[汽車之家 新鮮技術解讀] 在長城汽車第8屆科技節期間,這家車企發布了2025戰略,目標是到2025年實現年銷量400萬輛,其中80%的訂單來自新能源車型。同時向外界承諾,要在2045年實現碳中和。不僅如此,咖啡智能2.0與咖啡智能眾創平臺的發布,給外界展示了長城汽車“智能化”的下一步動作。
整個發布會透著一家企業的危機感和緊迫感,相比之下,碳中和與智能化展區氣氛更加“歡快”。這次長城借科技節的機會拿出了哪些有意思的展品,它們背后隱藏著什么技術、在未來的量產車上能見到嗎?進入文章咱們一起看。
◆氫能源+新型半導體 碳中和之路上的那些事
伴隨我國提出2030年碳達峰、2060年前實現碳中和兩大目標,儲量充足、反應產物只有水的氫燃料,這幾年在我國發展規劃中的地位明顯提升,部分城市還立下了2025年前燃料電池汽車累計推廣量突破1萬輛的“flag”。政策利好,車企也在行動,今年3月的氫能戰略全球發布會上,長城將氫燃料認定為“終極目標”。而本次科技節展臺上,出現了不少跟氫有關的展品。
話雖如此,氫燃料發動機的火花塞、進排氣凸輪軸、燃料供給系統等,與傳統發動機無法畫等號,需要進行優化設計。同時氫燃料發動機的難點,體現在燃料供給和缸內燃燒的控制上,既要保證氣態燃料的穩定燃燒,也要規避早燃和回火等問題。需要說明的是,增壓器在氫燃料發動機上是必備品,少了它,發動機的動力輸出無法滿足車用需求。所以氫燃料發動機沒有“自吸”,“帶T”是起點。
燃燒氫氣不會產生積碳等副產物,但要避免火花塞的高溫造成氣體早燃,會用散熱更好、進入氣缸深度更小的冷型火花塞。當然,冷型火花塞并非氫燃料發動機專用,部分高性能燃油發動機上也能見到。
看到無污染的氫燃料與傳統發動機的結合,再想想加氫只需要五分鐘左右,補能時間成本都能跟“加油”媲美了,不太能接受電動車的朋友們是不是見到了一線曙光?
然而,現實總不會那么美好。工作人員表示,氫燃料發動機將適配到現有的燃油車平臺上,變速箱等傳動系統都是現成的。雖然長城氫燃料發動機熱效率將大于40%,在發動機里排名前列,但相比電動機,效率依舊不夠高。再算上傳動系統等機械結構的能量損失,整個系統的效率可想而知。
了解氫燃料發動機后,我身邊不少朋友都認為這是個過渡路線。雖然長城還打算讓氫燃料發動機走增程器路線,但跟氫燃料長期搭檔的大概率是燃料電池,畢竟后者效率更高。當然,氫燃料電池現階段還算不上十全十美,亮點在哪、問題是啥?先來了解一下吧。
在燃料電池的大家族中,按類型可劃分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和質子交換膜燃料電池(PEMFC)共五種,其中只有堿性燃料電池(AFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和質子交換膜燃料電池(PEMFC)可以將氫氣作為燃料。不過考慮到堿性燃料電池(AFC)易與二氧化碳反應生成碳酸鹽沉淀,固體氧化物燃料電池(SOFC)工作溫度較高(通常為750-1000攝氏度)的不足,目前研發氫燃料電池技術的車企,基本走質子交換膜燃料電池(PEMFC)技術路線。
正如前文所述,空壓機內部帶有電動機,工作時會消耗能量。啟動車輛時這部分能量來自動力電池,燃料電池堆經過短暫暖機后,會用自身發出的電能驅動空壓機。對氫燃料電池系統來說,空壓機是功耗最大的外輔件,能消耗掉電堆輸出功率的15%左右。降低內耗是提升系統凈輸出功率的必經之路,就是開源節流的意思。
眼下,除了中國品牌車企發力氫燃料電池領域外,海外車企也盯上國內氫能市場這塊蛋糕,而且還不只一家。今年初,現代集團已與廣州市黃埔區政府簽訂投資協議,成立現代汽車氫燃料電池系統(廣州)有限公司。計劃明年下半年投產NEXO車型上用的燃料電池系統。另外,豐田和億華通在近日成立了華豐燃料電池公司,制造燃料電池及零配件等,雙方各自持股50%。
相比海外車企的產品,未勢能源的乘用車燃料電池發動機能打嗎?先看數據。
各車企氫燃料電池系統性能對比 | |||
廠家 | 代表車型 | 體積功率密度(kW/L) | 發電功率(kW) |
長城汽車 | 未知 | 4.2 | 95 |
上汽大通 | 上汽MAXUS EUNIQ 7 | 3.7 | 92 |
本田 | CLARITY FUEL CELL | 3.12 | 103 |
豐田 | 第二代Mirai | 5.4 | 128 |
現代 | NEXO | 3.1 | 100 |
面向未來,豐富氫燃料電池車產品陣容的必經之路,在于提升體積功率密度,并將燃料電池系統“塞進”不同大小的發動機艙里。按照未勢能源的計劃,伴隨端板/殼體一體化與高基能電解質等相關技術逐步成熟,燃料電池的體積功率密度會推進到5-6kW/L甚至7kW/L。不過在這之前,氫燃料電池系統在商用車領域的例子,會遠比乘用車領域的多。
從氫燃料發動機到氫燃料電池系統,伴隨“氫”在能源發展中地位的提升,包含長城汽車在內的各家車企,拿出了圍繞“氫”的不同階段解決方案。不過儲氫、運氫相關的設施建設和物流閉環目前還不夠完善,氫能真正走入尋常百姓家尚需時日。
至于氫燃料發動機和燃料電池這兩種技術路線會不會共存,以及共存的時間有多長。我們大膽推測,燃料電池體積密度足夠高、整套系統足夠小且能放進轎車/SUV發動機艙之時,就是發動機退出氫陣容之日。兩者共存的時間,應該不會很長。
另外,長城汽車沙龍品牌的首款氫能量產車,將于年底發布計劃2022年上市。新車將基于檸檬平臺打造,定位大型7座SUV,NEDC續航里程不低于840km。2023年長城汽車還將推出一款全尺寸氫燃料電池轎車,大家可以期待一下。
◆新型半導體 無鈷電池怎么樣了
作為電氣化進程中不可少的一環,新型半導體的應用,推動了電機控制器等相關部件的效率提升。在本次科技節展臺上,長城汽車帶來了采用碳化硅和氮化鎵兩種第三代半導體的部件,鋰電池方面也有了新進展。
2021年沒準是無鈷電池和四元鋰電池入場的元年,雖然要在產品端看到新電池帶來的性能提升還要等一段時間,但戰火已經點燃。為此我咨詢了展臺工作人員對海外電池制造商NCMA電池的看法,在他看來,無鈷電池會比NCMA電池成本低10%左右,室溫下超過2500次的循環壽命也是競爭優勢。
至于未來將陸續出現在新車上的第三代半導體組件,它們是純電動車體驗升級過程中不可少的部分,積跬步才能行千里。對消費者來說,眾多新技術加持將會帶來續航更長、使用更安心的電動車。
◆別以為智能化只有座艙和自動駕駛
在咖啡智能2.0發布會上,新一代電子電氣架構、線控底盤和自動駕駛計算平臺等亮點技術也跟咱們打了招呼,這些技術會陸續出現在未來上市的新車上,小編也在第一時間進行了技術解讀,有興趣的朋友可回看文章《軟件賦能 長城咖啡智能2.0技術解讀》。之前文章涵蓋的內容,這篇不再贅述了,接下來帶大家看看長城汽車科技節智能化展區里,還有哪些有意思的展品。
近年來常說的智能座艙、自動駕駛覆蓋的面其實很大,既有整車硬件、電子電氣架構的事,也跟乘員情緒監控、智能推送服務等息息相關?梢哉f是包含但不限于汽車、軟件研發等各領域前沿技術的融合體,同時功能開發也在向細枝末節的場景延伸,靠的不只是技術,更多是想法。
接下來為大家帶來的是跟隨150、膠原蛋白出風模塊和酒精鎖,都是聽上去應用面不算寬,可實際上能體現出產品差異化的技術。廢話不多說,咱繼續。
雖然跟隨150目前只在長城汽車內部使用,但基于它的技術能衍生出購物跟隨車等,滿足特定場景需求的產品。這或許是長城選擇在跟隨150上采用UWB技術的深層原因。
跟隨150在為長城汽車內部員工提供便利的同時,也是自動駕駛、超寬帶無線通信等技術的驗證平臺,以及未來相關衍生產品的技術研發平臺;蛟S要等市場需求更旺盛、帶UWB芯片的手機等硬件進一步普及后,我們才能與跟隨150的衍生品或新功能見面,不過技術儲備已經開始了。
伴隨長城旗下歐拉品牌開始主打女性消費市場,本次科技節上也出現了跟女性用戶需求強相關的展品——膠原蛋白出風模塊。
關注女性用戶的同時,長城汽車也沒忘了男性消費者,特別是好喝酒的朋友們。常言道,喝酒不開車,如果每位駕駛員都很自覺的話,歐盟就不會推出規定2022年上市新車必須提供酒精測試儀接口的規定了。而長城汽車在預裝接口的基礎上更進一步,帶來了酒精鎖。
酒精鎖有些為歐盟政策而生的影子,不過希望國內也能盡快推出相關政策。同時酒精鎖在共享汽車領域等也有發展空間,相信這套裝置能大幅降低酒駕人數,以及因酒駕造成事故的數量。
寫在最后
在“新四化”的路上,各大車企都在做著不同領域的技術儲備,其中包含的也不再只有汽車、新能源等領域。長城汽車科技節包羅萬象的展品帶來了不少樂趣,也讓我們看見了這家車企技術面涉獵之廣泛。其中的不少展品已經或即將進入上車倒計時了,大家希望在車上看到哪項技術呢?在評論區留言告訴小編吧。(圖/文 汽車之家 馬一凡)
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