【壓縮機網】根據《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》，中國要系統推進燃料電池汽車研發與產業化，到2020年，實現燃料電池汽車批量生產和規模化示范應用。

 

 

　　作為新能源汽車技術路線之一，氫燃料電池汽車已經在全球范圍內引發了關注。而從中國汽車市場來看，盡管目前新能源汽車銷量主要以純電動汽車和插混車型的銷量為主，但在政策的支持以及成本、基礎設施等一系列制約因素逐步得到改善的情況之下，燃料電池汽車發展正在提速，并且已經被默認為未來新能源汽車市場的重點發展方向。

　　根據《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》，中國要系統推進燃料電池汽車研發與產業化，到2020年，實現燃料電池汽車批量生產和規模化示范應用。《節能與新能源汽車技術路線圖》更是明確提出，2020年、2025年和2030年，中國燃料電池汽車的發展目標分別為5000輛、5萬輛以及百萬輛。

　　來自渦輪增壓和電動增壓的領導者蓋瑞特公司的高級創新技術總監Robert Cadle近日表示：“中國燃料電池汽車市場正在變得火熱，在過去的兩年，特別是去年到今年，我們明顯感覺到，來和我們談燃料電池項目的客戶多了起來。除了有傳統造車和造發動機的這些蓋瑞特已有的客戶之外，還有一些新出來的專門做燃料電池系統的企業客戶也在跟我們接觸。”

　　由此可見，隨著燃料電池發展前景更加明朗，相關零部件供應商也將迎來新的需求以及機遇。而作為保證燃料電池高效可靠運行的關鍵設備，空氣壓縮機自然也將迎來更多的應用。不過，這一部件所帶來的挑戰并不小。

　　首先是技術挑戰。以電動壓縮機為例，據Robert Cadle介紹，燃料電池汽車的電動壓縮機和傳統增壓器相比，因為不接觸廢氣排放，在熱端對高溫材料耐用性方面降低了。但是除了這一點，其他方面的設計都是更加有挑戰的。“氫燃料空氣壓縮機里面的軸承和傳統增壓器軸承系統是完全不一樣的。傳統增壓器用的是浮動軸承，它是用潤滑劑支撐的，油膜把它浮起來轉，另外用油把它的熱量帶走。但是燃料電池的發動機不能有任何的油脂侵蝕，否則這個系統就要報廢了。另外，集成在增壓器中的電機有非常高的功率，所以它的發熱量更大，需要很好的冷卻技術設計。而且它上面還有很多敏感的電子部件，在發熱的狀態下要準確運行……”

　　總之，這一部件在軸承系統、電機控制、軟件、熱管理等方面都帶來了前所未有的挑戰。據了解，針對氫燃料電池汽車，蓋瑞特開發了將電動產品與傳統機械應用相結合的兩級電動壓縮機創新技術，這一部件能夠支持燃料電池汽車達到103kW的最大功率。值得注意的是，通過采用空氣軸承，不僅實現了超低靜音，且杜絕了油脂污染。此外，通過緊湊型布置，幫助電池堆體積縮小了33%，實現發動機罩內搭載燃料電池動力系統。目前，蓋瑞特氫燃料電動壓縮機已在本田汽車公司的Clarity氫燃料電池車上實現量產，幫助車輛實行750公里的續航里程，充滿電力只需要3分鐘。

　　相關資料顯示，中國以商用車為主的燃料電池汽車市場已經突破了千輛。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，包括長三角的上海和江蘇如皋等地都已經開始了示范運行。國內氫能基礎設施建設加速進行，到目前已經在運行的加氫站有10座，在建的有20多座，氫能基礎設施也在加速推廣。可見，中國在氫燃料電池方方面已經取得了一些進展，然而不可否認的是，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，除了技術挑戰，氫燃料電池增壓技術亦面臨著來自成本方面的考驗。針對此，Robert Cadle表示，接下來，氫燃料電池電動壓縮機的目標是規模擴大、成本降低。“預計到2025年之后整個市場的量會達到幾十萬臺的數量級，而隨著整個市場的擴大，產量上去了，成本也有望隨之降低。屆時我們產品的成本有望降到現在第一代產品的十分之一左右，這有利于燃料電池汽車在后補貼時代的競爭力。”
 

 

　　至于蓋瑞特具體將通過哪些措施來降低成本，Robert Cadle認為主要有以下幾大核心手段：

　　第一，選擇更高轉速的電機，選用了更高轉速的電機以后，它的功率會下降，材料用量和成本會下降。我們可以用更小的電機來做到，更少的轉子、定子的材料的使用，它的成本也會下降。

　　第二，提高核心部件的生產自動化程度，如空氣箔片軸承和機繞定子。電機的定子和空氣軸承由于目前的量太少，都是手工做的，將來會做成自動線，開模具，專線生產，進一步降低它的生產成本。

　　第三，系統集成。現在控制器和電機是分開的，中間還有一根很貴的連接線，兩套冷卻系統分別冷卻。將來如果把系統集成在一起，不僅可以省去連接線，系統之間的冷卻也可以做成一套系統，從而省掉很多零件，進一步實現小型化，并且降低整個系統的成本。

　　最后，規模經濟。一方面，降低電子元件的開發成本和采購成本。另一方面，蓋瑞特在開發氫燃料電動增壓技術的同時，為混動汽車開發高效的電動壓縮機和一體化的電動渦輪壓縮機，具有電子部件的開發協同效應。隨著混動汽車將在未來五年實現高速增長，并大量采用電動增壓技術，因此電動增壓產品相關的電子元件將會因大規模量產而獲得成本優勢。同時，蓋瑞特在全球擁有13座先進制造工廠和全球供應鏈體系，會進一步內部優化電子部件的性價比優勢。