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重卡竞争也是系统竞争?盘点各家氢能重卡布局情况

   2023-11-28 氢能观察张赢66970
核心提示:氢能重卡正在从氢燃料电池汽车市场中“脱颖而出”。自去年氢燃料电池汽车“起势”以来,国内氢燃料电池汽车加速开跑,新能源汽车市场不断涌入“新玩家”。进入今年,氢能重卡、氢能客车、氢能专用车等众多氢燃料电池商用车车型开始交付投运。氢能观察分析,在

氢能重卡正在从氢燃料电池汽车市场中“脱颖而出”。

自去年氢燃料电池汽车“起势”以来,国内氢燃料电池汽车加速开跑,新能源汽车市场不断涌入“新玩家”。进入今年,氢能重卡、氢能客车、氢能专用车等众多氢燃料电池商用车车型开始交付投运。氢能观察分析,在燃料电池汽车城市群示范推广的加持之下,“百台”氢能汽车大单成交率将不断攀升。

2020年9月,国家五部委联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,启动燃料电池汽车城市群示范应用推广。2021年8月,京津冀、上海、广东三大燃料电池汽车示范城市群首批入选,燃料电池汽车城市群示范推广工作正式打响。
2021年12月,河北、河南燃料电池汽车示范城市群第二批确定,至此,燃料电池汽车示范城市群应用推广形成“3+2”格局。这五大燃料电池汽车示范城市群示范时间均为4年,时间截止到2025年12月。

氢能观察统计了近半年国内氢能重卡动态,总结目前国内燃料电池汽车市场发展情况。

近半年国内氢能重卡市场动态

近日,一汽解放氢能重卡——“星熠”亮相2023中国国际商用车展览会。据了解,“星熠”燃电前瞻车具有超强动力、超长续航、超级智能等优势。

该车还有高效率主集成式电驱桥,并且借助于70兆帕储氢系统以及百公里7公斤的超低耗氢量,可以实现1200公里的超长续航,无需频繁加氢,能够有效提高运输效率。

10月28日,100台宇通氢能重卡交付迁安市九江线材有限责任公司,该批氢能牵引车将用于工厂大宗物料装载,实现矿山、煤矿、钢铁等企业零排放、零污染运营。

10月中旬,现代汽车在先进清洁交通(ACT)博览会上公开了面向北美市场的新型燃料电池重卡商用化模型——“XCIENT”,这是现代汽车首次公开了8级燃料电池重卡的模型。

作为龙头车企,现代汽车在新能源市场上发力明显,不仅在氢能源乘用车上大放异彩、销量领先,在氢燃料电池重卡上布局也早已开始。据悉,现代XCIENT燃料电池重卡于2020年首次推出,已在瑞士、德国、以色列、韩国和新西兰等五个国家部署,累计运行超400万英里。

10月中旬,未势能源氢能重卡交付常熟长城汽车零部件项目建设基地。该批投运的氢能重卡包括长征、大运、福田等多款车型,均搭载由未势能源自主研发的百千瓦级大功率燃料电池发动机,具备动力性强、加氢时间短、续航里程长等优势,AI智能监测车辆燃料电池系统全生命周期运行健康情况,可保障车辆在各类复杂工况场景安全、稳定运行。

9月21日,长征汽车液氢重卡2023世界智能网联汽车大会。

(左侧为长征液氢重卡,右侧为长征汽车氢能轻卡)

新长征1号液氢重卡是新一代氢能重卡产品,整车搭载了未势能源新研发的“木星”车载液氢储氢系统,该系统可加注80kg以上液氢,质量储氢密度达到8wt%,整车续航里程可突破1000公里。

9月12日,未势能源与一汽解放签署战略合作协议。双方将依托各自在燃料电池技术、整车开发以及应用领域资源优势开展深度合作,共同推动氢能及燃料电池汽车商业化应用落地。据悉,未势能源首批配套的一汽解放氢能重卡,即将规模化交付行业终端用户,投放钢铁物流运输场景。

9月4日,张家口首批氢能重卡正式交付投运。现场3辆牵引车、7辆自卸车被正式交付,据了解,此次交付的燃料电池重卡、工程车发动机由亿华通动力科技有限公司生产制造。

8月1日,威驰腾汽车147台氢能重卡出口澳大利亚。该批氢能重卡搭载110kW-400kW的氢燃料系统,最大续航里程可达1000公里,满足城际货运、省际长途等多种重卡商业运输场景。据悉,2022年底,威驰腾就曾与澳⼤利亚纯氢公司、澳⼤利亚氢启国际公司签订了5年期交付12,000辆氢燃料重卡的合作协议。于今年3月,首辆出口澳大利亚的氢燃料重卡顺利交付并通过澳方客户验收。

7月1日,86辆搭载国鸿氢能燃料电池系统的氢能重卡正式交付荣程集团。至此,荣程集团氢能重卡正式突破200辆,成为国内拥有在市政道路实际开展氢能重卡运输业务车辆最多的实体企业。这200辆氢能重卡中,161辆搭载国鸿氢能燃料电池系统。2022年7月,荣程集团开始与国鸿氢能合作,年内分四批次采购了近100辆搭载国鸿氢能燃料电池系统的氢能重卡,搭建了“天津港码头—荣程钢铁集团厂区—静海区市场销售端”主要线路和“天津港码头—河北定州”跨省线路2个氢能运输示范应用场景。
6月27日,晋南钢铁集团100辆氢能重卡交付山西曲沃。集团总裁张天福表示,以零碳物流平台为依托,3年内推广使用10000辆氢能重卡,减少碳排放300万吨/年,最终实现晋南钢铁“1吨钢1吨碳排放”的低碳发展目标。

6月14日,羚牛氢能交付嘉兴港务第二批氢能重卡,本次交付30辆氢能重卡(去年12月交付第一批)。到目前为止嘉兴港口已投运50辆氢能重卡,完全0排放,预计年减碳量达2603吨,相当于种51万多棵树。已成为全球港口应用氢能重卡规模最大、运营时间最长的港口。
6月10日,国家电投“氢腾”燃料电池配套200辆氢能车辆交付武汉。车型主要包括4.5吨常温厢式货车、4.5吨冷藏厢式货车、18吨厢式货车、31吨自卸车、49吨牵引车。此外,国氢科技武汉绿动氢能能源技术有限公司与东风商用车有限公司现场签订了200台重卡燃料电池系统的新订单。

6月初,60台康明斯Accelera氢燃料电池驱动的渣土车在上海交付并投入运营。该车辆产品匹配康明斯125kW氢燃料电池发动机系统,及127kW.h磷酸铁锂动力电池,应用德创未来自研的410kW驱动电机和超低系统能耗AMT自动变速器,形成“新能源黄金动力链”,使整车在最高车速、坡道起步能力、爬坡能力、装载能力等动力性能指标高于行业平均水平。

5月25日,氢沄新能源40台氢燃料电池系统(氢燃料发动机)发货交付,这批氢燃料电池系统将被安装到宇通量产的最大动力氢燃料重卡上。10月8日,氢沄新能源再次向宇通交付20台燃料电池系统,本次交付的20台燃料电池系统将为宇通31吨自卸车提供动力,这些车辆将被投入到渣土倒运等城市运输场景。

5月初,未势能源配套50辆开沃氢能重卡交付津西集团。此次氢能重卡示范运营项目,系迁西新能源产业集群项目的子项目,整体规划200辆,首批投运50辆,配套搭载的两大核心动力系统(110kW大功率燃料电池发动机、车载1680L/40kg储氢系统)及关键核心零部件,均由未势能源自主研发、生产,同时配备整车控制系统。

据中汽协统计,氢能重卡自2020年开始小批量落地示范,2021年销量同比增长42倍。从交付情况来看,氢能重卡已成为继氢能公交车后,氢燃料电池汽车规模化增长的新动能。自2022年7月以来,中国重汽、上汽红岩、一汽解放、北汽福田、佛山飞驰等整车企业,相继宣布的氢能重卡订单总数突破万辆。

氢能重卡以49吨氢能重卡居多,配套的燃料电池系统功率范围以110~130kW为主,燃料电池电堆以150kW左右的单堆或小功率的双堆居多,需要配套锂电池组供电,本质属于氢能源增程式电车,主要的应用场景是短途物流、矿山、港口等场景。

长续航、大功率、低成本是氢燃料电池商用车的目标追求。对于氢能重卡而言,在应用场景更为适用的有利条件之下,其搭载的氢燃料电池系统的成本与功率效率问题成为各家“必争之地”。

针对这些问题,国内氢燃料电池电堆厂商和系统厂商均在加紧开发更高水平的产品,为产品的快速迭代打下技术创新基础。

国内外车企布局氢能重卡

丰田汽车

众所周知,丰田正在押宝氢能。依靠强大的氢动力技术,丰田陆续推出了多款氢燃料电池车型,其中销量最高的是第二代Mirai。
丰田在氢动力重型卡车动力系统方面的研究始于2017年的Project Portal。氢燃料动力总成套件包括储氢瓶、燃料电池堆、电池、电动机等。

2017年4月,丰田发布了其首款氢燃料电池重卡,即第一代氢燃料电池重卡Alpha。Alpha同月开始运行,在美国滩港和洛杉矶港及周边地区进行测试和真实拖运操作。

第一代氢燃料电池重卡Alpha

参数方面,丰田的第一代氢燃料重卡搭载两套Mirai燃料电池组加一个12千瓦时的蓄电池,可以输出670匹马力,峰值扭矩达到1325磅尺(约为1855牛米),牵引总质量达到了36.3吨。

在载重方面这款氢燃料重卡已经达到美国8级卡车标准(美国卡车分为8个等级),但是在续航方面只有200英里(约321km),无法用于中长途的货运,因此在这款卡车上并没有设置卧铺。

在第一代氢燃料电池重卡运行数据基础上,丰田于2018年8月在美国北密歇根汽车研究中心发布第二代氢燃料重卡Beta。第二代氢燃料电池重卡最大的突破是续航里程的提高,由第一代的200英里(约321km)增加到了300英里(约480公里)。此外,第二代氢燃料重卡Beta配备了与第一代相似的传动系统、使用了相同的电机、拥有同样的电机和扭矩。

2019年4月,丰田在Alpha和Beta两个概念验证原型卡车基础上,在洛杉矶推出新版零排放燃料电池重型电动卡车FCET。该燃料电池重卡为丰田和美国卡车制造商Kenworth共同开发,发动机采用丰田的燃料电池技术,具有增强的功能和性能,续航里程预计为300英里(约480公里)。

2022年,丰田依据肯沃斯(Kenworth)的T660型卡车设计出了与柴油动力卡车性能相当的8级重型卡车(北美商用车标准)的氢动力燃料电池电力系统——T680 FCEV卡车。

现代汽车

除前文提到的今年10月推出的现代氢能重卡XCIENT,现代在氢能重卡上的布局一直活跃。据了解,现代在1998年便成立了氢燃料电池研发部门,历经24年潜心研发,先后推出了氢燃料电池SUV NEXO、氢燃料电池大巴ELEC CITY Fuel Cell和氢燃料电池重卡XCIENT Fuel Cell等产品。

现代在氢燃料电池技术上的研究和丰田不相上下,同时也是继丰田之后第二家氢能源汽车销量过完的车企。不但如此,现代和丰田在全球氢燃料电池汽车销量上可谓是竞争激烈,今年前7月,现代NEXO氢燃料电池乘用车的销量位列榜首,“战胜”丰田二代Mirai。

2019年10月,现代首款氢燃料电池重卡HDC-6 Neptune Concept在美国亚特兰大举行的北美商用车展上全球首发;同年11月,亮相第二届中国进口博览会。

此款氢能重卡是8级重卡,车上有7个35MPa储氢罐,并配有196kW的现代NEXO燃料电池电堆。燃料电池可产生能量驱动476hp(约355kW)的电动马达,通过马达自动变速器对车轮进行驱动。同月在法国里昂举办的交通运输展览会上,现代商用车氢燃料重卡项目,荣获2020国际年度卡车创新奖。

2019年,现代与瑞士H2 Energy成立了合资企业现代氢动力(Hyundai Hydrogen Mobility,HHM),该公司将以按次付费的方式向商业卡车运营商出租卡车。2020年2月,现代氢能重卡XCIENT Fuel Cell在瑞士开始了批量交付前的路试工作;7月,现代向瑞士发出10辆现代XCIENT Fuel Cell,根据计划,今年将向瑞士交付50辆XCIENT Fuel Cell。此前,瑞士交通促进协会(H2 mobility)已经制定2021年订购140辆同款车型的采购计划。

现代燃料电池重卡XCIENT Fuel Cell

XCIENT Fuel Cell由190kW的氢燃料电池系统和双95kW的燃料电池堆提供动力,主车+全挂列车设计最大车货总重34T。驾驶室后方带有七个平行安置的高压氢能储罐,可储存约35kg气体,设计续驶里程大约400km,单次加氢时间约为8~20分钟。此外,现代正在开发一款长途牵引车,续航里程可达到1000公里,该牵引车装备了耐用性高、动力强劲的增强型燃料电池系统,将在面向包括北美和欧洲在内的全球市场推出。

东风汽车

2018年,东风公司牵头国内氢能研发领域头部科研院所、企业,一起承担了国家重点研发专项《全功率燃料电池乘用车动力系统平台及整车开发》,并于2021年顺利验收。作为项目的重要成果,东风公司推出了国内首款全功率燃料电池车——东风氢舟H2·e,填补了国内空白。行业专家评价,该整车性能达到国内领先、国际先进水平。

目前,东风公司已研发出70kW、150 kW电堆和50 kW、80 kW氢燃料电池系统,并也已搭载于8吨、12吨、18吨商用车上进行示范运营。东风悦享科技有限公司也推出了氢能版“无人驾驶Sharing-VAN”,实现了自动驾驶与氢能动力完美结合。

▲东风氢燃料重卡

11月8日,2023中国国际商用车展在武汉正式开幕。现场,49吨东风天龙KL氢燃料电池重卡全新亮相。据悉,该车搭载35/70MPa的储氢瓶,续航里程可达500-1000公里,该车搭载260kW氢燃料电池发动机。

东风49吨氢燃料电池重卡整体造型降低风阻,该车搭载260kW氢燃料电池系统,首创大直径气瓶储氢与侧置高压风扇组合,增大400mm货箱空间,35MPa续航超500公里,70MPa续航超1000公里。

飞驰汽车

2020年1月,佛山市飞驰汽车制造有限公司(以下简称“飞驰汽车”)成功研发首款氢燃料电池牵引车,已经完成整车制造。该车全长7.4米,总质量25000kg,满载质量为49000kg,搭载15个储氢瓶,续航达到400km。

飞驰汽车首款氢燃料电池牵引车

作为美锦能源的控股子公司,飞驰汽车是美锦能源氢能全产业链布局中的重要一环。在美锦能源的强势赋能下,飞驰汽车以全国拥有氢能源车最全品类、最多运营数量、最长运营里程、最高市场占有率,发展成为氢能汽车产业的龙头和标杆。近年来,由飞驰科技生产的各种型号氢燃料电池客车、物流车、重型卡车已经销往内蒙古、宁夏、河北、北京、山东、浙江、广东、山西、天津等地区,在各类应用场景开展示范运营。

在第七届佛山国际氢能展(CHFE2023)上,飞驰汽车展示出其全新研发的49T燃料电池牵引车。

作为飞驰科技明星产品,现场展出的49T燃料电池牵引车是全新研发的第二代氢能重卡,整车以氢气作为动力来源,清洁可靠,满足用户多样化需求;平台架构与氢系统全面升级,延伸覆盖800km以上中长途运营场景,打破当前新能源产品运距界限,引领市场发展潮流。

长征汽车

今年一季度,长征汽车氢能重卡销量居行业第一。

除上文提到的在2023世界智能网联汽车大会上亮相的长征氢能重卡,今年2月份,优未势能源配套的首批“新长征1号”氢能重卡正式交付河钢工业技术服务有限公司,在唐山港正式投入商业化运营。

目前,新长征1号氢能重卡已经批量投入河钢集团、天津新天钢联合特钢、荣程钢铁等客户手中。尤其是在河钢集团的运营中,新长征1号氢能重卡在唐山港到秦皇岛佰工钢铁线上,单车跑出了1个月1.5万公里的成绩,氢耗稳定在10.1㎏/百公里,稳定可靠、续航长、出勤率高是用户对长征汽车做出的真实评价。

长征汽车在去年宣布了2022年6月5日全面停产燃油车,从传统能源转向氢燃料电池、纯电动等清洁能源能运输技术路线。在此情况下,长征汽车推出了长征1号产品线,包含充换电牵引车和氢能牵引车和充换电自卸车,均针对港口、矿山、钢铁、电力、重工业等短倒运输场景定制开发。

据悉,长征1号氢能重卡具备两大核心动力系统,分别是110kW大功率燃料电池发动机和车载1680L/40kg储氢系统。这些都由未势能源自主研发、生产,系统具备高效率、高集成、高耐久、低氢耗、高安全等技术特点,补能速度快、续航里程长,运输过程中排放物为“纯净水”, 实现全生命周期、全程运输 “零碳排”。

上汽集团

2019年11月16日,上汽跃进燃料电池卡车FC500 D12亮相青岛国际院士港协同创新成果展示与对接合作研讨会现场,上汽正式开始进军燃料电池卡车市场。

2019年12月12日,全国首台18吨燃料电池卡车——上汽跃进FKC500-D18正式下线,该车搭载的是捷氢科技P390系统,加氢时间不到10分钟,续航里程超过400公里。

资料显示,2001年,上汽集团启动了燃料电池汽车的样车研制工作。2014年8月,上汽集团成立“前瞻技术研究部”,主要负责包括燃料电池、基础材料研究、智能驾驶等技术开发及研究工作,燃料电池相关技术人员就主要集中在这里。

2018年6月,上汽集团进行了业务调整,将工作重点放在燃料电池整车的制造和销售。捷氢科技在此背景下应运而生。今年1月,捷氢科技提交招股说明书,上汽集团拟分拆捷氢科技上市。

今年3月22日,上汽红岩“5G+L4”氢燃料电池重卡亮相重庆。该车型采用的是以上汽红岩杰狮H6技术平台为基础开发的氢能智驾底盘。

这款车型搭载捷氢科技研发的大功率氢反应堆系统,加速灵敏:动力响应速度快,加速性能卓越;超长续航:高效率系统+大容量储氢,百公里氢耗仅为7.2-14.5kg,标配最大续航里程可超过400公里;动力卓越:1600-2500N·m扭矩;功率强劲:大功率燃料电池系统可实现117kW额定功率输出,以及120kW的系统峰值功率输出,其电堆体积功率密度达到3.7kW/L,处于国际行业领先水平,该指标已远远超过《节能与新能源技术路线图2.0》2025年的设定目标“2.5kW/L”;补能快:供氢系统兼容气态储氢和液态储氢,可后背和侧挂,仅需15~30分钟即可加满氢气,为用户高效运输保驾护航。

总结

目前,我国氢能产业处于发展初期,相较于国际先进水平,仍存在产业创新能力不强、技术装备水平不高、部分关键核心零部件和基础材料依赖进口等问题。

发展氢能最首要解决的是成本问题,而在所有氢能终端应用中,优先发展附加价值更高的应用领域才能最快实现盈利,因此率先推动氢燃料电池汽车产业商业化无疑是更理性的选择。

在新能源汽车加速发展的大趋势之下,纯电、混电以及氢能三种技术路线正在谋求更加适合的应用场景,力求在“3060”“碳达峰、碳中和”的目标实现之前形成规模化发展。
欧阳明高院士曾表示,未来我国一定将是“电动技术应用在乘用车上,氢燃料电池应用在商用车上”的“乘商并举”的发展格局。氢能重卡是氢燃料电池系统应用化率先破局的车型,相比较于客车和专用车,应用场景复杂,对续航和寿命的巨大考验使得氢能重卡脱颖而出。

在氢能重卡批量商业化运营的基础上,积极展开氢燃料电池系统以及氢燃料内燃机系统等核心零部件研发,以实现核心零部件国产化应用,降低购置成本、提高寿命,同时加快制氢、储氢、加氢等配套设施建设的步伐,从而整体提升燃料电池重卡应用的经济适用性,才能在更多的场景应用,助力更多场景和应用终端实现碳减排。

 
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