氫燃料電池客車、歐曼智藍49T液氫重卡等。截至2022年9月,福田累計交付氫燃料客車總運營里程超過2000萬公里,氫燃料電池城市客車單車累計行駛里程超過23萬公里。

中通客車

中通客車股份有限公司成立于1958年,是國內(nèi)三大客車生產(chǎn)企業(yè)之一,公司自2014年開始布局氫燃料電池客車,目前已形成了包含8-12米公交客車、9-12米旅團、高端商務(wù)、物流在內(nèi)的產(chǎn)品體系。其燃料電池供應(yīng)商包括濰柴動力、雄韜股份等,此外,中通客車也組建了專門的燃料電池產(chǎn)品研發(fā)團隊,在燃料電池系統(tǒng)設(shè)計、燃料電池熱管理控制、氫系統(tǒng)設(shè)計、燃料電池系統(tǒng)標定與測試、整車控制、整車匹配與仿真等方向,進行研發(fā)與測試。

濰柴動力

濰柴動力股份有限公司成立于2002年,主營業(yè)務(wù)包括動力總成、整車整機(商用車、工程機械)、液壓控制和汽車零部件四大板塊。

公司自2016年開始通過一系列收購、參股、合作完成了對氫燃料電池的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。其氫燃料電池產(chǎn)品覆蓋50kW-160kW,最新一代的燃料電池堆功率密度達到4.0kW/L,壽命超過30000小時,可實現(xiàn)零下30℃無輔熱低溫啟動。現(xiàn)已建成兩萬套級產(chǎn)能的燃料電池發(fā)動機及電堆生產(chǎn)線,2021年氫燃料電池電堆出貨量排名國內(nèi)第七。應(yīng)用方面,濰柴動力推出有4.5噸氫燃料輕卡、49噸氫燃料重卡等車型。

2022年9月,濰柴動力聯(lián)合中國重汽簽署1100輛氫車訂單,涵蓋4.5噸城市物流車、18噸物流車、49噸牽引車等各系列產(chǎn)品,將陸續(xù)在未來2-3年內(nèi)交付。

三一氫能科技(三一重工)

三一集團始創(chuàng)于1989年,是國內(nèi)領(lǐng)先的工程機械制造商,2020年底開始布局氫能業(yè)務(wù),2022年8月成立全資子公司--三一氫能科技有限公司,主營燃料電池系統(tǒng)、電堆的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,現(xiàn)已聚集40余人具有豐富行業(yè)經(jīng)驗的核心研發(fā)團隊,并與同濟大學、電子科技大學、天津大學等建立了合作關(guān)系。目前自主開發(fā)的120kW燃料電池發(fā)動機已通過國家強檢。此外,三一重工的氫燃料電池供貨商還包括上氫能源、重塑科技等。應(yīng)用方面,三一重工現(xiàn)已推出氫燃料攪拌車、氫燃料重卡、氫燃料自卸車等車型。

國外廠商

豐田

豐田汽車公司成立于1933年,是日本最大的汽車制造商,也是全球最早研發(fā)生產(chǎn)并推動氫燃料電池汽車商業(yè)化的企業(yè),自1992年開始研發(fā)氫燃料電池汽車,于2014年推出了全球首款量產(chǎn)的燃料電池汽車Mirai,2020年推出第二代Mirai,其中燃料電池電堆峰值功率128 kW,功率密度5.4 kW/L,較上一代3.5 kW/L提高了約1.5倍。

2020年豐田與一汽、東風、廣汽、北汽、億華通共同成立聯(lián)合燃料電池系統(tǒng)研發(fā)(北京)有限公司,負責面向中國商用車市場的燃料電池系統(tǒng)研發(fā),已發(fā)布TL Power 100和TL Power 80兩款氫燃料電池系統(tǒng),均采用金屬板電堆,其中TL Power 80功率密度達到4.2kW/L、586W/kg,額定功率90kW。TL Power 100功率密度達711W/kg、4.9kW/L,額定功率101kW。

2022年9月,豐田宣布將第二代氫燃料電池車Mirai將于年末引入中國市場,由廣汽豐田負責銷售,限量50臺,售價74.8-75.1萬元。此外,豐田中國還計劃通過廣汽豐田將111臺完成北京2022年冬奧會和冬殘奧會服務(wù)工作的氫燃料電池車MIRAI投入社會化運營,繼續(xù)在有需求的場景發(fā)揮作用。

本田

本田技研工業(yè)株式會社成立于1948年,是日本第二大汽車公司,于1999年開始研發(fā)氫燃料電池汽車,先后推出FCX、FCX Clarity、Clarity等燃料電車車型。其中最新一代的Clarity發(fā)布于2016年,該車搭載了本田自研的燃料電池系統(tǒng),功率最大達103KW,能量密度3.1kW/L,儲氫罐壓力70MPa,續(xù)航里程高達750KM。但在2021年,本田宣布將從當年8月終止Clarity的生產(chǎn),但本田表示依舊會和通用汽車合作開發(fā)氫燃料電池車型。本田的總體目標是到2040年實現(xiàn)所有車型零排放,其中一部分是純電動,一部分是氫燃料電池汽車。

現(xiàn)代

現(xiàn)代汽車成立于1967年,韓國汽車品牌。自1998年成立氫燃料電池開發(fā)部門,推出ix35 FECV、NEXO氫燃料電池大巴ELEC CITY Fuel Cell和氫燃料電池重卡XCIENT Fuel Cell等車型。其中Nexo于今年4月還取得了中國的新能源牌照,計劃于年內(nèi)引入國內(nèi)。10月最新數(shù)據(jù)顯示,今年前8月現(xiàn)代汽車售出7410輛氫能汽車,銷量居全球第一。

燃料電池方面,現(xiàn)代汽車已完成了三代氫燃料電池系統(tǒng)的研發(fā),其中第三代氫燃料電池系統(tǒng)有100kW和200kW兩種功率規(guī)格版本,計劃2023年推出。100kW規(guī)格版本尺寸減小30%,更容易適用于不同的車型和應(yīng)用領(lǐng)域。200kW規(guī)格版本與現(xiàn)有NEXO的氫燃料電池系統(tǒng)尺寸相近,但輸出功率提升至2倍。第三代氫燃料電池針對乘用車領(lǐng)域的開發(fā)目標是質(zhì)保達到50萬公里,同時價格相比第二代氫燃料電池系統(tǒng)降低了50%以上。

2020年,現(xiàn)代汽車推出了氫燃料電池專用品牌——HTWO,并于2021年在廣州建立了HTWO的生產(chǎn)銷售基地,預(yù)計可以年產(chǎn)6500套氫燃料電池系統(tǒng),供應(yīng)國內(nèi)的燃料電池需求。發(fā)展規(guī)劃方面,現(xiàn)代計劃到2030年將氫燃料電池系統(tǒng)的年產(chǎn)能提升至70萬套并構(gòu)建50萬輛氫燃料電池車的生產(chǎn)體系。

通用

美國通用汽車公司成立于1908年,1966年開始研發(fā)氫燃料電池汽車,推出過雪佛蘭Equinox、科羅拉多ZH2等氫燃料電池汽車車型。

此外,通用也有自主研發(fā)的氫燃料電池系統(tǒng),2021年5月通用汽車推出SURUS燃料電池車型平臺,該平臺配備氫燃料電池系統(tǒng),續(xù)航里程645km,并配有自動駕駛技術(shù),主要用于商用車、卡車的改裝和定制生產(chǎn)。2022年1月,通用宣布將其HYDROTEC燃料電池技術(shù)從汽車、航天拓展至發(fā)電站,由通用汽車第2代HYDROTEC燃料電池功率立方體提供動力,輸出覆蓋60-600kW。第三代Hydrotec燃料電池將于2035年推出。

沃爾沃

沃爾沃汽車公司,成立于1927年,自2008年開始研究氫燃料電池汽車技術(shù)。2021年沃爾沃和戴姆勒合資成立Cellcentric,負責氫燃料電池系統(tǒng)的研發(fā)生產(chǎn),且產(chǎn)品主要用于重卡車型。2022年10月,Cellcentric宣布推出新一代氫燃料電池系統(tǒng),該系統(tǒng)額定功率150kW,最長使用壽命可以達到2.5萬小時。Cellcentric的計劃是在2025年開始氫燃料電池系統(tǒng)的商業(yè)化運營。應(yīng)用方面,沃爾沃于今年開發(fā)出了氫燃料電池鉸接式運輸車HX04,充12kg氫氣需要7.5分鐘,可運行約四小時,沃爾沃計劃十年后期實現(xiàn)該款車型的商業(yè)化。

寶馬

寶馬汽車公司成立于1916年,德國汽車品牌,自2002年開始進行氫能源汽車研究。2013年開始與豐田汽車共同開發(fā)氫燃料電池系統(tǒng),2022年,寶馬表示正在研發(fā)量產(chǎn)一種用于寶馬iX5 Hydrogen車型的新的氫燃料電池系統(tǒng),預(yù)計在今年年底投入使用,在全球進行車輛測試及車輛展示。資料顯示,這一燃料電池系統(tǒng)可以收集125kW的原始功率并達到175馬力,結(jié)合捆綁寶馬第五代eDrive技術(shù)和高性能電池的定制動力系統(tǒng),凈輸出功率高達275kW和374馬力。

大眾

德國大眾汽車集團成立于1937年,自2002年開始研發(fā)氫燃料電池技術(shù)。2019年大眾推出了3款氫燃料汽車,奧迪A7?h-tron、高爾夫?SportWagenHyMotion和帕薩特Hy-motion。這三款汽車均采用了大眾自主研發(fā)的第四代燃料電池組,采用100千瓦低溫質(zhì)子交換膜燃料電池。此外,大眾還在開發(fā)支持燃料電池汽車的全新模塊化平臺MPE,可適用于集團旗下所有品牌的B級車以上車型,拓展性強,但短期推出可能性不大,還處在研發(fā)階段。

梅賽德斯-奔馳

梅賽德斯-奔馳集團成立于1871年,是德國知名汽車品牌,自1994年開始研究氫燃料電池汽車,推出氫燃料電池汽車?Necar、Nebus、Sprinter、Citaro、F-CELL等車型。1997年,NuCellSys成立(后更名為梅賽德斯奔馳燃料電池有限公司),負責氫燃料電池的研發(fā)和氫燃料儲存設(shè)備的研發(fā)。2018年,奔馳推出燃料電池汽車GLCF-CELL,該車充滿氫需要3分鐘,最大續(xù)航里程437km,兩年后奔馳宣布該車型停產(chǎn),但奔馳的母集團戴姆勒仍在繼續(xù)針對重型商用車的氫燃料電池研究計劃,并于今年9月推出了液氫重卡GenH2,該車搭載兩個150kW的燃料電池電堆,輸出峰值功率400kW,預(yù)計于2025年下半年開始量產(chǎn)。

氫氣內(nèi)燃機主機廠

國內(nèi)廠商

一汽

一汽集團的氫能發(fā)展戰(zhàn)略包括氫燃料電池和氫能發(fā)動機兩大部分,由其牽頭開發(fā)的燃料電池發(fā)動機項目已通過國家科技部評審,在氫燃料發(fā)動機領(lǐng)域有一定的技術(shù)積累,并有應(yīng)用于乘用車和商用車不同車型的氫燃料發(fā)動機成功點火經(jīng)驗。

2018年一汽首臺紅旗燃料電池發(fā)動機點火成功。2021年,由一汽自主設(shè)計研發(fā)的紅旗2.0L氫能專用發(fā)動機在研發(fā)總院試制所下線交付,并于當月在北理工實現(xiàn)點火。該發(fā)動機排量2升,目標熱效率大于42%,未來將搭載在紅旗車型上。

2022年6月,由一汽解放自主設(shè)計研發(fā)的國內(nèi)首款重型商用車缸內(nèi)直噴氫氣發(fā)動機成功點火并穩(wěn)定運行。本款氫氣發(fā)動機屬13L重型發(fā)動機,運轉(zhuǎn)功率超500馬力,指示熱效率突破55%,一汽表示后續(xù)將會按既定計劃完成氫氣發(fā)動機整車開發(fā)。

濰柴動力

濰柴動力是國內(nèi)的柴油機龍頭企業(yè),自2018年開始布局氫燃料內(nèi)燃機技術(shù)。2022年6月發(fā)布13L氫內(nèi)燃機,有效熱效率41.8%,搭載于中國重汽和濰柴聯(lián)合發(fā)布的黃河高端重卡運行。同年9月推出濰柴WP15氫氣發(fā)動機,額定功率390kW,最大扭矩為2500N·m,并擁有氫氣靈活噴射、高效稀薄燃燒、智能點火啟燃以及濰柴ECU控制四項技術(shù)。

長城汽車

蜂巢動力是長城汽車旗下的發(fā)動機企業(yè),成立于2018年。2021年6月,長城蜂巢動力發(fā)多款發(fā)動機規(guī)劃,在發(fā)布會上,長城表示將于2025年推出氫氣發(fā)動機,熱效率42%,最大功率為120kW(163馬力),峰值扭矩230N·m,并搭載氫氣專用直噴系統(tǒng)、高壓耐腐蝕氫氣供給系統(tǒng)等多項新技術(shù)。

廣汽

2022年6月廣汽發(fā)布了1.5L氫內(nèi)燃機,該發(fā)動機基于廣汽第四代發(fā)動機平臺自主研發(fā),采用氫氣缸內(nèi)直噴技術(shù),最高熱效率44%,氫耗≤0.84kg/100km,已成功運轉(zhuǎn)超過12000小時,9月該款發(fā)動機點火成功,廣汽研究院未來還將繼續(xù)開展氫氣發(fā)動機熱力學標定、機械開發(fā)等工作,目標是實現(xiàn)整車搭載。

東風商用車

東風商用車成立于1969年,是東風汽車與沃爾沃共同成立的一家商用車合資企業(yè)。2021年,東風商用車啟動了氫發(fā)動機/氨發(fā)動機技術(shù)預(yù)研項目,2022年9月,龍擎·自主控制系統(tǒng)氫發(fā)動機點火成功,該發(fā)動機基于東風商用車13L發(fā)動機平臺正向開發(fā),額定功率為338kW,最大扭矩2200N·m。該發(fā)動機平臺同時具有氫氨融合燃燒功能,與氨燃料的融合比例達到近40%,可實現(xiàn)氫氣單燃料、氫氣/氨氣雙燃料點火燃燒,發(fā)動機的性能水平與燃氣機相當,但具有更高的燃燒效率,東風的目標是到2023年底實現(xiàn)該發(fā)動機的工程化應(yīng)用和整車搭載穩(wěn)定運行。

吉利汽車

吉利汽車成立于1997年,是國內(nèi)領(lǐng)先的汽車制造商。2022年3月,吉利官方表示,由吉利自主研發(fā)的高效氫氣專用發(fā)動機有效熱效率實測達到44%,未來吉利汽車集團動力研究院還將進一步致力于高效率、低排放氫燃料發(fā)動機的研發(fā)和市場應(yīng)用。

國外廠商

寶馬

寶馬是全球最早一批研發(fā)氫燃料發(fā)動機汽車的企業(yè),在1979年便開發(fā)出了可以上路的氫燃料發(fā)動機汽車,并在后來陸續(xù)推出了745H、750hL、H2R等多款氫燃料內(nèi)燃汽車。

2007年寶馬推出搭載氫內(nèi)燃機的量產(chǎn)車型Hydrogen 7,V12氫氣內(nèi)燃機由寶馬760i發(fā)動機改造而來,輸出功率260馬力,續(xù)航200公里,支持汽油和氫氣雙燃料,但由于發(fā)動機熱效率不高、續(xù)航里程短等諸多原因,項目后續(xù)被擱置。

今年9月,寶馬重拾氫內(nèi)燃機項目,由其牽頭的在德國研發(fā)18噸和40噸氫能內(nèi)燃機重卡的聯(lián)合研究項目,得到1130萬歐元國家資金支持,項目為期4年。目前,寶馬萊比錫工廠已推出一臺燃料柔性氫氣燃燒器。

豐田

豐田對氫燃料發(fā)動機的研究始于2017年,2021年4月豐田公布了正在開發(fā)的氫燃料發(fā)動機,并將其搭載到卡羅拉賽車上,豐田章男本人駕駛該賽車參賽。2021年底,豐田發(fā)布了GR YARIS氫燃料原型車,搭載與同款車型普通燃油版相同的G16E-GTS 1.6升渦輪增壓三缸發(fā)動機,通過改進燃料供應(yīng)和噴射系統(tǒng),使其可以使用純氫燃料。

此外,豐田還在與雅馬哈合作開發(fā)一款5.0L氫動力V8發(fā)動機,該款發(fā)動機以雷克薩斯RC F跑車的發(fā)動機為基礎(chǔ)進行改造,功率可達450馬力。今年7月,豐田聯(lián)合了日野、五十鈴、電裝、CJPT5 家企業(yè),宣布將共同啟動面向大型商用車的氫內(nèi)燃機的規(guī)劃和基礎(chǔ)研究。

整體來看,豐田認為距離氫燃料發(fā)動機的商業(yè)化應(yīng)用還有一段時間,豐田將通過賽車運動完善該項技術(shù)。有消息稱,豐田將在2025年推出的下一代普銳斯中應(yīng)用氫燃料內(nèi)燃機。

福特

福特對氫燃料發(fā)動機的研究工作始于1997年。2004年,福特開發(fā)的混動汽車搭載了氫內(nèi)燃機作為動力源;2006年,福特V-10氫內(nèi)燃機投入生產(chǎn),并在2007年開發(fā)出氫內(nèi)燃機公交車。目前,福特正在研發(fā)渦輪增壓直噴氫燃燒發(fā)動機,并有相關(guān)技術(shù)專利在申。未來福特計劃推出氫動力V8發(fā)動機供野馬等跑車使用。

曼恩商用車

德國曼恩商用車輛股份公司始于1758年,是全球領(lǐng)先的商用車制造商,在1990年就開發(fā)了氫內(nèi)燃機,2020年曼恩重提請內(nèi)燃機技術(shù),并于2021年內(nèi)對氫燃料內(nèi)燃機原型車進行場地測試,首批氫燃料商用車的客戶試用期定在2023年或2024年。資料顯示,曼恩的氫內(nèi)燃機由16.8L的直列6缸柴油機改造而來,目前正在紐倫堡進行氫內(nèi)燃機測試。

通過以上梳理可以看到,在氫燃料電池技術(shù)研發(fā)上,豐田處在絕對領(lǐng)先地位,尤其研發(fā)的Mirai燃料電池電堆代表著世界范圍內(nèi)電堆產(chǎn)品性能的領(lǐng)先水準,并且豐田還在國內(nèi)成立了氫燃料電池合資企業(yè),研發(fā)專門面向商用車的燃料電池電堆。

現(xiàn)代則在產(chǎn)品應(yīng)用層面更進一步,不僅在國內(nèi)建立了氫燃料電池系統(tǒng)的量產(chǎn)基地,其氫能汽車的銷量還排到了全球第一。國內(nèi)在自主研發(fā)氫燃料電池的主機廠以一汽和長城較為領(lǐng)先,均成立了專門負責燃料電池研發(fā)生產(chǎn)的子公司,其中上汽旗下的捷氫科技已經(jīng)進展到了分拆上市的階段。

另一方面,和國內(nèi)企業(yè)追趕國外燃料電池技術(shù)水平的情形不同,在氫燃料發(fā)動機的研發(fā)進展上,國內(nèi)外主機廠的技術(shù)水平和進度相對接近,國內(nèi)以一汽解放、廣汽和濰柴動力較為領(lǐng)先,國外則有寶馬、豐田、福特和曼恩等主機廠在布局。

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