重磅!博格华纳加入丰田的氢燃料发动机转型之路!

全球汽贸网资讯,据《汽车新闻》报道:去年,丰田章男(Akio Toyoda)把一辆实验性的卡罗拉(Corolla)放到了赛道上,在这个对纯电动汽车如痴如醉的汽车行业中,他想用氢燃烧发动机的概念作为碳中和的目标,显而易见当时他是一个孤军奋战的人,。

丰田汽车却在供应商领域找到了不太可能的盟友。美国涡轮增压巨头博格华纳公司和日本公司Riken Corp.都在追求环保的内燃机。双方都加快了技术的发展,在未来的发动机上,以燃烧零排放的氢,而不是肮脏的汽油。

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不是氢燃料电池,而是使用氢代替汽油的内燃机

越来越多的公司开始接受这个想法。博格华纳正在推出全系列的氢发动机组件,包括喷射器,轨道系统和电子控制单元。今年,密歇根公司甚至赢得了它的第一份合同,为一家欧洲结构设备制造商提供新的设置。

与此同时,日本理化学研究所去年创建了一个新的装置,用于分解氢发动机部件。今年5月,它在日本的一家工厂开设了氢发动机评估中心。

自从丰田章男驾驶原型卡罗拉赛车后,丰田一直是氢燃烧的积极倡导者,但他们是孤独的。在过去的一年里,他在许多比赛中驾驶了氢燃烧的 Corolla,最近又驾驶了一辆氢动力的Yaris。

但是,丰田章男所传达的信息是碳排放,而不是氢燃烧,在这个全球性的行业中,却没有获得多少支持,而这个行业正在投入数千亿美元用于可插电式电动汽车。

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                                                                        (制图:全球汽贸网 李铖蹊)

清洁燃烧

氢燃烧实际上是无碳的。它还有一个额外的好处,那就是依靠现有的发动机技术,以及遍布全球的供应商和开发和交付这些技术的工人网络。对于致力于内燃机产品的公司,如博格华纳或Riken Corp.,氢有望更无缝地过渡到碳中性的未来。

“问题不在于内燃机,问题是碳。”Hans Hardam说,他是博格华纳日本有限公司区域经理兼燃油系统总工程师。

他的观点与丰田章男几乎完全符合要求。作为世界上最大的汽车制造商的负责人,丰田章男不放过任何机会来支持他的公司的理念,即清洁燃烧在碳中合策略中与电动汽车和燃料电池汽车一样可行。

与此同时,其他汽车厂商也在研究氢燃烧,包括戴姆勒卡车,发动机制造商康明斯和动力总成专家AVL。在日本,雅马哈汽车正在寻找它的潜在用途,在摩托车和全地形车。今年早些时候,雅马哈使用了5.0升V-8氢发动机。劳斯莱斯正在与easyJet 合作,将氢发动机应用于飞机上。

氢燃烧的支持者看到了早期商业化的潜力,在卡车和其他重型车辆在建筑,农业或海洋应用。氢的密度使它比电池更好地替代柴油。这种想法认为,长时间重负荷工作的机器将不需要电池组。

博格华纳预计将在重型车辆上进行初步部署,但它也看到了SUV和皮卡的使用——这些车辆本身就很重,经常用于拖运重型货物。但该公司也认为,在跑车和越野车的市场,氢燃料发动机是一个机会。

巨大的转变

博格华纳从事氢燃烧研究已有十年,在欧洲有两个开发中心,一个在法国的布洛瓦,另一个在英国的吉利厄姆。但Hans Hardam说,与客户的讨论是近几年才开始的。

对于博格华纳和Riken这样的老派燃烧器公司来说,氢燃烧的前景缓解了向全电动未来可能出现的不和谐转变。

Riken所在谈到氢能计划时表示:“汽车零部件行业也正面临‘百年一遇的大变革’,需要进行重大变革和改革。我们将最大限度地利用90多年来积累的发动机知识,将氢发动机作为实现脱碳的新一代发动机,集中开发。”

供应商面临压力。博格华纳承诺在2035年之前实现碳中和,并将氢燃烧视为通过调整现有技术来缓解未来的一种方式。

博格华纳莫尔斯系统日本公司(BorgWarner Morse Systems Japan)的总经理三岛邦彦(Kunihiko Mishima)说,“日本汽车行业有550万人,我们希望避免行业结构变化过快。这就是为什么日本制造商正在考虑替代燃料等。日本的整车厂非常非常重视碳中和。”

专业的知识

但是,去年原始设备零部件销售额接近140亿美元的博格华纳,希望借助其在涡轮增压器、喷油器、燃油轨、温度传感器和EGR系统方面的现有专长,实现碳中和。它还看到了氢发动机控制单元和软件模块的潜力,以调节来自罐的氢的压力。

涡轮增压器,特别是氢发动机,以提供最佳的功率和排放平衡,该公司说。氢需要更多的空气比汽油在燃烧方程和需要操作的稀侧夯实下来的温度。博格华纳预计,氢也有可能比汽油具有更高的热效率。

虽然这些系统实际上是无碳的——它们仅从燃烧过的润滑剂中排放出微量的碳——但它们并非无排放。与柴油一样,氮氧化物是主要问题。但博格华纳认为氢燃烧是实现其到2035年碳中和目标的一个重要工具。小型乘用车可能会倾向于纯电池电动汽车,氢燃料电池最终将成为更主流的选择。但是氢燃烧将填补某些空白。

这项技术使现有发动机的成本增加了30%。但由于它建立在成熟的技术基础上,氢燃烧仍然比电池和燃料电池便宜。

而且由于供应链已经存在,氢燃烧比下一代电池和燃料电池堆更快地推向市场。支持者说,与燃料电池相比,氢燃烧成本更低,更可靠,更持久。但它在效率上也略落后于燃料电池技术。与纯电池电力系统相比,氢燃烧在冷热环境和重载条件下表现更好。

由于氢燃烧是一种新兴的利基技术,很难预测其长期的市场渗透率。博格华纳预计,氢燃烧最终将占重型汽车和设备行业的20%到30%。

Hans Hardam说:“仍有很多未知因素,但这个市场潜力很大。”

利用现有的燃烧技术是博格华纳等老牌供应商的关键。但即便是在寻求产品组合现代化的同时,它也没有忽视向电动汽车的迁移。该公司去年全球营收的不到3%来自电动汽车相关产品。它希望在2025年增加到25%或更多,然后在2030年增加到45%。它有一长串的新产品目标清单,包括电力驱动电机,逆变器,车载充电器,DC-DC转换器和电池组控制器。

Hans Hardam说:“你会看到动力系统更加多样化,这取决于市场、地区、公司政策和政府政策。”

博格华纳在日本有很大的业务,有两家工厂和一个技术中心和工程办公室网络,为几乎所有的日本大型汽车制造商服务。该公司还与日本转向和球轴承制造商NSK Corp.成立了一家合资企业。

在日本,它开始制造发动机和传动链,现在制造各种与发动机相关的零部件,包括正时链、链轮和可变凸轮正时系统。但是博格华纳研究氢燃烧并不仅仅是为了和丰田做生意。它寻求技术本身的优点。该公司的主要研究中心在欧洲,不仅在日本,还在韩国、欧洲、中国和美国寻找客户。

(编译:全球汽贸网 李铖蹊)