辛军：未来氢能会在动力系统多元化中发挥关键作用

华涧新能源致力于新能源汽车核心零部件开发与应用，专注于提供燃料电池BOP系统解决方案，产品体系布局涵盖氢能源系统规模化所需的空气、氢气、热管理、能量回收系统等。

2022年10月26日，由NDE Automotive Group、盖世汽车共同主办，上海虹桥国际中央商务区管委会、上海闵行区人民政府指导，上海南虹桥投资开发（集团）有限公司协办的2022第十届汽车与环境创新论坛暨第十四届全球汽车产业峰会上，华涧新能源联合创始人，国际汽车工程学会会士辛军表示，“未来，汽车动力系统一定是多元化的，氢能会在其中发挥关键作用。”

辛军 华涧新能源联合创始人，国际汽车工程学会会士

以下为演讲内容整理：

背景：为什么动力系统多元化和氢能燃料电池是多元化中的关键构成？

首先，让我们简单订阐述为什么动力系统多元化和为什么氢能燃料电池是多元化中的关键构成？

每年全球发电总量约为27万亿度电，如果把全世界所消耗的天然气、煤、石油等化石能源以一定效率转换成电能，全球每年消耗的能量相当于约64万亿度电。如果假设利用全球陆地资源千分之一的面积来铺光伏，一年约能产生46万亿度电。以上数据可以说明，未来结合光伏、风电、水电等可再生能源，可再生能源满足全球能源消耗是实际可行的。

汽车动力系统演变的背后逻辑是什么？1884、1885年，第一台电动汽车和内燃机汽车几乎同时诞生，到1900年前后诞生了第一台混动汽车。1900年到1910年期间，世界上的汽车动力系统中电驱动动力系统占了1/3。随着以福特T车流水线批量生产，汽车成本大幅降低，加之大规模开采石油、加油站的普及，1920年前后电动汽车基本销声匿迹，形成燃油车的天下。

六十年代推出了燃料电池，为了应用于航空领域，通用汽车开发了第一台燃料电池汽车。七十年代由于出现石油危机及环境保护的需要，电动汽车重获关注。有公司大批量生产了纯电动汽车，生产了几千辆小电动汽车后，因为技术和价格原因，电动汽车又从市场上消失了。1996年-1997年通用和本田等车企推出了自己的第一款使用镍氢电池的电动汽车；丰田于1997年批量生产混合动力汽车，开启汽车电动化的趋势。尽管通用和本田不久后停止生产纯电动汽车，但混合动力汽车因不需改变消费者使用习惯及排放法规的引导逐渐获得市场认可。2006年特斯拉推出纯电动跑车，2010年前后，丰田、本田、现代等车企也推出了燃油电池汽车，2010年前后中国的比亚迪、上汽、吉利等主机厂也开始推出了很多新能源汽车。

历史有时候的确在重复，但当然不是简单的重复。2022年9月，新能源汽车销量跟100多年前一样，占新车销售份额超过了30%。另外出现了一个大的变化，国外开始推电子燃油示范项目，即利用边际成本可以为零的电来制氢，并利用氢气和空气中的二氧化碳来制电子燃油，中国也作这方面的产业化尝试。中国山东、美国加州等地都开始示范运行大规模生产。只要使用可再生能源来制造内燃机用的燃油，内燃机本身便能实现碳中和。在燃料电池的氢气使用经济性方面，在美国的某些区域氢气价格已经为负，因为氢气的市场价格是每公斤两美元，但是有些区域会补贴三美元，所以你使用氢气反过来不仅仅不用花钱，还可以赚一美元。

根据汽车动力系统过去一百多年的发展演变中可总结出，决定汽车动力总成演变的三要素就是技术、市场、法规。技术方面，今天内燃机、燃料电池及锂电池都已非常成熟，是汽车历史上第一次有这么多成熟並且具有竞争力的技术可供消费者选择。从市场条件来看，充电桩基础设施日趋完善，加氢站也在示范运行区域开始布局；在能源革命的大背景下，氢气价格和合成燃油价格也会更具充争力，而且从燃油源头实现碳中和或负碳排放。从政策法规来说，碳达峰、碳中和、能源安全都是政策法规引导和要求的。基于此，我们认为未来汽车的动力系统是多元化的，在燃料负碳排放前提下，内燃机也能实现碳中性。而氢能会在多元动力系统中发挥非常关键的作用。华涧新能源的愿景就在于提供燃料电池BOP系统的解决方案，华涧新能源研发、生产包括空气供给系统、氢气供给系统和热管理系统等诸多针对电堆外部核心系统的产品。

华涧新能源多样而专注的产品线

燃料电池，目前市场规模不大，但无论是做燃料电池系统的，还是做燃料电池BOP部件的玩家都已经非常之多。如果用一个关键词来形容目前的市场情况，那就是“卷”。

图片来源：华涧新能源

我们把“卷”字拆成三部分，一是人民币的符号少了一竖，中间是一个人，下面是一个回形针似的符号。燃料电池市场目前规模小，研发投入大销售额低而缺“钱”，使人疲倦。而同样的原因，会让企业不敢拓展，在某种意义上也会将自我圈起来。这就是目前氢燃料电池行业所面临的困境。

图片来源：华涧新能源

“卷”字也有另外一种拆分法，那就是可以拆成粮仓的仓，和人民币符号少一竖。这也形象地表达我们华涧新能源的策略：广积粮，降成本。

广代表着广泛而专注的产品性，广泛的产品性体现在几方面：首先我们的BOP覆盖领域广。华涧产品涵盖燃油电池系统中的空气供给系统、氢气系统、热管理系统、传感器及余热回收系统等。针对燃料电池系统的关键部件我们都有所布局。

另外体现应用场景广。燃料电池不仅能够用于乘用车、商用车，还可以用于固定电站、叉车等应用场景。如果未来整个能源结构基于可再生能源，由于可再生能源的不稳定性，需要有储能载体，氢气便是非常好的储能载体。使用多余的电制氢，在需要时，储存的氢气通过燃料电池发电，上到电网。针对这个需求，我们开发了大功率的空压机。燃料电池系统在发电时也会产生大量废热，平时都排掉了，但我们针对此应用场景开发了涡轮膨胀机，能够通过涡轮来回收燃料电池低焓的废气，从而将发电效率提高4.5%。

“广”还体现在功率范围广，功率范围从几个千瓦到250千瓦，能够涵盖叉车、商用车和发电机组用的燃料电池系统。

“积”体现在积累深厚的车规级研发、生产与质量体系。要满足市场的需要，快速响应客户需求，我们需要建立车规级研发，生产和质量体系。燃料电池领域的玩家的确很多，有很多是从非汽车行业进入的。我们认为一家零部件供应商需要深刻了解主机厂对零件性能、质量、同步开发、响应时间、成本等方面的要求。

首先体现在按国际标准建立的产品开发体系 — 华涧产品开发流程，并且在实践过程中升级到2.0。华涧的产品开发流程能和主机厂的开发流程实现无缝的对接。以燃料电池空压机为例，我们会按照车规级要求，进行81项DV测试项目，内容涵盖性能、环境、耐久等各方面，以确保我们的产品满足市场实际应用要求。

例如，必须考虑从零下四十度到零上七八十度的使用环境条件下，确保燃油电池空压机或氢气循环泵正常工作。华涧新能源燃料电池空压机空气轴承能够做到50万次启停，假设卡车燃料电池系统每四公里停一次，华涧的空气轴承就能满足两百万公里的可靠性要求。我们在技术储备上能实现一百万次启停，满足客户更高的启停次数要求。

“粮”体现在精“良”的从上至下的垂直整合能力。

从上至下的垂直整合能力

图片来源：华涧新能源

开发燃油电池空压机等产品，常见的业务模式是什么？左图是常见的开发策略，蓝色的是自主完成的部分，黄色部分会请供应商来做。但华涧新能源除了非关键零部件的机加工会交给供应商去做之外，其他部分都是我们自己来做。从产品设计分析能力，复盖从气动、超高速电机、控制器、空气轴承、软件等五大核心领域。在试制和批量生产能力，华涧具有空气轴承、高精度转子的所有核心工艺能力以及控制器的站片封装能力。在试验开发能力上，华涧具备从零部、部件到总成的试验开发能力。

以上华涧在“广”“积”“良”三字上实施的具体措施，在客户端就体现在我们能更快、更优地满足客户的需求。能够与客户协同、面向未来降低燃料电池系统的成本，共同为推广氢燃料电池应用努力。

基于生态体系的成本策略和更快的相应速度

基于生态体系的成本策略和更快的相应速度帮助华涧实现降低研发成本和物料成本的目标。

摊薄成本需要从“广”字入手。氢燃料电池系统都需要无油空气压缩机、氢气循环泵、大功率水泵、高压风扇、涡涡发电机等电堆外围系统部件，这些核心零部件有很多相似的地方，例如都需要电机和控制器、都需要流体动力学设计，都需用控制软件，都需要轴承和精密加工，都需要电路板贴片生产。如果将核心的能力同时用于很多零部件，就降低了每一个零部件的研发成本。拓展产品线是分摊研发投入的有效手段。

图片来源：华涧新能源

常见的竞品成本基本上由这些成本构成，当我们进行深度的垂直整合后，就消除了许多沟通成本、外协供应商商务成本，就能大幅度降低华涧产品的成本。

我们不能基于今天的市场、今天的价格来规划我们的业务模式。如果燃料电池系统要与内燃机、锂电池纯电驱动系统相竞争，燃料电池系统的价格必须有大幅下降的空间。

降成本的另一方面还体现在降低时间成本。常见的竞品对客户的响应时间因为需要与相关外协供应商沟通、协调、排产等环节而变得漫长，而华涧的从上至下的垂直整合能力可以大幅减少环节，大幅提高对客户的响应速度，从以月为单位，缩短到以星期为单位。这样的精准快速响应，对处于市场培育、拓展期的氢燃料电池产品显得格外重要。

华涧新能源面向未来氢燃料电池在汽车领域的应用，针对BOP系统的开发策略总结起来就是广积良、降成本，按照车规级标准，根据整车所需的质量和可靠性要求，进行产品设计、开发和生产。

谢谢大家！

（以上内容来自原上汽技术中心副主任、奕森科技创始人、华涧新能源联合创始人、国际汽车工程学会会士辛军于2022年10月26日，由NDE Automotive Group、盖世汽车共同主办，上海虹桥国际中央商务区管委会、上海闵行区人民政府指导，上海南虹桥投资开发（集团）有限公司协办的2022第十届汽车与环境创新论坛暨第十四届全球汽车产业峰会发表的《氢燃料电池BOP系统开发策略》主题演讲。）