近日,国际商用车发动机巨头康明斯和印度最大的车企塔塔签署了合作谅解备忘录。康明斯将为塔塔的商用车设计和开发零排放的动力总成技术,覆盖氢动力内燃机、燃料电池和纯电动三种技术路线。
印度汽车工业亟需新能源转型
作为全球重要的汽车市场,印度虽然耕地面积较多,但是难掩“缺油”的现状。
发展零排放技术,对于正处在工业化转型中的印度来说不仅能够大幅降低碳排放量,在全球减碳排放的大环境下紧跟步伐;同时也能够减少对于海外进口石油的依赖。
尤其是在当下全球油价高企,过分依赖进口石油将沉重打击印度的经济,全面推升印度的通货膨胀,并极大地削弱印度产品的出口竞争力。
作为印度最大的本土汽车工业集团,塔塔汽车自然需要在节能减排以及印度国家能源上承担起自己的责任。
在汽车排放中,商用车排放占据较大比例。参考国内汽车的碳排放数据,商用车碳排放就占据了65%,而乘用车其实只有35%;而就在这65%碳排放中,重型货车又占据了其中的83.5%。
因此,塔塔引入全球商用车动力总成技术巨头的康明斯的零排放技术,对于汽车行业的减排能够起到立竿见影的作用。
康明斯也可以通过和塔塔的合作,找到一条进军印度商用车市场的捷径。通过导入大量的零排放技术,进一步提升自己在印度市场的占有率。
氢动力内燃机将成为康明斯的发力重点
在康明斯的三条零排放技术路线中,氢发动机的地位无疑是最高的。
和丰田、现代等日韩系车企大力发展的燃料电池业务不同,氢发动机由于不需要燃料电池发动机所需的稀有金属,因此成本相对更低。
但更为关键的是,氢发动机由于继承了现有的发动机架构,过去的一整套内燃机的产业链都可以得到保留,甚至都不需要重建发动机工厂,光这一点就可以帮助整车企业或者康明斯这样的发动机公司节约大量的投资支出。
同时,由于内燃机相关业务已经运行了很长一段时间,因此供应链可靠程度也较高,出现各种潜在设计或者质量问题的概率也会更小。
此前,康明斯还打造了模块化氢发动机,同时可以覆盖包括柴油、天然气以及氢燃料等多种燃料,通过规模效应来最大程度降低发动机成本。
目前,康明斯基于该平台打造了B6.7H氢发动机。该款发动机的输出功率高达290 hp(216 kW),峰值扭矩为1200 N·m,在技术指标上已经可以很好地取代传统内燃机。
由于和柴油机基于一个共同的平台,包括变速器、传动系统和冷却系统都可以共用,规模优势比较明显。
但氢发动机由于采用了和传统内燃机一样的燃烧循环路线,因此燃烧效率远远低于燃料电池。这也就意味着消耗同样的氢气搭载氢气发动机的商用车续航里程较短。这就需要厂家在加氢站布局上提前做好规划。
未来,康明斯还可以通过技术升级,持续提高功率密度、减少摩擦损失并提升热效率,以此来提升打造氢发动机汽车的续驶里程。
燃料电池同样也持续有新产品亮相
当然,在燃料电池方面,康明斯同样布局了比较有竞争力的产品。燃料电池发动机主要涵盖了电解水制氢装备电堆、燃料电池发动机及其核心零部件、高压储氢瓶系统等多项核心技术,因此进入门槛并不低。
目前,康明斯针对中、重型卡车和客车的第四代燃料电池发动机已经亮相。该套系统可提供135 kW的单模块和270kW的双模块,具有较强的运行周期效率和耐用性,同时兼顾成本较低的特点。
值得一提的是,其新一代研发的200kW+大功率燃料电池可以被部署于干线物流、长途重载卡车车型上。
该系统在系统效率、功率密度,冷启动以及高效热管理系统都有新的突破,是康明斯未来在重型燃料电池车型领域的拳头产品。
在制氢设备上,康明斯也有了不少的积累。在国内市场上,康明斯先后设立过年产达到500兆瓦能力的质子交换膜(PEM)电解水制氢设备,同时其还将这个设备先后用在国内多个示范园项目内,为整个产业园提供氢能。
在未来的印度市场上,康明斯除了向市场提供集成的燃料电池发动机外,在制氢设备方面同样也大有可为。
这种具备了质子交换膜设计和制造的能力,将使得康明斯在印度市场上不仅可以提供燃料电池发动机,也可以和其他公司合作,出售可能利润更加丰厚的燃料电池核心零部件。
和氢发动机相比,燃料电池最大的问题在于成本较高,但是效率非常高。而和纯电动相比,燃料电池无论是在续航里程还是补能时间上都有自己很明显的优势。
只不过氢发动机和燃料电池都有赖于加氢站的建设,这也是制约氢能产业在汽车行业推广的最大短板。建设一个加氢站的成本动辄数以千万计,远远高于充电站。
在选址上,加氢站所需要的场地面积更是大于一般充电站不少。所以,未来无论是氢动力发动机,还是燃料电池的推广部署,都必须要和当地政府的产业政策结合在一起来看。
纯电动领域康明斯也有所涉足
在纯电动领域,康明斯其实也在进行研究。当前,康明斯已经拥有了磷酸铁锂(LFP)和镍锰钴(NMC)电池组的电池包组合。前者成本较低,且热稳定性好;后者能量密度高,可以支持更高的续航。
如果有客户需求或者当地有一定的客观环境制约无法使用氢燃料相关解决方案,那康明斯也可以确保自己拿得出纯电动产品,以满足客户的需求。
康明斯在国内商用车领域的地位也很高,因此其和塔塔的合作同样值得我们来参考。在未来商用车的零排放技术路线中,成本相对可控且和现有的发动机供应链可以无缝对接的氢动力内燃机是我们不能忽视的一条技术路线。
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