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氢油比对加氢反应影响 和他聊了两个小时后,我改变了对氢内燃机的看法。

2025年10月09日 17:45:48      来源:石家庄环保设备有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:8

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采访广汽研究院吴健院长是一次非常愉快的经历,不仅因为我们有很多高度一致的观点,还因为吴健院长的朴实和真诚。 虽然是采访,但其实更像是老朋友之间的。 整个采访过程中,吴健没有说一个漂亮词、时尚词、词。 如果。

采访安排在11月19日广州车展媒体日下午。 我和吴健提前到了。 原来的采访室还没有可用。 我们在艾安展位随便找了个位置坐下来聊了聊。 人来人往,我们轻松地。 本来面试一小时,结果聊了两个多小时,还是有很多话要说。

吴健 广汽研究院院长

01、从HEV、PHEV到“XEV”

:本届车展的一大变化是,中国品牌展示了很多重量级的混合动力技术和车型。 传祺表示,2025年所有车型将实现混合动力,2030年混合动力销量占比将超过60%,您怎么看? 您如何看待未来中国混合动力市场?

吴健:混合动力这个概念的外延其实是非常广泛的。 电池较多的称为“插电式混合动力”,电池较少的称为“混合动力”,电池较少的称为“弱混合动力”,电池较少的称为“微混合动力”——只是起步——停止功能为“微混”,48伏为“弱混”。 所以我们现在用“XEV”的概念,可以是HEV,也可以是PHEV。

未来,从减碳的角度来看,燃油车的出路就是“混动”,因为国家确定了2030年碳达峰和2060年碳中和的时间节点,这两个时间节点对于汽车行业来说可能会早一点。 广汽集团的目标分别是2028年和2050年。 在这根“接力棒”下,包括广汽在内的整个汽车行业将加速“混动”转型。

:广汽是早起步混合动力的企业,也是为数不多的掌握机电耦合系统核心技术的厂商之一。

吴健:确实如此。 广汽早在2009年就开始搞混合动力(研发)。要做混合动力,就需要有专门的变速箱。 因为丰田THS是一项技术,所以其他人都必须绕过它。 大家使用的方案基本上都是基于某款自动变速箱,然后在不同的位置对电机进行放电,有P1、P2、P3、P4等不同的方案,当然还有P0——即启动-停止,48伏等。

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根据电机的位置,有P0-P4等不同的混合方案。

最初,我们使用基于传统变速箱的P1解决方案进行混合动力。 但由于变速箱的能力和限制,我们的效率不可能像丰田那么高。 传输效率至少要达到95%才能充分体现混合性。 我们当时无法实现搬家的优势。

因此,我们也在探索其他的驱动解决方案,即扩展程序的方案。 但当时的时机不对。 我们把它推得太早了。 当时充电设施很少,很多用户基本不会充电。 对于汽车来说,一切都是发电。 此时系统低。 这是一种串联模式,由汽油发动机驱动。 发电机给电池充电,然后利用电池中的电力来驱动车辆。 传动链条很长,效率很低。 在这种情况下,整个系统的效率远远不如普通混合动力。

我们开始反思这样的驱动模式是否合理,尤其是在充电设施严重不足的情况下,我们考虑是否可以增加发动机的直接驱动模式,所以我们衍生出了一个解决方案,我们后来称之为“串联” -并联”,类似于基于目前流行的本田i-MMD解决方案。

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2015年推出的传祺GA5 PHEV是早的增程式电动汽车。 吴健认为,这款车有点过时了,推得太早了。

我们是开发这种串并联混合系统的公司。 它被称为GMC机电耦合系统,也是个投入生产的。 不幸的是,它的销量并不多,因为成本仍然不低。 我们加了一个电机,然后电池组也有13kWh。 当时电池的成本比现在高很多,所以我们走得太早了,营销也比较困难。 但充电设施逐渐完善后,特别是在一些限购的城市,充电变得越来越方便,人们也逐渐习惯了充电。 这种插电式混合动力车逐渐受到用户的欢迎。

我们起了个大早,赶上了晚集,不是因为技术,而是因为时机,所以在GMC 1.0这个阶段,我们的销量不好,但是在插电式混合动力技术领域,我们确实是行业。 各个公司推出的所谓“DHT”,包括比亚迪的DM-i,其实结构上与GMC类似。 “串并联”的概念现已被所有OEM厂商所接受。

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目前在售的GS4 PHEV搭载GMC 1.0混合动力系统,动力不足状态下综合油耗低至4.6升。

长城、长安、吉利,包括比亚迪,之前都走了一些弯路,都是从P1、P2、P3过来的。 最后我们还是认为我们的方案是的,所以最后基本上都是串并联的路线。 该串并联方案不仅绕过了丰田的,而且达到了与丰田THS相同的效率。 断电状态下的综合油耗也能达到几升。 目前我们正在销售GMC 1.0系统,GMC 2.0即将推出。 它以更高的效率和更低的油耗投入市场。

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在广州车展上亮相的传祺影豹混合动力版搭载GMC 2.0混合动力系统,公布的百公里综合油耗低至3.6L/100km。

02.推动各主机厂统一HEV电池规格

:现在问题的核心是如何降低混合动力系统的成本。

吴健:未来我们会进一步将成本降低到合理范围。 目前我们的混合动力系统本身(和比亚迪DM-i)的成本基本持平。 我们甚至比比亚迪DM还有一点优势。 -i的优势在于电池。 他们自己生产电池。 他们的电池产销规模很大,成本很低。 这是我们需要学习的。 未来混合动力竞争的关键将是电池,因为电池差异很大。

:对于PHEV来说,电池确实是关键,因为电池用的比较多,但是对于普通HEV来说,电池组很小,只有一两千瓦时的电量。 电池的成本不是那么重要吗?

吴健:不是这样的。 HEV需要特殊的电池。 无论是在能量回收阶段还是升压阶段,其放电率都很高,必须在短时间内达到峰值。 因此,HEV对电池的要求与PHEV和BEV有些不同。 BEV电池和PHEV上使用的电池是“能源电池”,而HEV上使用的电池是“动力电池”。

目前,由于纯电动汽车保有量大,动力电池产销量规模大,成本快速下降,插电式混合动力汽车自然会受益。 然而,HEV专用电池的制造商很少,大多数供应商都利用其产能来产生更大的需求。 能源型电池越来越少,动力型电池越来越少,成本也降不下来。 因此,现在混合动力专用电池的成本较高。

:那么国内厂商更愿意做插电式混合动力而不是普通混合动力?

吴健:只要有合适的电池,也可以做混合动力。 我们还有混合动力解决方案,但计算出的成本(和 PHEV)可能大致相同。 不过,PHEV可以获得绿色牌照,并且免征购置税。 从用户的角度来看,如果价格相近,他们肯定会选择插电混动。

:传祺表示,到2030年,混合动力汽车销量占比将达到60%。 您估计 PHEV 将占多少比例?

吴健:我今天无法回答这个问题,所以我们使用了“XEV”的概念,其中包括HEV和PHEV。

:但广汽丰田有明确的答案,那就是到2025年,HEV占比达到50%,BEV和PHEV合计占比10%,HEV仍将是主力。

吴健:那是因为他自己生产混合动力电池。 中国已有两家电池工厂。

:看来主机厂自己造电池也是大势所趋了?

吴健:不一定要你自己做。 我现在提倡的一件事就是建议所有主机厂统一HEV电池规格,然后找一两家电池厂定制生产,这样大家就可以共同提高产量。 如果没有量化支持,HEV专用电池的成本很难降低。 最近,我去了很多公司讨论这个问题。 如果能做到的话,对于整个中国汽车品牌来说都是一件好事。

当然,主机厂越来越意识到电池的重要性,大家都会考虑如何解决这个瓶颈。 有的是自己开发的,有的是合资的,还有的是股权投资的。 广汽走的是每一条路,中海锂业是股权投资。 是与宁德时代合资合作的,同时我们也在自主研发生产。 我们推出了海绵硅负极电池,任何一条路我们都不敢放弃。

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广汽自主研发的海绵硅负极板电池,该技术使锂离子电池的体积能量密度和重量能量密度分别提高了25%和16%。

03.实现碳中和取决于氢

:不少业内人士认为,到2030年,纯电动汽车占比将达到50%,甚至60%、70%。 你怎么认为?

吴健:智能网联对纯电动汽车的普及起到了很大的作用。 我个人认为这个角色超过70%。 很多人购买纯电动汽车,70%的原因是因为智能网联带来的各种好处。 在这方面,燃油车和混合动力汽车目前落后于纯电动汽车,但这并不是因为燃油汽车和混合动力汽车不能实现智能化和网联化,而是纯电动汽车本身对于智能网联有着更加迫切和现实的需求。 比如他们需要知道什么时候充电、去哪里充电、哪个充电桩空了等等,智能网联可以很好地解决这些问题。 燃油车和混合动力车则没有这个需求。 因此,纯电动汽车在智能网联领域的暂时是需求驱动的。 因此,不应该说软件定义了汽车,而是用户需求定义了软件,然后软件定义了汽车。 事实上,燃油车和混合动力车同样可以实现智能化、网联化。 届时,纯电动汽车的智能标签将被弱化。

:70%的购买因素将不复存在,很多人会因为智能网联功能而不再选择BEV。

吴健:此外,纯电动汽车还面临很多重大挑战,比如电池回收等。 现在各个厂家的动力电池规格和电压都不同。 如何逐步使用它们? 尽管电池技术已经取得了长足的进步,但能量密度仍然太低。 要真正替代燃油汽车,电池能量密度需要提高5倍。

:从全社会能源供应体系来看,纯电动汽车并不能真正实现碳中和。 汽车行业最终靠什么来实现碳中和?

吴健:混合动力、插电式混合动力等技术手段,以及常规动力的减排,都是碳排放达峰的手段。 要真正实现碳中和,必须依靠氢。 但FCV(氢燃料电池汽车)并不是的出路。 氢本身只是一种能量态,这意味着它可能是氢、甲醇或氨。

因此,我不想称其为氢能,而更愿意称其为柔性燃料。 无论是氢、氨、甲醇,其实都是一种能源的中间形式,利用各种清洁能源——比如水能、风能、太阳能——制氢,或者氨、甲醇,这样才能真正实现碳中和。取得成就。

氢气可以解决脱碳问题,氨和甲醇更容易储存和运输。 当氢气转化为氨或甲醇时,车内就不需要这么大的储罐了。

: 但还是有问题吗? 丰田第二代Mirai已经可以用5.6公斤氢气行驶850公里,而且仍处于WLTC工况。

吴健:是一个组合的解决方案,包括很多低阻技术、轻量化技术等。但是三个储氢罐的总体积还是很大的,而且也很贵。 燃料电池解决方案本身仍然存在许多局限性。 它不仅价格昂贵,而且使用寿命有限。 电堆的寿命只有5000小时左右。 还要求氢气纯度高,杂质少,质子交换膜很快就会堵塞。 相对而言,我们研发的氢内燃机吃粗粮,不需要高纯度氢气,寿命至少有50万公里,成本也低很多(比氢燃料电池)。

宝马早在2006年就推出了搭载氢发动机的“氢7系”。

问:宝马早在2006年就推出了款搭载氢内燃机的“氢7系”。但为何氢燃料电池最终击败氢内燃机,成为行业主流氢技术路线?

吴健:这只是一个阶段。 宝马之前研发氢内燃机时也存在时机问题。 当时如果想研发氢发动机,到哪里去找相应的配套技术呢? 比如氢电喷射的技术,当时根本不成熟,或者说几乎不存在,但现在由于之前,我们采用的是CNG和LPG喷射,特别是缸内喷射。 这些技术经过十几二十年的发展已经非常成熟。 (对于氢内燃机)只需更换气体即可。

:氢发动机肯定有自己的缺点吧?

吴健:缺点是效率比较低。 氢燃料电池的效率,比如丰田目前可以做到60%以上,我们氢内燃机的效率在40%左右。

:氢内燃机的热效率实际上与汽油机相似。 40% 非常高了。 听说可以达到44%?

吴健:我们的汽油机热效率预计达到48%,所以氢发动机达到44%肯定是可以实现的,但和燃料电池60%的效率还是的。

:40% 与 60%。 假设不考虑其他因素,一个百公里耗氢0.7公斤,另一个百公里耗氢1.05公斤。 如果未来氢气便宜的话,问题就不大了。

吴健:所以我们不能说这两条技术路线哪一条一定会赢。

当年坚持氢内燃机的宝马现在也推出了自己的FCV,而一直坚持FCV的丰田也推出了自己的氢内燃机(见图)。 因此,氢内燃机和燃料电池可能不是相互排斥而是互补的。 路线。

:燃料电池还有一个优点,因为是电力驱动,所以功率输出更加线性,响应也更好。

吴健:其实所有燃料电池汽车都是氢电混合动力。 每辆燃料电池汽车都配有锂离子电池组。 未来我们不会用氢发动机直接驱动车辆。 相反,我们将它们与电力驱动结合起来,可以用作增强车辆。 程,你也可以做混合动力。 当时,宝马氢内燃机解决方案的问题在于它没有结合电力驱动。 它用自己的缺点去跟别人的长处比较,肯定是比不了的——续航时间没有FCV长,行驶也没有FCV顺畅。 但如果我加一块电池,做成插电式混合动力车,我的续航可以轻松跑500到600英里,而且成本比FCV低很多。 所以我想说,很难说哪一种才是最终的解决方案。

:与氢燃料电池相比,氢内燃机的成本最终能低多少?

吴健:本质上是内燃机,所以综合成本当然低! 比如我们点火的氢发动机,是在我们第四代内燃机平台上研发成功的,使用的是普通工业气瓶。 多么容易啊! 何必这么高压,那各种认证和标准就省了!

:那为什么广汽同时也做FCV呢?

吴健:(广汽FCV的商业化)我估计不会太快,因为我们现在的FCV还是集成开发,电堆是外购的。 当然,整个系统的集成设计和控制都是我们自己完成的。 氢内燃机则不同。 它是我们自主开发的。 整套东西都是我们自己做的。 无论是开发还是后续应用,基础都非常好。

:无论是燃料电池还是氢内燃机,都受到加氢站数量的限制。 到2030年,广州计划建设100座以上加氢站。 那样的话,广州境内的加氢、加油就基本一样方便了。 ,每个人都可以买一辆氢化汽车。

吴健:当然!

后记:

我次采访吴健是在2017年,当时他是广汽研究院常务副院长、动力总成技术研发中心主任。 他说的这句话我一直印象很深,大意是“政策制定只要有一个目标就够了,不要说得那么具体,甚至指定走的技术路线。我们是工程师,我们总是有技术手段来解决它并实现这一目标。”

无论职位如何变化,吴健深深的自我认同仍然是一名工程师,“寻找成本更低的解决方案”是大多数工程师的思维方式。

这是吴健最感人的事情。 如果大家都能这样思考问题,很多事情就会简单很多。 一旦事情变得简单,世界就会变得更加美好。

希望这个世界变得简单而美好!

链接:现在不重视内燃机的人,将来会死得很惨吗?

文字| 青竹

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