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零碳先锋康明斯的“脱碳”担当

日期:2022-12-19     来源:北京福田康明斯发动机     作者:佚名

从发动机、动力总成到新能源动力,康明斯以多元化动力解决方案,助力中国用户实现零碳目标。


作为降碳减排的主力,发动机企业的零碳化意义重大。


日前,随着康明斯东亚研发中心新址的正式启用,从发动机、动力总成到新能源动力,康明斯以多元化动力解决方案,助力中国用户“脱碳”。


那么,位于湖北武汉经济技术开发区,占地面积78 000平方米、比原有研发中心扩大3倍,台架数量增加至28个,总投资约2.5亿美元的康明斯东亚研发中心新基地有哪些新特点?又靠哪些尖端科技扛起行业的零碳担当?

 

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勇争零碳技术先锋
作为康明斯在美国以外投入最大的技术中心,东亚研发中心的规模及技术开发能力都处于领先水平,是康明斯在华业务发展的重要引擎,也是中国相关产业重要的创新力量。自2005年成立以来,不论是针对市场或应用的定制化开发,还是从车用国三到国六和非道路四的升级,东亚研发中心是康明斯达成这些目标的中流砥柱,也是与主机厂合作伙伴链合创新的核心资源。


康明斯东亚研发中心是康明斯在中国发展的里程碑项目,共有四大特点:首先,研发范围广。新基地主要从事传统柴油及天然气动力发动机、超低排放发动机、新能源动力与动力总成、数字化技术的研发,并拥有一套先进的新产品开发流程NPD,为客户提供高质量的价值包。其次,实验室设备高精尖。新基地拥有材料、化学、计量实验室等工程实验室,康明斯全球第二大单一半消声室、力学实验室、疲劳实验室等应用力学实验室,柴油发电机组实验室、动力链实验室、氢能实验室等,可满足多种动力产品不同性能检测需求。各实验室均配备高精尖检测设备,规模和实力都处于领先水平。第三,技术能力强。新基地包含一栋新能源动力研发楼,配备最新燃料电池实验室、多功能动力总成实验室、传动系统实验室、氢内燃机实验室及整车轮毂实验室等,前瞻性探索未来动力新路径,打造更尖端的多元能源动力技术能力。第四,试验台架多。台架数量增加至28个,包含性能台架、可靠性台架、NVH台架、冷启动台架、天然气和氢气台架等,先进的发动机试验台架,可满足柴油、天然气及氢气等多燃料发动机测试要求。

 

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康明斯副总裁石内森表示:“康明斯PLANET 2050可持续发展战略要求我们的产品在2050年实现零碳,鉴于我们多元的终端市场和产品组合,尽管动力解决方案的路径和时间点会有所不同,但我们致力于在正确的时间提供正确的解决方案,以支持我们的客户实现碳减排目标,在零碳排放之路上不断前行,康明斯东亚研发中心是我们实现这些宏伟目标的核心。”


尤为值得一提的是,该研发中心在进一步强化传统能源动力创新突破的基础上,新建专属新能源动力实验大楼,前瞻性探索未来动力新路径,打造更尖端的多元能源动力技术能力,是康明斯实现零碳目标的先锋力量。

 

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在康明斯东亚研发中心新址正式启用的现场,中国汽车工程学会常务副理事长兼秘书长张进华也高度认可康明斯对中国相关行业发展的推动:“康明斯以不断创新的技术、多元的动力解决方案和全方位的支持,满足中国客户不断迭代升级需求的同时,助力客户全生命周期减少碳排放。康明斯东亚研发中心作为全球先进发动机技术的重要孵化器,也成为推动中国相关行业技术进步和产业绿色转型的重要力量。”


助力中国用户“脱碳 ”
如今,商用车是氢能源汽车落地突破口的论断已成为行业共识。在政策的扶持下,氢能源商用车产业进入了规模化-降本-开拓市场的良性内循环,而持续的技术进步也将反哺解决各环节核心技术的成本制约,进一步提升其竞争力。


同时,在“双碳”背景下,搭乘我国氢能产业发展的政策东风,氢能源商用车领域的投资热情已被点燃。资料显示,氢能源汽车主要分为氢内燃汽车和氢燃料电池汽车两种。其中,氢内燃汽车是以内燃机燃烧氢气(通常透过分解甲烷或电解水取得)及空气中的氧产生动力来推动汽车行驶;而氢燃料电池汽车则是让氢或含氢物质与空气中的氧在燃料电池中反应产生电力,再用电力驱动车辆运行。


于是,基于续航里程长、载重能力强以及低温启动性能好等特点,中长途重载商用车将成为燃料电池汽车发展的重点方向。根据中国氢能联盟测算,燃料电池重卡和长途汽车有较大概率在2025年前实现相对于纯电动汽车的成本优势,在政策补贴的推动之下,氢能重卡渗透率将加速提升。III型及IV型储氢瓶是车载储氢瓶的主流解决方案,氢能重卡携带储氢瓶数量多、容量大,氢能重卡渗透率提升将推动车载储氢瓶需求快速增长。


甚至有机构预测,2030年燃料电池商用车的应用量将占商用车总销量的7%,2050 年的市场占比将达到 37%。2050 年,货运领域的商用车氢能消费占交通领域氢能消费的比重达到 70%,成为交通领域氢能消费增长的主要驱动力。


凭借多年在氢能领域的深厚技术积累,针对不同的使用场景和用户需求,康明斯现已推出了燃料电池、氢内燃机两种氢能动力。而这两种产品各具特色优势,为用户节能减排提供了高效经济的选择。
当天,康明斯15L氢内燃机精彩亮相。作为康明斯多燃料发动机平台的重要产品,氢内燃机可使用绿氢零碳燃料,为节能减排拓展新的技术途径。


氢气有着独特的理化特性,例如:具有较宽的可燃性限值,较短的点火延迟时间。如何最大限度提升热效率和动力性,一直是氢内燃机的研发重点。康明斯15H氢内燃机采用直喷、稀薄燃烧,基础机拥有高达250bar爆压能力,实现最大BMEP 24bar,最大输出功率达550马力,最大扭矩2600牛米,设计热效率BTE高达44%,热效率和动力性显著提升。


据介绍,15H氢发动机通过灵活的顶置凸轮系统,改进冷却系统,减少摩擦阻力,有效避免将柴油或天然气发动机的燃料转换为氢燃料的过程中,出现性能受限和效率损耗;同时,该发动机采用行业领先的燃烧室设计,以及基于pent roof的滚流燃烧系统,能更好地进行燃料混合、气体流动和湍流产生,助力氢气快速燃烧。依托先进的缸内直喷技术,40bar喷射压力,实现氢能供给效率和缸内混合优化的完美平衡,最大限度提升效率。


此外,与15H氢内燃机同时亮相的还有一辆针对中国市场应用,定制化打造的氢内燃机零碳重型概念卡车。该车配装康明斯15L氢内燃机,在车辆底盘集成了10个70Mpa的储氢罐,可储存约53公斤氢气,还可根据需求安装辅助储氢罐,潜在续航里程达800公里(以储氢量80公斤推算),满足重载长途高速物流,重载城际物流等需求。


同时,作为最具前景的清洁能源之一,氢能为各行业的可持续发展提供了新机遇。在氢能应用领域,康明斯燃料电池技术可为多种应用场景提供动力,包括公交车、卡车、轨道交通、船舶与发电。本次亮相的前瞻大功率燃料电池HD240额定功率超200kW,在传承康明斯产品高稳定性、可靠性的基础上,进一步优化了产品结构和控制,功率密度高,冷启动表现优异,为干线物流、长途重载应用提供了理想的零碳清洁动力解决方案。


除了发力动力领域,康明斯还携手行业上下游,打通制氢、用氢的全产业链,共同驱动中国氢能和燃料电池产业的繁荣发展。比如,2021年底,康明斯和中国石化资本恩泽基金按50:50比例共同出资并于佛山设立合资公司,将领先的质子交换膜(PEM)电解水制氢技术在中国进行本地化研发、生产和销售,以水电解技术加可再生能源制氢科技,推进绿色制氢方案的发展。再如,位于上海的新能源动力中国区总部及新能源研发中心涵盖电解水制氢装备电堆、燃料电池发动机及其核心零部件、高压储氢瓶系统等业务;位于武汉的康明斯东亚研发中心二期也配备一个氢能动力大楼,即将投入使用。


总之,瞄准“零碳”目标,针对多场景应用,随着全系低碳、零碳动力解决方案的发布,康明斯已经用实际行动扛起中国商用车行业的“脱碳”担当。


                                  

  • 【责任编辑:张东旭】

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