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在目標(biāo)年份為2030年及此后的政策推動下，零排放商用車的市場需求強勁且不斷增長。根據(jù)麥肯錫最近的報告顯示，減排必須集中在重型車輛上才能真正見效。作為零排放車輛技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)者，巴拉德正致力于商用卡車氫燃料電池解決方案的開發(fā)和完善。

本文提供了巴拉德為長途卡車設(shè)計的概念引擎的預(yù)覽，這是我們與汽車行業(yè)一級供應(yīng)商和技術(shù)先驅(qū)馬勒集團合作開發(fā)的。

馬勒工程師與巴拉德FCmove?-XD FC引擎

電池與燃料電池動力系統(tǒng)：效率、可擴展性和實用性的比較

傳統(tǒng)的電池傳動系統(tǒng)看上去似乎比氫燃料電池具有更高的能源效率，但是為了更好和更真實的比較，應(yīng)該考慮包括燃料來源、燃料補充、動力、里程和總擁有成本（TCO）等更為全面的因素。比如考慮到可再生能源的來源以及負(fù)荷因素，其中包括由于需求或電網(wǎng)吞吐量不足而出現(xiàn)的棄用。如果將這些損失的可再生能源用于生產(chǎn)可再生氫氣，那么系統(tǒng)產(chǎn)出將高于任何只使用單一技術(shù)產(chǎn)能的方案。

當(dāng)重型車輛車隊依賴當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)充電時，隨著充電站數(shù)量的增加，電網(wǎng)的可靠性會受到影響嗎？加強整個電網(wǎng)的成本又是多少？

綠色氫氣是可再生能源理想的載體和儲存方式，也是重型運輸?shù)牡吞既剂?。它將與充電網(wǎng)提供的能源互為補充，以滿足日益增長的零排放汽車需求。

一方面，由電池驅(qū)動的電動汽車的行駛里程可能會受到限制，尤其是在面對重型載荷、陡峭山丘和極端溫度的工況時。另外，電動汽車充電時間較長，電動卡車需要調(diào)整行駛和交付時間表以適應(yīng)充電需求，同時必須為充電站提供足夠的空間，以便同時為多輛重型卡車充電。另一方面，燃料電池汽車在高溫和低溫條件下，在整個工作循環(huán)中都具有更長的里程和更穩(wěn)定的占空比功率。它們只需要幾分鐘就可以在空間緊湊的加氫站內(nèi)完成燃料補充。

在零排放車隊中，電池動力和燃料電池動力將各自發(fā)揮作用，共同努力實現(xiàn)更快、更全面、更經(jīng)濟的凈零排放過渡。

巴拉德的重型車載應(yīng)用戰(zhàn)略

物流行業(yè)對能保障其正常運營的零排放車輛有強勁的需求。雖然部分制造商正在進行項目開發(fā)，以應(yīng)對零排放重型動力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)，但暫時沒有某家制造商成功推出完全商業(yè)化的產(chǎn)品。

目前，巴拉德正積極致力于重型車載應(yīng)用解決方案的研究，主要通過以下三大方面展開：

1.投資研發(fā)，提高產(chǎn)品性能，降低生命周期成本。

2.與行業(yè)領(lǐng)袖如馬勒等開展合作，實現(xiàn)燃料電池發(fā)動機的工業(yè)化。

3.通過收購Arcola Energy（現(xiàn)為Ballard Motive Solutions），以及投資電池公司Forsee Power，我們正在加速動力系統(tǒng)優(yōu)化，并支持新的燃料電池汽車平臺開發(fā)。

馬勒工程師正在為巴拉德燃料電池引擎的下一階段做準(zhǔn)備（馬勒提供）

與MAHLE合作開發(fā)新概念引擎

針對中型卡車和客車市場，我們在2021年9月推出了FCmove-HD+ (100kw)發(fā)動機。為了專門解決重型和長途卡車的需求，我們與MAHLE合作開發(fā)未來產(chǎn)品平臺，輸出功率可由180kW拓展到360kW。結(jié)合我們的專業(yè)知識和經(jīng)驗，我們計劃使燃料電池在十年內(nèi)成為重型卡車的最低成本解決方案。巴拉德向位于斯圖加特的馬勒團隊交付了用于概念發(fā)動機的120千瓦燃料電池模組，意味著該合作項目完成的第一個里程碑式成就。

緊湊、高能量密度的燃料電池模組和集成式發(fā)動機

由于長途重型卡車的發(fā)動機空間通常有限，為了最大限度地提高貨運能力，我們開發(fā)了一款緊湊、高能量密度的電堆和集成式發(fā)動機。該概念模塊中使用的FCgen?-HPS燃料電池電堆是基于早期的乘用車設(shè)計，其特點是在有限的空間內(nèi)具有高功率密度。

該概念模組是基于我們多年來超過1億公里的公共汽車和卡車動力系統(tǒng)運行經(jīng)驗而研發(fā)。我們的燃料電池在車輛運行中壽命已超過30000小時，充分證明了巴拉德的碳雙極板和專為重載車型應(yīng)用而設(shè)計的膜電極產(chǎn)品設(shè)計的耐久性。

馬勒現(xiàn)在將對核心概念引擎進行測試，并將其與組件集成，包括BOP組件、熱管理和電力電子以及系統(tǒng)組裝。巴拉德和馬勒的合作項目是一個長期的開發(fā)項目，我們的團隊將繼續(xù)完善產(chǎn)品，以滿足卡車行業(yè)對質(zhì)量和性能的預(yù)期需求。

馬勒工程師正在運輸該概念引擎

概念引擎：專為重型車輛設(shè)計

大功率重載：120kW模組作為基礎(chǔ)疊堆模組，可拓展提供240kW功率輸出，以滿足重型8級、長途貨運卡車和客車的需求，這些卡車和長途客車比公交或短程運輸車輛需要更大的功率和更長的行程。

更容易維護以降低總體擁有成本：該模組設(shè)計的特點是減輕的重量、更少的部件和更緊湊的設(shè)計。“開放式引擎概念設(shè)計”是一個關(guān)鍵的新特色，它提供了更好的部件和子系統(tǒng)，更便于維護，最終降低總生命周期成本。

堅固可靠的設(shè)計：對于交付重要貨物的長途卡車，堅固可靠的設(shè)計是至關(guān)重要的，而該概念引擎零部件數(shù)量減少和簡化的集成設(shè)計是確保長期可靠性能的關(guān)鍵因素。

可信賴的耐用性：該概念引擎基于經(jīng)過現(xiàn)場驗證的技術(shù)和設(shè)計，以及我們在重載運輸方面的豐富經(jīng)驗。

燃油經(jīng)濟性：燃油成本是8級卡車總成本(TCO)的主要組成部分。燃油效率同時也是可控散熱系統(tǒng)的關(guān)鍵。

冷啟動能力：即使是在隆冬最惡劣的山路上，燃料電池驅(qū)動的商用卡車也可以啟動并運送貨物。

零排放卡車運輸?shù)南乱徊绞鞘裁矗?/strong>

在整個行業(yè)中，向零排放動力系統(tǒng)的過渡正以前所未有的速度進行。巴拉德為這些引領(lǐng)重型卡車轉(zhuǎn)向氫燃料電池動力的客戶提供服務(wù)。專家預(yù)測在十年內(nèi)，該行業(yè)的轉(zhuǎn)型將順利進行。

當(dāng)我們專注于燃料電池發(fā)動機和動力總成集成時，整個行業(yè)也正在降低燃料成本和改善氫基礎(chǔ)設(shè)施方面并不斷取得進展，這將大幅降低總擁有成本，并有助于加快應(yīng)用。

我們致力于產(chǎn)品的領(lǐng)先水平，并根據(jù)客戶需求定制燃料電池解決方案。我們與馬勒的合作將充分結(jié)合馬勒在汽車價值鏈中的優(yōu)勢與我們在氫燃料電池技術(shù)和產(chǎn)品方面的領(lǐng)先地位，合作前景十分樂觀。