动力源:氢能源+充电桩+储能+光伏+燃料电池

动力源:氢能源+充电桩+储能+光伏+燃料电池,第1张

公司是一家主要从事直流电源、交流电源和集中监控系统等系列产品的研制、生产和销售及相关服务的公司。公司的主要产品有直流电源、交流电源等、监控系统、高压变频器。报告期内,公司持续被评为中国电源学会常务理事单位。在新能源 汽车 领域,公司集中优势资源开拓 汽车 领域的核心零部件相关产品,在电驱动系统、车载电源、氢燃料电池DC/DC变换器以及充电桩等方面已形成核心技术优势,可为客户实现全覆盖式新能源 汽车 产品解决方案。公司作为国内电源行业的主流企业,凭借在电源技术领域内的多年积累,成功开发了氢燃料电池DC/DC变换器、纯电动物流车电机驱动系统以及乘用车车载充电机等产品并成功配套,且与该领域内的主流车企建立了战略合作。公司多年来一致致力于充电产品的研发与制造,在交流充电桩、直流充电桩、充电模块、充电桩主控系统、充电桩运营管理平台方面具有核心技术优势。我公司在充电桩业务方面,已经构建起很强的能力。产品有4款14个型号充电桩产品通过第三方认证并已经上市销售,充电产品在包含但不限于公交、通勤、物流、出租、工程机械、地产等各类客户多种场景得到了充分验证并得到了客户一致好评,并可为客户提供整体解决方案。公司成功开发的功率优化器获得美国客户大力支持,该产品若成功投放到国际市场,将会给公司带来亿元级销售规模,带动公司光伏逆变器的销售,改变公司在光伏行业的市场地位。公司主营业务为电力电子技术及其相关产品的研发、制造、销售和相关服务等,主要产品和服务有直流电源、交流电源、以高压变频器为核心的综合节能业务、二次电池、基于IT技术的动力环境监控系统等。公司自主研发生产了电动车充电站设备暨充电柜、充电桩和充电监控系统、动力电池及储能电池管理系统等系列产品。 公司在氢燃料电池领域掌握升压DCDC和高速空压机控制器两项核心技术,是国内具备隔离型和非隔离升压DCDC技术的行业头部公司之一,产品性能均属于国内领先。 公司应急电源和储能等产品能广泛应用于轨道交通、石油化工和公民建筑,模块化PCS从户用的储能、工商业的削峰填谷以及电网侧的调峰调频,可适用几千瓦到几兆瓦的各种应用场景。公司在河北省雄安新区设立全资子公司: 雄安动力源 科技 有限公司。三大运营商和华为公司是我公司的重要客户。我公司的5G智能电源系统,实现通信电源、智能控制、物联网和大数据的结合,为5G主设备提供更可靠、更高效、更方便的供电系统。公司在氢能领域一直以来积极布局,致力于氢能产业链中电源产品的开发与运用,在制氢、氢发电、氢燃料电池等领域有核心产品。公司主要覆盖数据中心电源业务,数据中心产品继续围绕高效率、智能化和集成化这一发展方向,深挖行业客户需求,抓住“新基建”这一巨大市场机会,不断提高公司市场占有率。公司先后中标上海有则临港数据中心、上海悦科数据中心、重庆泰和数据中心、清远/仪征 T-block 数据中心等腾讯项目,通过与集成商合作成功中标曙光超级计算机项目,并顺利完成供货及交付。公司数据中心电源业务和阿里巴巴、腾讯的数据中心有合作。
风险提示:股市有风险,入市需谨慎!

对于博世而言,中国是充满机遇和活力的市场。未来,博世将继续拥抱变化,赋能新能源产业发展。
博世将全力加速燃料电池和商用车电气化产品在中国的产业化进程,以绿色低碳和可持续发展为突破口,引领传统汽车动力总成的创新转型,推动产业结构的优化升级,助力中国汽车行业拥抱汽车新时代。

——博世动力总成中国区总裁王伟良

博世动力总成中国区总裁王伟良

4月19日,博世动力总成中国携包括190千瓦氢动力模块在内的多款全新技术首度亮相上海国际车展。

博世动力总成始终秉持“根植本土,服务本土”的信念,助推中国汽车行业进入新阶段。

博世动力总成

在汽车电动化时代到来之际,愈来愈多的新能源车企选择自家生产相应电池规格的底盘,行业的竞争力愈发激烈。以打造底盘控制器著称的博世则是选择了一条全新的道路——积极投身于氢燃料电池相关技术的开发。

氢能作为我国新兴产业和未来产业主要发展方向,其相关技术的研发与推进都是迫在眉睫。2022年氢燃料电池商用车销量达到了4782辆,同比增长155%。

2020-2022年氢燃料电池商用车销量

氢燃料电池能够有效地解决纯电重卡在续航里程短、低温下性能衰退、充电时间长等问题,这也就很好地解释了“为何氢燃料电池商用车市场存在巨大潜力”

在此次上海车展期间,博世带来的190千瓦氢动力模块,这是继75千瓦和134千瓦之后推出的一款全新的氢动力模块。

190千瓦氢动力模块的额定输出功率高达190千瓦,可为49吨重型卡车带来高效率的动力性能体验。

190千瓦氢动力模块

博世表明,目前正在全力研发下一款250千瓦氢动力模块,致力于研发出更高性能的氢燃料电池。

此外,博世推出了创新电驱方案,致力于推动市场商用车电动化趋势。其在上海车展展示了同轴油冷电机和多合一控制单元核心技术,具有大扭矩、高效率、轻量化、高可靠性等特点。

博世电机和多合一控制单元

去年,博世的扁线油冷电机和多合一控制单元为江铃E路达提供了全地形满载运输的工况性能。江铃E路达在去年的新能源物流车挑战赛中获得“全能大满贯”,刷新了新能源轻卡的行业标准。

同轴油冷电机

江铃E路达也有现身于此次的上海车展,想去看的小伙伴现在去指不定还能赶上末班车哦。

江铃E路达

作为行业的领导者,博世多次发起传统内燃机的变革创新且积极开发清洁代用燃料产品。在清洁代用燃料的应用上,博世上市的天然气产品如大流量喷嘴、气轨以及节气门等,市场表现非常优异。

除此之外,博世氢气内燃机的项目也在火速进行中。博世表明,未来十年,博世将会集中业务能力于清洁代用燃料的开发方面,尽可能赋予新能源卡车更多的动力系统选择。

博世提供多种燃料动力总成解决方案

在研发氢燃料电池、助推商用车电动化、引领传统汽车零部件转型等方面,可谓少不了博世的身影。让我们一同期待未来博世更高性能的产品技术与我们见面吧!

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150年前法国科幻作家凡尔纳曾预言,有朝一日人类将出现以氢为动力能源的燃料电池汽车。氢是宇宙中最丰富的元素,它在燃料电池中与氧发生化学反应,产生电能驱动汽车,氢在燃烧时排放的尾气基本是新鲜的蒸汽。如今,这些预言已变成现实。

法国科幻作家凡尔纳汽车工业不只是拉动国民经济发展的支柱产业,同时也是高消耗、高排放导致环境污染的重点,尤其是排放的二氧化碳造成温室效应。如果目前气候改变不加遏制,后果不堪设想。随着全球气候变暖及石油资源逐渐枯竭,生产更环保、更省油的新能源汽车成为未来汽车工业发展的新趋势,清洁能源时代将是继亨利·福特的流水线生产和丰田喜一郎的精益生产模式之后世界汽车的第三次革命。

氢能汽车是以氢为主要能量的汽车。一般的内燃机通常注入柴油或汽油,氢汽车则改为使用气体氢。燃料电池和电动机会取代一般的引擎,氢燃料电池的原理是把氢输入燃料电池中,氢原子的电子被质子交换膜阻隔,通过外电路从负极传导到正极,成为电能驱动电动机;质子却可以通过质子交换膜与氧化合为纯净的水雾排出,从而有效减少了其他燃油的汽车造成的空气污染问题。从另一方面来说我们还面临着最大的能源问题,近年来,国际上以氢为燃料的“燃料电池发动机”技术取得重大突破,而“燃料电池汽车”已成为推动“氢经济”的发动机。

近年燃料电池汽车的研发规模之大和长安氢程vs比亚迪E6氢能汽车商业化步伐之快确是有目共睹的,世界上主要汽车制造厂家及燃料电池公司几乎全部卷入这场竞争中,迅速的发展和激烈的竞争,为世人瞩目。在1965年,外国的科学家们就已设计出了能在马路上行驶的氢能汽车。我国也在1980年成功地造出了第一辆氢能汽车,可乘坐12人,储存氢材料90公斤。开发新能源汽车不仅是国际汽车大公司的企业行为,更是列入发达国家重要决策事项,形成国家、产业、科研和大学联合创新系统。在长期汽车新能源的研究开发中,对汽车新动力的发展趋势达成了共识:近期目标是开发传统内燃机新技术和替代燃料汽车;中期目标是研制混合动力汽车大幅度降低油耗和排放;远期目标是研制实用的电动汽车和燃料电池汽车,以资源极为丰富且完全没有污染的氢动力燃料电池为动力重新定义汽车。目前,在美国、日本、欧洲等发达国家和地区燃料电池汽车技术已经兴起,并开拓了这种汽车的广阔消费市场。但从燃料电池汽车的本质而言,发展中国家和地区对此也有强劲的需求,例如我国,就是推广应用燃料电池汽车比较理想的场所之一。

2004年5月,北京凯宾斯基饭店门前的小展厅,停放着一辆银色家用轿车,车的左侧车厢和风挡被摘掉,甲板是透明的,从外面望去,车内与一般4座家用轿车无异。透过甲板,可以看到两个比煤气罐略小的,用来装氢燃料的罐子。这两个罐子是用来装氢燃料的。罐子前方贴着一个像小案板一样的片状物,这是一个将氢转换为电的设备。这是戴姆勒—克莱斯勒公司生产的燃料电动汽车,它最大的优点是排放物仅仅是水,没有任何污染。这种汽车将成为人们未来的主要交通工具。

凡尔纳曾说过:“水是未来的煤。明天的能源是水经电流分解后获得的产物。水分解后释放出的元素,氧和氢,将长期地保障地球的能源供应。”今天,凡尔纳的科学预言已经有望成真,人类大规模地用水制氢的日子已日益接近了。用水提炼出的氢,将会成为人类提供无穷无尽的能源。

加氢站现代能源专家们把地球上现有的“二次能源”分为“过程性能源”和“含能体能源”两大类。当今应用最广泛的“过程性能源”是电能,应用最广泛的“含能体能源”是汽油和柴油。而电能无法直接储存,因此,像汽车、轮船、飞机等机动性强的耗能动力设备就无法直接使用,从而只能继续耗费汽油、柴油等能源。虽然蓄电池能够储能,但它也是间接的储能设备,而且尚不是以成为主要能源。人们急需一种含能体能源。在竭力寻索中,终于发现了氢,这个肉眼看不见的宠儿可以充当这个角色,科学家们甚至预言,氢能将要成为21世纪替代矿物燃料的理想能源。

我们都知道,机动车燃烧汽油、柴油必须要有加油站,汽车自身储存的燃料是很有限的,必须依靠外在的补充。试着想象一下,假如你驾驶着一辆以氢气作为动力的燃料电池汽车,兴冲冲地行驶在高速公路上,突然没了氢气,可是在方圆几十千米之内没有一家有氢气的加油站,将会是一件多么糟糕的事情。由此可见,氢能汽车加氢站作为氢能汽车推广的配套设施,不但是氢能汽车出现和发展的产物,而且还直接制约着氢能汽车的发展。我们都知道,作为汽车企业,生产氢能汽车的目的最终就是为了实现销售,卖到用户手中。因此,加氢站是决定氢能汽车能不能最终销售出去的一个重要因素。

实际上,很多研制氢能汽车的企业,早就意识到建立氢能汽车加氢站的重要性,目前全球已经建成130多座加氢站。

2003年4月,壳牌石油公司在冰岛雷克雅未克开设了世界第一个加氢站,携带氢燃料的公共汽车开始走遍冰岛的各个地方。日本经济、贸易及工业部发起了一个名为“日本氢能及燃料电池示范计划”的项目,该项目的氢气供应商在东京建了一个液氢加氢站,并从2003年开始运行的两年时间内为超过2000辆汽车补加过氢燃料,这使得它成为东半球使用最频繁的加氢站。近年来,德国宝马公司生产了6辆燃氢汽车,这些汽车已经投入运行。宝马公司为此建立了低温燃料加注站,克服了燃氢汽车大量投入市场的最大障碍。这座加氢站让机器人为燃氢汽车自动加注超低温的液态氢。

地面加氢站用移动式储氢罐随后,通用汽车与壳牌氢能源公司在美国首都华盛顿建立了一座加氢加油站,为普通汽车提供加油服务的同时,也为燃料电池汽车加氢。这座加氢站的加氢设施与普通加油站内的设施没有太大区别,加氢过程与一般汽油车加油类似。加氢站面积比一般加油站大,由氢气分离厂和加气台两部分组成。在氢气分离厂内,有一座氢气分离罐。工作人员向罐内输入足够的水之后,接通电源,水在电力的作用分离成氢气和氧气。通过管道将分离出的氧气释放到空中,氢气被收集在密封的压力罐内加压、储存,再通过高压管道为氢汽车加氢。氢是易燃物,所以人们首先会想到加氢站和氢汽车的安全性。科研人员成功地解决了管道压力问题,顾客加氢时非常安全。

“氢公路项目”是目前正在建设的加氢站项目。该项目的具体内容是在加拿大温哥华到2010年冬奥会主办城市威斯勒的120千米公路上建立5个燃料电池汽车的加氢站,并生产出必要数量的燃料电池汽车,由氢燃料电池汽车承担2010年冬奥会期间机场与主办城市之间的人员运输任务。“氢公路项目”的实施将是加拿大能源史上的里程碑。此外,正在酝酿中的计划还有“氢能走廊”,即在温莎与蒙特利尔之间的900千米高速路设置加氢站。

我国第一座为氢燃料电池汽车示范项目提供燃料加注服务的大型加氢站,由北京清能华通科技发展有限公司和BP公司合作建设,位于北京中关村科技园区永丰高新技术产业基地的新能源示范园内,该加氢站占地面积4000平方米,包括多种制氢、供氢装置,于2006年6月29日投入运营,并可为4辆公共大巴每天加注25公斤氢。

目前已建成的加氢站只是暂时满足了氢能汽车加氢需求。但远远不能满足氢能汽车增长的需求。另外,设立加氢站还要各国的具体情况相适应,比如在冰岛,16个加氢站就可以满足全国的需要。在美国,却需要1440个加氢站才能满足全国的氢燃料需求。

设立加氢站要与氢能汽车发展的规模和速度相适应,既不能超前,也不能落后,并且要努力探索储氢技术,这样才能促进氢能汽车的普及应用。严格来说,目前的加氢站还处在实验阶段,还需要相当长的时间才能使它像加油站那样普及。

丰田之前展示了自家的第一款量产氢动力车型Mirai。如果有关注丰田的朋友对于这款车型应该不陌生,在过往的其它大型车展上,都有展出过相关的FCV概念车。作为全球第一款量产的氢燃料电池车,丰田Mirai有着不少令人啧啧称奇的技术,就好像第一次接触丰田的混合动力一样,充满惊喜。

氢能源车存在的意义和电动车一样,是解决排放问题的终极方案。在全球日益倡导低碳环保的主旋律下,氢动力车型拥有纯电动车的零油耗、零排放、低噪音等优势,其核心部分是燃料电池。我们可以将Mirai理解成一辆用电驱动的车型,只不过它采用了燃料电池代替了厚重且充电效率低的锂离子电池。氢燃料电池车是通过利用氢气跟氧气化学反应过程中的电荷转移来形成电流,使电动机运作,从而驱动车辆行驶。
就核心结构部件方面,Mirai明显比油电混合、纯电动车都要复杂,整套动力系统以燃料电池堆栈为核心,没有传统的汽油发动机、变速器、油箱以及大面积锂离子电池。发动机舱内部是电动机和电动机的控制单元,车身后桥部分放置了一个镍氢动力电池组和前后两个高压储氢罐,在Mirai身上无需考虑加油或者充电的问题,驱动唯一消耗的“燃料”只有氢气。
常温下氢气是气体,密度非常低、难以液化且极易燃烧。因此,如何安全地储存氢气,成为氢动力车辆的首要考虑因素。丰田Mirai于车身后桥位置安装了一大一小的两个高压储氢罐,并且设计成椭圆胶囊式的外形,采用三层不同的材质。
高压储氢罐的罐体内部衬有塑料密封内胆,其外面包裹一层碳纤维强化塑料抗压层,抗压层外侧再有一层玻璃纤维材料的减震保护层。每一层的纤维纹路都根据所处罐身位置不同而做了额外优化,使纤维顺着压力分布的方向,提升保护层效果。两个储氢罐一共的容量是1224升(前储罐60升,后储罐624升),采用700个大气压储存,最多能容纳约5公斤的氢气。
不过,要使燃料电池堆栈能够正常反应发电,还得需要氧气的加入,这里只需要将空气带入即可达到效果。前进气格栅会构成一条通道,空气由此进入燃料电池堆栈后,氢气会与空气中的氧结合反应产生电流,整个过程最后得出的唯一“废物”是纯净水。
当车辆启动时,燃料电池堆栈产生的电流除了供给电动机进行车辆驱动外,还有部分会储存到位于后轴上方的镍氢动力电池上。这块16千瓦时的电池与凯美瑞混合动力所搭载的完全相同,起动力和储能作用。在整车负载低时,可以单独用它供电带动车辆前进。如果车辆有更大的动力需求,电动机和镍氢动力电池通过双重供电来满足。车辆在减速和制动时,电动机的回收动能会为镍氢电池组“充电”。
在撇开加氢站点少的外在因素,氢燃料的填充速度远比电动车的充电速度快。就拿Mirai来说,充满氢燃料的时间仅需3分钟,就能行驶大概650km;与之相比的特斯拉Model S充满电后的续航里程大概为500km,但充电时间最快也要差不多5个小时。

通过这么讲解,相信大家或多或少都对丰田这款氢动力车型的运作原理有一定了解。如果单从能效和环保方面看,氢动力就算不能取代电动车的地位,也应该要平分天下,显然事实并非如此。如今阻碍氢动力车普及的最大门槛是成本问题,在这里也不得不惊叹一下丰田的成本压缩手段。2008年时,概念FCV上的车用燃料电池成本就去到100万美元,到现在量产销售的Mirai却能降到5万美元,降幅高达95%。从扬言到实现,前后用了不到一年的时间,难怪被网友称之为“黑 科技 ”。
事实上氢动力已经不是什么新概念的玩儿,早年很多厂家都曾做过相关研发,有些是往燃料内燃机方向发展,不过最终第一个敢走向量产的是丰田,其余的都还困在整车造价成本问题上。不过可以看到,国际上对于氢燃料电池的态度是相当积极。英国对加氢站建设和加氢站运营成本会补贴一半;德国、日本打算建造1000座加氢站;美国加州打算实现2015年1万辆氢动力 汽车 。另外,各大厂商采用联盟合作模式,目前比较有代表性的组合有:本田-通用、丰田-宝马、日产-福特-戴姆勒,其目的也是为了加快推动氢燃料电池的普及。
在这个名单中我们也看到了一些国内本土品牌,顺带提及一下,国家其实对氢燃料电池技术格外关注。在2013年,国务院发布了相关政策,希望厂家能和各大科研机构共同联合研发,形成具有自主知识产权的燃料电池乘用车和商用车动力系统技术平台。当时上汽作出的回应规划是2015年将实现燃料电池 汽车 产业化,并在北京、上海、大连等试点城市上市销售,计划生产量为1000辆,整车成本降至50万以内。
可惜这些看似雄心勃勃的计划,最终还是敌不过现实的残酷。就现阶段而言,本土品牌的核心技术水平以及相关经验累积还是相当欠缺,主要集中表现在产品的可靠性和寿命等方面。但这个局面或者将会改善,皆因丰田开放了关于燃料电池的5000多项专利,目的是为了将技术全球化,从而加速各国加氢站的建设。
不过丰田似乎没有把中国视为氢动力车型的重点投放市场,分析原因可能是氢动力车型的产能本身就不高,面对供不应求的市场,会更优先考虑政策支持力度大、对该技术由心热衷的国家或地区。虽然中国政府下达了政策促进燃料电池的发展,但实际扶持动作并不多,无论是企业还是消费者,都只能抱着“观望”的态度面对,最终也耽误了时间。
最后还是要建议本土车企认真对待丰田开放专利这一个契机,因为这已经不像当年混合动力那样实行专利封锁,通过借鉴成熟的技术,有利于将产品的水平进一步提升。加上向来的国家补贴更倾斜本土品牌车企,谁的产品质量可靠,谁就越得民心。


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