里卡多近日宣布,將在英國肖勒姆技術(shù)中心投資建設(shè)一個氫能開發(fā)和測試設(shè)施。新設(shè)施旨在支持公司在氫氣、燃料電池和綠色替代燃料方面的現(xiàn)有工作,將提供最先進(jìn)的測試和開發(fā)依據(jù),以提高替代燃料和電動汽車開發(fā)能力。它將大大增加里卡多向全球客戶提供氫氣和燃料電池服務(wù)和解決方案的范圍。
憑借零污染、可再生、加氫快等優(yōu)勢,氫燃料電池技術(shù)在理論上完勝石油與鋰電池,被譽(yù)為車用能源的“終極形式”。美中不足的是,氫燃料電池技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化一直進(jìn)展較慢,遲遲無法落地,經(jīng)常被放在“2050”這個尺度上去討論,甚至被戲謔:氫燃料電池是未來的完美技術(shù),但它永遠(yuǎn)只存在于未來。
當(dāng)前,在氫能開發(fā)與測試層面,奧地利AVL公司、英國里卡多公司、德國FEV公司等世界領(lǐng)先企業(yè)紛紛加入,國際社會對氫燃料電池汽車的重視程度日益提高,這個“未來”將更快到來。
國外企業(yè)加緊布局氫能開發(fā)與測試設(shè)備
里卡多Automotive andIndustrial總經(jīng)理Steve Dyke介紹,該公司通過氫燃料電池和驅(qū)動能力建設(shè),已經(jīng)與一系列客戶在氫氣和燃料電池技術(shù)方面進(jìn)行合作,提供清潔高效的解決方案,減少各行各業(yè)的碳排放和有害氣體排放。除了里卡多以外,國外還有不少企業(yè)在此領(lǐng)域布局。
作為氫能研究的領(lǐng)跑者,日本已經(jīng)將氫能開發(fā)上升為國家戰(zhàn)略,深耕氫能產(chǎn)業(yè)多年,并且已經(jīng)具備相對完善的政策及產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),豐田領(lǐng)先,本田緊隨其后。
氫能產(chǎn)業(yè)也被韓國確定為國家重點(diǎn)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),現(xiàn)代汽車對氫燃料電池技術(shù)頗為看好。因此,豐田、本田、現(xiàn)代在氫能開發(fā)和測試設(shè)施上的布局較早。
繼日本和韓國之后,德國政府開始重視氫能源,將其作為化石燃料的“綠色”無污染替代品。愛爾鈴克鈴爾集團(tuán)在德國總部建立了研發(fā)大樓,用于電堆開發(fā)測試,測試臺架會超過10臺。
總部位于德國亞琛的全球領(lǐng)先開發(fā)服務(wù)供應(yīng)商FEV,支持未來出行解決方案技術(shù)發(fā)展,在燃料電池開發(fā)方面擁有20多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。其在亞琛的“汽車驅(qū)動系統(tǒng)中心”有六個專門的燃料電池試驗(yàn)臺架,可用于測試在標(biāo)準(zhǔn)流程中系統(tǒng)輸出高達(dá)300kW的燃料電池系統(tǒng)。此外,還有一個靈活的試驗(yàn)臺,可測試50kW的燃料電池堆和燃料電池系統(tǒng)輔助單元。
2019年,加拿大Greenlight Innovation公司以及奧地利AVL公司宣布,兩家公司將聯(lián)合開發(fā)燃料電池系統(tǒng)測試產(chǎn)品線。測試平臺與AVL公司的測試軟件、仿真平臺以及可再生負(fù)載、電子平臺、環(huán)境艙等測試硬件對接,將為相關(guān)燃料電池廠商、汽車制造商乃至整個汽車產(chǎn)業(yè)開發(fā)下一代動力系統(tǒng)提供支持。Greenlight公司在氫能以及燃料電池領(lǐng)域具有25年的經(jīng)驗(yàn),而AVL公司則在車用動力系統(tǒng)領(lǐng)域擁有超過65年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn),兩家公司的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合向世界發(fā)出了信號,證明燃料電池汽車正蓄勢待發(fā)。
在中國,致力于燃料電池汽車行業(yè)的企業(yè)也投資了氫能開發(fā)和測試設(shè)施。為滿足氫燃料電池發(fā)動機(jī)及其輔助系統(tǒng)日益發(fā)展的技術(shù)需求,長城汽車宣布,氫能檢測150kW燃料電池發(fā)動機(jī)測試對外開放。長城汽車動力總成實(shí)驗(yàn)室是長城氫能檢測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之一,也是國內(nèi)極少數(shù)能夠滿足現(xiàn)行歐標(biāo)、美標(biāo)要求的氫燃料電池總成測試實(shí)驗(yàn)室之一。
國內(nèi)氫能開發(fā)與測試產(chǎn)業(yè)遍地開花
氫能開發(fā)和測試,可以使用電腦程序來控制電堆或系統(tǒng)輸出,從而模擬汽車運(yùn)行的實(shí)際工況,是模擬汽車實(shí)際運(yùn)行比較便捷的方法。
以里卡多為例,新設(shè)施的一個被特別關(guān)注的點(diǎn)將是以系統(tǒng)為主導(dǎo)的車輛開發(fā)方法,將增強(qiáng)的測試能力與領(lǐng)先的數(shù)字和模擬工具相結(jié)合,提供全面優(yōu)化的硬件和軟件系統(tǒng)解決方案。這將進(jìn)一步加強(qiáng)里卡多已建立的數(shù)字工程專業(yè)技術(shù),能夠提供以下特點(diǎn)的解決方案:能源和資源密集度更低,因此更加環(huán)保;通過更高效、更快速的數(shù)字技術(shù)消除開發(fā)風(fēng)險(xiǎn);降低成本和上市時間,以提供競爭優(yōu)勢。
同濟(jì)大學(xué)教授許思傳指出,《巴黎協(xié)定》簽署之后,人類從低碳化社會邁向脫碳化社會,成為世界潮流。氫能作為清潔能源,成為社會全面實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)脫碳化的重要抓手,未來氫燃料電池汽車的占比會越來越大。在此背景下,里卡多基于此前在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域開發(fā)測試的優(yōu)勢,將燃料電池系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)、仿真軟件和測試整個鏈條連接起來,轉(zhuǎn)型思路非常清晰準(zhǔn)確。
愛爾鈴克鈴爾汽車部件(中國)有限公司亞太區(qū)燃料電池應(yīng)用中心經(jīng)理孟健也認(rèn)為,里卡多投資氫能開發(fā)和測試設(shè)施,解決了研發(fā)過程中測試這一瓶頸。中國已經(jīng)出臺“開展燃料電池汽車示范應(yīng)用”相關(guān)政策,未來幾年燃料電池將迎來發(fā)展的契機(jī),氫能開發(fā)和測試設(shè)施的需求也會隨之變得旺盛,這也會引發(fā)投資商的興趣。
事實(shí)上,包括中國汽車技術(shù)研究中心有限公司、中國汽車工程研究院股份有限公司、清華大學(xué)與同濟(jì)大學(xué)、一汽、上汽、長安、燃料電池發(fā)動機(jī)品牌億華通、被稱為氫能測試設(shè)備第一股的科威爾、愛爾鈴克鈴爾汽車部件(中國)有限公司等,國內(nèi)參與氫能開發(fā)和測試的各種機(jī)構(gòu)與企業(yè)并不在少數(shù),用清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院教授陳全世的話來說,就是“遍地開花、格外熱鬧”。
許思傳也認(rèn)為,我國在氫燃料電池相關(guān)技術(shù)的投入與起步較早,這種先發(fā)態(tài)勢頗有我國電動汽車在世界汽車領(lǐng)域的風(fēng)采。盡管如此,孟健還是特別指出,當(dāng)前,中國市場上氫能開發(fā)和測試的設(shè)施能達(dá)到一定規(guī)模的只只有那么幾家。中國對大功率的臺架需求比較旺盛,但是只有國外少數(shù)幾家臺架供應(yīng)商能夠生產(chǎn)它且價格很高。
仿真工具和開發(fā)軟件是軟肋
產(chǎn)業(yè)遍地開花,但能掌握知識產(chǎn)權(quán)和高端氫能測試設(shè)備、能夠進(jìn)行仿真開發(fā)氫燃料動力系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)很少,多位業(yè)內(nèi)人士直言:國內(nèi)還沒有。許思傳指出,國內(nèi)更傾向于生產(chǎn)和售賣設(shè)備,但國內(nèi)氫能測試設(shè)備的價格多為100多萬元,仍然是一種低價競爭,而更具技術(shù)含量的國外設(shè)備可達(dá)到500萬至600萬元,可將燃料電池系統(tǒng)開發(fā)和生產(chǎn)聯(lián)系在一起。
國內(nèi)機(jī)構(gòu)和企業(yè)多是購買國外測試設(shè)備進(jìn)行測試,并基于國外開發(fā)軟件進(jìn)行二次應(yīng)用開發(fā),上海機(jī)動車檢測中心、中國汽車技術(shù)研究中心有限公司、中國汽車工程研究院股份有限公司等也在嘗試獨(dú)立開發(fā)設(shè)備,向技術(shù)服務(wù)轉(zhuǎn)型,但與發(fā)達(dá)國家企業(yè)相比,仍有較大差距。
而令里卡多等企業(yè)引以為傲的“領(lǐng)先的數(shù)字和模擬工具”,事實(shí)上指的就是在測試設(shè)備中融入了仿真工具和開發(fā)軟件。如同芯片的稀缺,仿真工具和開發(fā)軟件也是國內(nèi)汽車工業(yè)的卡脖子技術(shù),而且這種瓶頸會在氫燃料電池汽車時代更加凸顯。許思傳認(rèn)為,國內(nèi)應(yīng)該更加重視原創(chuàng)性技術(shù)和基礎(chǔ)應(yīng)用技術(shù)的研究,而不僅僅是氫能測試產(chǎn)品本身。
陳全世指出,在燃油車時代,里卡多已經(jīng)有一套非常優(yōu)秀的動力系統(tǒng)仿真軟件,在燃料電池時代,再增加相應(yīng)的電池模型即可,對里卡多來說,這并沒有很大難度;對國內(nèi)同類型企業(yè)來說,這是非常困難的,因?yàn)閲鴥?nèi)缺乏其仿真工具和軟件開發(fā)基礎(chǔ)。他直言不諱地說,國內(nèi)甚至連制圖軟件都仍然依賴國外,國內(nèi)在基礎(chǔ)開發(fā)工具層面“欠債”較多,汽車工業(yè)亟需“補(bǔ)課”,把快速發(fā)展過程中給落下的功課盡快補(bǔ)上。
華為創(chuàng)始人任正非曾經(jīng)說過,領(lǐng)跑者的孤獨(dú)是,只有當(dāng)其跑到所有人前面的時候,才有可能迷茫。中國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的確在全球范圍內(nèi)超前,但氫能開發(fā)和測試設(shè)施等關(guān)鍵技術(shù)還依賴發(fā)達(dá)國家。他希望汽車燃油發(fā)動機(jī)難以完全自主設(shè)計(jì)、電噴系統(tǒng)幾乎被國外供應(yīng)商壟斷的尷尬局面,不在氫燃料電池汽車領(lǐng)域重演。
陳全世認(rèn)為,氫燃料電池系統(tǒng)開發(fā)、測試核心技術(shù)研發(fā)是企業(yè)行為,國家應(yīng)該鼓勵和扶持在這一領(lǐng)域有潛力的企業(yè)去做。許思傳認(rèn)為,國家已經(jīng)在重視這個問題,幾個汽車研究中心和研究院已經(jīng)在轉(zhuǎn)型,企業(yè)各自為戰(zhàn),難創(chuàng)大業(yè)難做強(qiáng),更需要有專門的研發(fā)機(jī)構(gòu)來攻堅(jiān)克難、服務(wù)于整個行業(yè)。
原標(biāo)題:氫能開發(fā)和測試能否引領(lǐng)交通可持續(xù)發(fā)展?