长城汽车发布氢能战略:研发团队超400人,今年将推燃料电池SUV

车东西(公众号:chedongxi)
作者 |  六毛
编辑 |  晓寒

车东西3月29日消息,今天下午,国内三大民营车企之一的长城汽车,正式发布了自己的氢能战略。长城汽车在商用车和乘用车上同时发力,与此同时确立了以中国为起点、技术产品进而辐射全球的全球化发展战略。

按照规划,长城汽车将在今年推出首款C级氢燃料电池SUV,并落地首个100辆49吨氢能重卡应用项目。2022年,在冬奥会期间推出首支乘用车服务车队,与此同时推进氢燃料电池乘用车、商用车、船舶、有轨、固定式发电等清洁应用项目群。

2023年,实现核心动力部件推广数量在国内居于领先水平的目标。2025年,实现氢能核心零部件销量在全球氢能市场中跻身前三名的目标。

长城汽车发布氢能战略:研发团队超400人,今年将推燃料电池SUV

▲发布会现场

长城汽车氢能战略的重要技术支撑——“氢柠技术”也在今天的发布会上首次公开亮相。“氢柠技术”的核心竞争力被概括为:一整套车规级研发体系,氢电平台(HE)、电堆平台(HS)、储氢平台(HP)共同构成的三大技术平台,以及由此形成的五大产品优势。

 一、长城发布全新氢动力系统 今年将推燃料电池SUV

下午3点,长城汽车在河北保定的哈弗技术中心举行了一场颇为盛大的氢能战略全球发布会。长城汽车副总裁穆峰,长城控股未势能源的董事长张天羽、总裁陈雪松先后登台,阐述了长城汽车在氢能业务上的布局和未来愿景。长城汽车董事长魏建军也亲自出席了这次发布会,为集团的氢能业务站台。

首先,为实现“构建永续美好的氢能社会”的目标,长城汽车结合自身发展,提出了三段式发展进程规划:

2021年至2025年,开启氢时代、聚焦氢示范。这一阶段,长城的氢能业务正处于从技术研发向产业化、市场化发展的关键时期。长城汽车将着力加强商业模式创新、培育健全产业链、加大自主研发以及资本投入。

2025年至2035年,发展氢经济、开放氢生态。该阶段,长城汽车希望能够与能源部门加强合作,以支持全领域能源应用脱碳。交通方面,长城计划推动全球公共交通服务领域加大燃料电池汽车应用,与此同时进一步研究和推广船用、航空、移动机械燃料电池系统。

2035年至2050年,努力达成建成氢社会、贡献碳中和的目标。长城汽车判断,到2050年,能源的生产、使用和运输之间的界限越来越模糊。在这个阶段,氢燃料和发电系统开始推广应用,同时传统基础设施开始加氢、减碳、脱碳,氢能经济基本取代了传统化石能源经济。长城汽车将成为氢能生产、储存和综合利用的生态运营商。

在基础上,以五年为期,长城汽车的具体目标是在2021年,推出全球首款C级氢燃料电池SUV,并在雄安新区落地全球首个100辆49吨燃料电池重卡应用项目。2022年,除了会在冬奥会期间展示燃料电池乘用车服务车队,长城汽车还计划进一步拓展应用场景,并行燃料电池多种清洁应用项目群。

2023年,目标是实现核心动力系统零部件推广数量在国内达到领先地位,同时以中国为基础,将具有市场竞争力的产品推向全球市场。2025年,目标是氢能核心零部件销量在全球氢能市场中跻身前三名。

整体而言,长城汽车的氢能战略可概括为两个方面,一个是覆盖“制、储、运、加、应用”,打造国际级一体化供应链生态。一个是基于氢柠技术,打造和推出车规级“氢动力系统”全场景应用解决方案。

与此同时, 长城汽车也计划以中国为起点、实现技术产品辐射全球。产品上,商用车和乘用车并举。具体路径上则是通过场景探索,来带动技术和产业的向前发展。

目前,长城汽车已在团队、研发中心、产业链核心技术布局和技术储备几个方面,为氢能战略落地做好了准备。

研发层面,长城汽车在氢能业务上已组建起430余人的国际研发团队,其中外籍专家50多人,硕博比例占比50%以上。搭建了“四国五地”的全球化研发体系,包括加拿大温哥华的燃料电池堆研发中心、德国慕尼黑的储能技术开发中心、中国河北保定的研发及实验中心、中国上海的燃料电池动力系统研发中心、日本横滨的先进材料研发中心共五大研发中心。

产业链核心技术布局层面,长城汽车在上游制氢、中游储氢和下游的核心产品几个方面已经落棋。长城的氢能核心动力系统零部件,将在未来两年内全面供应公交/大巴+重卡/物流+乘用车三大应用平台,开展全面的推广应用。

长城汽车发布氢能战略:研发团队超400人,今年将推燃料电池SUV

▲氢能战略发布会现场

截至目前,未势能源已参与到北京、上海、河北、河南国内四大燃料电池示范城市群的申报工作当中,其先期规划的燃料电池推广数量达到了数千台以上,涵盖乘用车、商用车、重卡、公交、船舶等多种应用类型。

长城汽车氢能战略的重要技术支撑——氢动力解决方案“氢柠技术”也在本次发布会上第一次公开亮相。“氢柠技术”的核心竞争力被概括为:一整套车规级研发体系、三大技术平台,以及由此带来的产品的五大优势。

借助于车规级研发体系,长城汽车可以根据整车需求,快速定义、分解和设计燃料电池发动机系统、零部件以及材料,然后再根据试制试验对材料、零部件、子系统和系统的设计与工艺进行逐级验证、迭代,从而确保打造的产品兼具高性能、高质量和低成本的特点。

长城汽车发布氢能战略:研发团队超400人,今年将推燃料电池SUV

▲氢能战略发布会现场

“氢柠技术”的三大技术平台分别是氢电平台(HE)、电堆平台(HS)、储氢平台(HP)。其中,电堆平台(HS)已开发完成第一代单堆额定功率150kW、峰值功率160kW燃料电池金属板电堆,功率密度达到4.2kW/L以上。

据介绍,基于以上车规级的研发体系和三个技术平台,长城控股未势能源开发的产品已经具备了高功率、高效率、高温度、高耐久、高互联的竞争优势。未来五年,长城汽车将重点围绕燃料电池系统继续沿着这五个方向前进。

二、提前探访氢能中心 长城已布下一盘大棋

表面上看,长城汽车的氢能计划似乎在这次发布会上才刚刚展露,但其实长城在这方面已经投下巨资并布局多年。

就在上周,车东西等少数媒体就受邀奔赴保定参观了长城汽车的氢能技术中心,还与长城汽车氢能业务负责人——长城控股未势能源董事长张天羽,以及未势能源总裁陈雪松进行了一场深入对话。

在这次探访与交流之后,车东西不仅对长城汽车的氢能业务有一个全局认识,更是发现长城汽车在这方面甚至可以说是国内数一数二的头部玩家,令人印象深刻。

1、2016年开始涉足 累计投资超20亿元

据张天羽介绍,长城汽车早在2016年就开始了氢能业务的探索。当时引入了宝马一个负责氢能业务的副总裁前来负责长城的氢能业务,成立了一个名为XEV的项目组,秘密研发氢能平台和零部件。

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▲未势能源董事长张天羽

2017年,长城汽车先后加入国际氢燃料电池汽车协会和国际氢能委员会,并且还是后者里首个中国整车厂会员。

2018年,长城汽车斥资5.7亿元在保定建设了一座氢能技术中心,包括主体综合试验中心,供氢、加氢中心及能源供给中心。

技术中心拥有240余台/套各类设备,具备高压储氢瓶及燃料电池试制、测试能力,在储氢安全性、燃料电池性能、理化分析、整车及动力系统性能等领域具备120项检测能力。

长城氢能中心相关负责人表示,该中心具备世界领先水平,且是国内首座,也是目前最大型的氢能综合测试中心。

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▲长城汽车氢能技术中心

组建了团队,建设了氢能中心后,长城汽车在2019年又全资控股了国内最早从事氢燃料电池动力系统研究的企业之一的上海燃料电池汽车动力系统有限公司(简称上燃动力)。

除了在国内布局,长城汽车还在温哥华、慕尼黑、日本建立了研发中心。至此,长城汽车的氢能也已经从一个秘密项目组,发展成了具备完整研发、测试能力的综合业务板块。

2019年,长城汽车将旗下所有氢能业务打包成立未势能源,开启独立市场化运营,以便将其研发的技术、零部件等产品推向市场。

2、以全产业链运作 2020年开启示范运营

氢能源技术虽然不是最近一两年才出现,但在国内还属于小众和前沿技术,很多关键技术和零部件都掌握在国外企业手中。

在这种背景下,长城汽车自成立氢能业务后就立下了一个“掌握核心零部件和核心部件技术,打通产业链上下游”的发展思路。

核心技术上,未势能源拥有电堆、氢电和储氢三大核心平台。

在氢能技术中心,车东西就看到了其自主研发的大功率燃料电池堆和高压储氢瓶。

基于自研电堆,其开发了最大达到100kW的商用车氢能动力系统和95kW的乘用车系统,其效率超过了不少国内企业,功率密度更是达到国际领先水准。

此外,其还研发出了国内首个经过实车验证的150Kw燃料电池电堆,达到国际领先水准,并完成了一个年产1000台的产线建设。

储氢方面,未势研发了国际最前沿的70MPa四型储氢瓶,内胆采用塑料材质,外部则由碳纤维材料包裹而成。

除了瓶身,未势还攻克储氢的另外两大核心零部件——减压阀和瓶口阀。两者都是用了多功能集成设计,减少了零部件构成,并且使用了可适应低温等恶劣环境的先进密封材料。

3、对话未势能源高管:燃料电池成本将大幅下降

在活动最后,车东西也与未势能源董事长张天羽和陈雪松进行了对话,聊到了电堆核心零部件的研发、成本下降以及氢能源乘用车的量产规划情况。

氢能源汽车的核心部件就是燃料电池反应堆,有些企业虽然能够研发电堆,但更多的是采购核心零部件进行集成,相当于是核心研发能力仍在海外企业手中。那么立志要掌握核心零部件的未势有何不同动作呢?

陈雪松告诉车东西,电堆内部最核心的部件为双极板和膜电极。前者主要涉及到精密加工工艺,这方面未势已能自主设计开发和制造,有自主产权。

膜电极主要是由膜、催化剂和碳纸三个关键原材料组成,并决定了其性能。这些原材料主要来自供应商,但是如何选择原材料,如何对其进行处理,则是未势自己的技术。

总结来说,电堆方面除了最上游的若干原材料,其实大部分零部件和研发、制造工艺都已被未势所掌握。

长城汽车发布氢能战略:研发团队超400人,今年将推燃料电池SUV

▲未势能源总裁陈雪松

基于长城汽车强大的资金实力,未势也在扶持一些国内优秀的原材料供应商和技术团队,未来的氢燃料电池系统、电堆等部件逐步实现100%国产。

与纯电动车型相比,目前氢能源汽车的价格还非常昂贵,比如丰田本田和现代在推出的量产车型,售价都高达几十万元。价格高企并非是汽车本身贵,而是氢能源动力系统太贵,因此能否降低成本,就是氢能源汽车是否能够大规模推广的关键。

在陈雪松看来,氢能系统成本的下降主要看直材成本和制造成本。

直材成本的下降,一是可以通过改进技术降低用量,二是通过国产替代来降低。比如在氢能中心,未势能源就一直在研究如何催化剂中的铂金属含量,研究储氢瓶瓶身碳纤维的缠绕工艺,以减少高价材料的用量。

在膜电极里的膜、催化剂和碳纸等材料上,目前主要依赖进口。国外企业利用垄断地位,在出口时增加了大额利润,导致价格居高不下。

这方面,未势能源正在积极跟国内供应商沟通和合作,相关材料和零部件价格正在快速下降。

“比如5年前买空压机需要几十万,还不愿意卖给你。现在几万块就能买,甚至以后几千块就可以买到。”陈雪松说到。

制造成本上,陈雪松认为行业需要一个统一标准,这样就能避免各自为战的局面,标准化之后实现一对多的服务就能起量均摊成本。

“什么时候能够达到几十万台的规模,就是一个(成本)转折点。”陈雪松说道。

关于成本问题,张天羽告诉车东西,目前行业内认为氢燃料电池跟动力电池会有一个类似的趋势——即成本10年下降80%。但未势能源更加乐观,认为5~8年即可实现这一目标。

作为一家车企,长城重金部署氢能业务的最终目标肯定是推出氢能源车,那么长城汽车的量产计划又是怎样呢?

张天羽表示,乘用车方面,长城已经开发了三代产品,其中第三代产品就即将面向市场推出。

长城汽车氢能技术中心的一位负责人告诉车东西,长城汽车的目标是研发出标准化的氢能源动力系统,未来可适配给旗下所有乘用车。

当然,未势能源还将给商用车提供氢能源动力系统,在今年年中就会推出全球首个49吨的燃料电池重卡,总计部署100台服务于雄安新区。