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观点 | 下一个15年瞄准零排放,博世加码动力总成本土研发

观点 | 下一个15年瞄准零排放,博世加码动力总成本土研发
2019-05-15 14:19:57 中国汽车要闻

博世今年将在无锡开工建设燃料电池研发中心,天然气业务单元未来也将会从德国转移到中国,成为博世全球第一个从德国转移到中国的业务板块,不仅负责中国业务,也会负责全球业务。

中国的动力总成发展过去15年主要围绕排放升级,未来15年将转向零排放。

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4月18日,博世汽车柴油系统有限公司成立15周年暨博世动力总成中国2019上海车展媒体见面会上,博世动力总成解决方案事业部(Powertrain Solutions)中国区总裁王伟良对动力总成整体在华发展的过去和未来做出了以上总结。

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博世动力总成解决方案事业部中国区总裁王伟良

“过去15年,是围绕排放升级的,从国0、国I、国III,一直到国VI。升级主要是两块,围绕着汽油和柴油为主。未来15年,不再是排放升级的过程,而是向零排放转移的问题,” 王伟良告诉《中国汽车要闻》。“现在关心的,不是你是否低排放,而是你是否是零排放。围绕零排放,会提供各种各样的动力总成解决方案,包括用电的、用燃料电池的,包括天然气加后处理的,包括传统柴油、汽油,后面加电动、混合等互相的组合过程。”

上海车展展示多个本土研发、制造的动力总成解决方案

2019年,除了博世汽车柴油系统有限公司成立15周年以外,于2018年1月正式成立的博世动力总成解决方案事业部也进入第二年。事业部包含为电动化交通设立专门业务单元以及汽柴油系统业务,专注于三大战略重点领域:内燃机、混合动力乘用车和商用车、以及电动车领域。

事业部将继续加速发展电气化业务,为中国客户提供更高效的动力总成产品,助力中国汽车产业的转型升级。

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在2019上海车展中,博世动力总成展出了一系列创新解决方案,除了传统的共轨系统、尾气后处理系统,天然气系统等核心业务,还包括48V电池、以及首次展出的适用于轻型及重型商用车的700V系列电机、燃料电池、以及商用车互联产品iTrams等电气化与互联化产品。

值得注意的是,现场展出的多个产品和解决方案均由本土团队研发并在本土制造。

在排放优化方面,除了2000巴共轨系统和后处理系统外,博世还推出了适用于中、重型商用车的2500巴高压系统,可根据不同客户需求,有效支持客户满足国六排放法规。在可替代燃料领域,博世也正积极推进天然气技术的持续升级。新一代天然气国六解决方案以及针对中国市场本地化开发的大流量燃气喷嘴总成都将于今年实现量产,为重型车提供具有竞争力的解决方案。

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天然气国六解决方案以及针对中国市场本地化开发的大流量燃气喷嘴总成

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国六排放法规系统解决方案

在电气化方面,48V电池已于去年11月在无锡量产,今年在进一步拓展客户应用的同时,也将进行技术升级,以支持实现更低油耗和更高舒适性。博世还展出了适用于中重型商用车的SMG280系列电机及其控制器,以及面向中轻型车辆应用的100kW级的700V小电机。博世正在建设以700V 电驱产品为主打的本土生产能力,并计划于2021年实现量产。首次亮相的电动空气压缩机、氢气喷射器、氢循环泵等关键氢燃料电池零部件,也进一步凸显了博世发展氢燃料电池的战略。为了更加快速、灵活地服务中国市场,今年博世将在无锡开工建设燃料电池研发中心,并建立从关键零部件到电堆以及整个燃料电池系统的测试能力。在不同细分市场,博世动力总成与国内主要客户在燃料电池上的战略合作也正在稳步推进,旨在与客户共同为中国市场打造技术领先、有竞争力的燃料电池商用车。

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48V电池

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博世动力总成正在建设700V 电驱产品的本土研发和生产能力

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博世动力总成首次展出一系列关键氢燃料电池零部件

距离博世展台不远的庆铃汽车展台上的一款庆铃氢燃料电池中卡就是这些战略合作的一个代表。

这款车以五十铃700P气刹中卡平台为基础进行了开发。该车采用氢燃料供能,驱动形式为电机+减速器,车辆的爬坡能力≥30%,最高时速100km,在低温冷启动性能方面,零下30℃的气温下车辆也能正常起步。这款车的续航里程能达到500km,而加氢时间则仅需不到3分钟,对于以城市内、城郊运输为主的中短途物流而言既省时又能满足续航需求。而博世正是为这款车配备了700V电驱系统,预计2022年左右这款车将正式量产。双方的合作始于2018年,意在共同推进燃料电池技术在商用车领域的使用。

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庆铃氢燃料电池中卡

商用车智能车载终端(iTrams)和服务器端软件功能等属于博世基于在动力总成领域的深厚积累而提出的新理念“在线动力总成专家”的专业方案之一。该理念以车辆拥有总成本为抓手,应用物联网技术,为商用车提供针对使用情况分析、性能优化和健康管理的专业方案,支持进一步提升内燃动力表现。iTrams可与ECU进行无缝通讯,具备数据预处理和边缘计算能力,目前相关产品的国产化正在积极准备中。

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“过去十五年,我们取得了不错的成绩,现在我们也将在这场变革中迅速找准自己的定位,与时俱进,发挥核心业务优势的同时,加速互联化、电气化的发展,支持博世‘零排放、零事故和零担忧’的交通出行愿景,全力推进未来动力总成技术的发展和国内交通出行的转型变革,”王伟良说。

燃料电池瞄准“国际领先,中国一流”,成本取决于批量,更适用于商用车

对于博世与庆铃汽车在燃料电池方面的合作,王伟良表示,合作已经进行了一段时间,到了整车可以运行的程度,展出的样车也是真正可以开的车,配备电堆、电机等燃料电池关键部件。

“接下来我们要做的事情是进一步优化,进一步论证。我们瞄准的不仅是应用燃料电池,瞄准的是‘国际领先,中国一流’,”他说。

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王伟良认为到2022年左右走向量产的时候,这款燃料电池中卡从技术水平而言肯定是国际一流,国内也比较领先。博世同时也在与其他客户如吉利、江铃、陕汽等进行整套系统性的合作。

他表示,燃料电池当前的痛点是核心零部件能力在国内有待提高。

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博世动力总成解决方案事业部中国区总裁王伟良:燃料电池核心零部件能力在国内有待提高。

“现在的很多燃料电池车都是用螺杆式空压机,在运行过程中,哪怕是停车以后,有强烈的啸叫声,很尖锐的声音,听着很难受,转速也很低。而博世的空压机采用12万转空气轴承。当然,用空气轴承的目的,是防止油润滑之后对电堆进行腐蚀,电堆碰到油之后会失效。我们很多核心零部件,在整车厂非常受欢迎,”他说。

为此,博世中国燃料电池技术中心将是博世在中国集成化的技术中心,包括中央研究,工程服务,动力总成以及燃料电池具体的业务等。技术中心将研发燃料电池控制系统,氢气喷射系统,空气进气系统,以及高性能电堆,同时也会帮客户像现在的柴油技术一样提供全方位的整车标定服务。

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“我们的侧重点是帮助、支持整车厂进行燃料电池的集成。在支持过程中体现两条:一是核心零部件,包括喷射系统、控制系统、电堆、空气系统等核心产品。要把燃料电池集成在一起,要1700多个零部件。博世在这个过程当中,可以提供核心零部件,包括标定服务、整车集成服务,”他说。

作为博世动力总成解决方案中国区的掌门人,王伟良看好燃料电池的前景,认为燃料电池技术的应用将会给汽车工业带来很大的变化,真正实现“零排放”和汽车的机动高效。

“电动车和燃料电池车最大的区别,大家都是零排放,燃料电池氢气氧气反应生成水。但电池充电是一个痛点,续航里程是大家非常焦虑的事情。充电时间,快充需要1小时,慢充需要几小时。燃料电池最大的好处是加几公斤(氢气),1、2分钟,2、3分钟,跑起来就是500公里、1000公里,”他说。

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从这个角度来看,需要一口气跑500、1000公里的大部分都是商用车特别是中重型的物流车,所以这些车也是最适合用燃料电池的。中国的重型车总重要求不超过49吨,去掉车子本身的重量实际装载重量所剩不多。随着进一步的国际化趋势以及安全性的要求,国家有可能还会进一步降低总重最大限值。重型车要跑500公里,需要装10吨的电池,也就没什么载重了,所以中重型车上燃料电池是一个相对较好的解决方案,

“多种技术路径并存,可能是相当一段时间的趋势。包括在乘用车中,也会使用燃料电池,商用车也会用电动,只是比例大小不同。目前的比例,我相信乘用车比例较大是电动,少量会用燃料电池。可能比例上会有变化,但大趋势短期可以看到,重型商用车燃料电池更适合,纯电动比较适合城市工况的小型车,”王伟良说。

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要想降低燃料电池成本,就得靠批量。

“燃料电池和电池不同之处在于,电池要解决功率密度的问题。但是功率密度和安全性之间有矛盾,追求的功率密度越高,电池的安全性方面越得不到保障。但燃料电池不一样,燃料电池更多的是与内燃机类似的产品,燃料电池的电堆里面是用贵金属的。贵金属的用量,能否在大批量生产的时候,将贵金属的用量降下来,这样燃料电池会变成大众化的产品。批量如果上去,贵金属可以优化,那么产业的前景是很好的,”他说。

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而无锡除了技术研发以外也将成为全球第一批生产燃料电池系统部件的地点之一。

博世将来会不会自己生产电堆?答案是肯定的。为什么?

王伟良表示,燃料电池更像内燃机,和博世的核心技术非常类似,而电堆的核心问题是制造问题。制造过程当中的核心问题就是机械的制造过程、组装、可靠性等等,而不是化学产品,所以与博世的核心能力高度吻合。

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“我们认为,博世凭借创新能力、凭借强大的制造能力,一定会把燃料电池做成广大用户用得起、可靠的产品,能够满足整车可靠性、安全性的产品。我们认为这是博世的核心能力所在。”他说。

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博世与Powercell结为合作联盟,计划2022年实现电堆商用化并推向市场

为此,在本月早些时候,博世与瑞典电堆制造商Powercell结为合作联盟推进卡车和乘用车燃料电池大规模量产。电堆作为燃料电池的主要成本源,可将氢能转化为电能,但成本约占燃料电池系统总成本的三分之二。根据合作协议,双方将共同开发适合批量生产的质子交换膜(PEM)燃料电池技术。未来,博世将以许可证协议的模式实现该技术的量产,以供应全球汽车市场。该电堆将完善博世现有燃料电池产品序列,最迟于2022年上市。

王伟良表示,博世从10多年前就开始做燃料电池技术的研发,但巨大的产业需要大家一起做。博世的想法就是提供核心零部件的同时,为整车提供系统的标定匹配能力和整车的整合能力。

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“核心零部件我们可以提供。比如,你要单独买空压机,我也可以为你提供。如果你想买氢气喷射和循环泵,我也可以为你提供。比如,你说电堆用别家的,关键零部件用博世的都可以。现在的业务,与内燃机的核心业务差不多,非常灵活。并不是说一定要用博世的,或者一定不用博世的。只要你用博世的,只要博世有,都可以提供,”王伟良说。

天然气业务单元转移中国,本土研发为中国、为全球

博世动力总成本土化的另一大举措是计划将天然气业务单元从德国移到中国。前不久博世总部的这一重要决策意味着天然气业务单元将作为全球第一个从德国移到中国的业务板块。中国不仅负责中国业务,也会负责全球业务。

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王伟良表示,这个决策意义重大,在博世历史上也是第一次将业务单元的指挥权转移到中国。

这恐怕要归功于博世的本土研发能力以及中国市场作为天然气“主战场”的特殊性。

王伟良透露,通过一年多的努力,博世天然气解决方案的应用范围越来越面向大功率。针对天然气的大功率化,博世开发了一个大流量喷嘴,六个喷嘴就能解决到13L,500或600马力的能力。而之前,在大排量柴油发动机上使用的喷嘴是从汽油喷射沿用过来的,要几十个喷嘴才能满足天然气功率的需求。除了把流量做大以外,大流量喷嘴还适应了本土重型商用车对使用寿命的要求。

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“这个产品在博世传统的型谱上是没有的,本土化的意义非常大。”他说。“是我们完全本土化设计、本土化开发、本土化制造,体现了本土开发能力。”

天然气业务单元责任转移到中国后,博世作为一个全球化企业必然要面对全球客户。国6排放以后,天然气技术在中国也已经达到了全球同步的水平。王伟良表示天然气业务单元肯定也有能力服务好全球不同客户的要求。

未来15年,博世动力总成将继续围绕中国客户的需求,围绕市场的变化,积极、主动的创新,来与客户一起努力。博世动力总成也将继续协助中国商用车的核心业务及市场竞争能力,提升在中国的话语权以及世界的话语权。

“未来会往哪里去?博世给出的答案,至少是我们能看得出的答案,是动力总成的多元化。”王伟良说。

他认为各种各样的动力总成,在相当一段时间内会并存,会在各自的应用场景发挥各自的优势。

“如果说,过去的汽车产业主要依赖于技术的进步,未来的汽车工业将依赖于技术+应用场景,不同的应用场景有不同的需求,城市工况、长途运输、煤矿等,都会有不同的要求,会更注重用户使用场景。在这样的条件下,我们给出一个很明确的答案:未来10年,或者说未来几十年,会是多种动力总成围绕着应用场景并存的,”他说。

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