Çin'in hava kompresörü pazar araştırması: 9 şirket rekabet ediyor, kim dünyayla gurur duyabilir?
Bir yıl önce, birçok yatırımcı ile iletişim kurdum.Yakıt hücresi güç sistemleri söz konusu olduğunda, herkes yığınlar, çekirdek bileşenler ve sistem entegrasyonu hakkında konuşacak, ancak hava kompresörleri hakkında çok az tartışma var. Birçok arkadaş bu yakıt hücreli araçları sürmeye başladığında, araçların gürültüsünün daha yüksek olduğunu ve bazılarına büyük bir titreme eşlik ettiğini görecekler. Elbette bu, çalışmayan araçların daha az kullanılmasıyla ilgili olabilir.
Endüstri uzmanları tarafından hidrojen yakıt hücrelerinin sanayileşme sürecinde hangi kilit parçaların ve bileşenlerin daha hızlı yapıldığı sorulduğunda, birçok uygulayıcı bunun bir hava kompresörü olduğunu söyledi.
Yerlileştirmede görece hızlı bir gelişme gösteren ülkemizde hangi yakıt hücreli hava kompresörü üreticileri ilk önce kim kazanabilir?
1. Yakıt hücreli hava kompresörü basit bir üfleyici değildir
Aslında, bir hidrojen yakıt hücreli araçta, tüm sistem bir jeneratör setiyle karşılaştırılabilir, yığın bir reaksiyon hücresine eşdeğerdir ve hava kompresörü, katoduna oksijen sağlayan önemli bir bileşendir (doğrudan hava beslemesi). Mevcut OEM seviyesinde SAIC, başlangıçta JieHygen'in yeni enerjisine dayalı bir sanayileşme platformu oluşturdu; entegrasyon açısından, elektrikli araçların varlığı nedeniyle zaten belirli bir birikim oluşturdu.
Şekil 1 Yakıt hücreli motor yapısının şematik diyagramı
Kaynak: kamuya açık bilgiler
Yakıt hücresinin hava kompresörü kullanmasının nedeni, hava kompresörünün çalışma sürecinde havayı basınçlandırarak ve hava beslemesini artırarak oksijen girişinin artırılabilmesi ve yakıt hücresinin güç yoğunluğu ve çalışma verimliliğinin azaltılırken iyileştirilebilmesidir. Küçük yakıt hücresi sisteminin boyutu. Bu ürün, araç uygulamalarında yakıt hücresi sisteminin verimini ve su dengesi özelliklerini etkileyecektir.
Bununla birlikte, hava kompresörü, yakıt hücresinin gürültü kirliliği ve titreşiminin de önemli bir kaynağıdır ve performansı, aracın konforunu doğrudan etkiler. Yakıt pili reaktörünün kimyasal reaksiyonu hava sıcaklığı, nem, basınç ve akış gibi parametrelere çok duyarlıdır.Bu faktörler, yaygın olarak kullanılan endüstriyel kompresörlerin hava için yakıt hücrelerinin yüksek gereksinimlerini karşılayamadığını belirler.
Yurt içinde hava kompresörü teknolojisi, birçok endüstriyel hava kompresörü yurtiçinde ve yurtdışında iyi bilinmektedir, ancak bunlar büyük ölçekli sanayileşme ve yakıt hücreli araçlara uygulama için gerçekten uygun değildir.
2. Yakıt hücrelerinde kullanılan hava kompresörlerinin gerekli özellikleri
Tipik bir yakıt hücreli hava besleme sistemi, hava filtreleri, hava kompresörleri, motorlar, ara soğutucular, nemlendiriciler ve genleştiricilerden oluşur.Şu anda, yüksek hızlı santrifüj kompresörlerin genişletici kullanmasına gerek yoktur. Bazı yerli şirketler, birçok vida ürününün egzoz enerjisini geri kazanmak için bu tür genişleticiyi kullanmadığını öğrendi.
Hava kompresörü çalışması sürecinde, verimlilik ve sıkıştırma oranı önemli performans göstergeleridir.Yakıt hücrelerinde kullanıldığında, hava kompresörlerinin aşağıdaki özelliklere sahip olması gerekir:
(1) Yakıt pillerinin kullanımında hava kompresörünün yağsız olması gerekir.Hava kompresörü yağlama yağı kullanıyorsa, yığının zehirlenmesine neden olur.Bu nedenle hava kompresörünün su ile yağlamalı yatak veya hava yatakları kullanması gerekir.
(2) Küçültme ve hafiflik, hava kompresörünün sıkıştırma kapasitesinin iyileştirilmesi, hacmi artırarak veya yatak hızını artırarak sağlanabilir.Küçükleştirme ve yüksek hız genel eğilimdir.
(3) Araç sürme konforu düşük gürültü gerektirir. Günümüzde birçok yerli taşıtın yüksek sesleri vardır ve hava kompresörleriyle yakından ilgilidir.Gürültü kaynağı esas olarak hava ve borular arasındaki sürtünmeden ve hava kompresörlerinin sesi ve dönüşünden kaynaklanmaktadır. ses.
(4) Maliyet, büyük ölçekli olduktan sonra kontrol edilebilir.Yakıt pilleri, güç yoğunlukları ve maliyetleri ile sınırlıdır.Küçültme ve düşük maliyet, yakıt hücreli araçların sanayileşmesine katkıda bulunur. Mevcut endüstriyel gelişme sürecinde, özellikle binek otomobil gösterileri yapan bazı otomobil firmalarının, sadece yüzbinlere değil, aynı zamanda maliyeti olan yerelleştirme testleri sürecinde küçük hacimli ve yüksek hızlı ithal hava kompresörlerini benimsedikleri bildiriliyor. Genellikle teslimat süresi uzundur.
(5) Kontrol sistemi Araçlarda gerekli güçte büyük değişiklikler var ve hava kompresörlerinin hava akışını kontrol etmek için zamanında yanıt vermesi gerekiyor Şu anda Çin'de bu alanda çok fazla birikim var, ancak donanım ürünleri eksik.
Şekil 2 Ana akım araç hava kompresörlerinin performans karşılaştırması
Kaynak: IFC Securities Research Institute ve Orange Club Araştırma Enstitüsü tarafından derlenmiştir.
20 yıldan fazla bir süredir sektörü işgal eden bir endüstri uzmanı, Orange Club Araştırma Enstitüsüne, mevcut ürün farklılıklarının esas olarak çok disiplinli teknik rezerv ve süreç eksikliğinden kaynaklandığını söyledi.Şu anda yerli uygulamaların çoğu otomobillerde kullanılıyor. Pres, "olan ve olmayan" sorununu çözer, ancak ürünün yakıt hücresi tarafına daha uygun hale getirilmesinde büyük bir sorun vardır.
Bir benzetme yapmak gerekirse, uzun yıllar saç kurutma makinesi yaptım Ev tipi saç kurutma makinesi kullanılabilir ancak kullanıcı deneyimi ile içe aktarılan kullanıcı deneyimi arasında çok büyük bir boşluk var.
3. Yerli ve yabancı yakıt hücreli hava kompresörü pazarında birkaç önemli yön
2015 civarında, yağsız çift sargılı scroll hava kompresörleri ana teknik yöndü ve Japonya'daki Toyota ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki UTC gibi birçok şirket yakıt hücrelerine başvurdu. ABD DOE ve Yazar D. Little Company, 28kW ve 50kW dahil iki nesil sarmal hava kompresörlerinin tasarımını ve üretimini tamamlamak için işbirliği yaptı. Yazar D. Little to DOE tarafından sağlanan hava kompresörü, en yüksek güç çıkışı gereksinimlerini karşılayabilir, ancak hava kompresörünün büyük güç tüketimi sorununu çözmek zor olmuştur ve hava kompresörünün boyutu ve kalitesi büyüktür.
Şekil 3 Scroll kompresör
Kaynak: kamuya açık bilgiler
GM, PlugPower, Xcellsis of Germany, Ballard of Canada ve diğer şirketlerin yakıt hücrelerinin tümü vidalı kompresör kullanır. Bu hava kompresörü, havayı sıkıştırmak için vidalar arasında oluşturulan hava oluğunu kullanır.
Şekil 4 Vidalı kompresör
Kaynak: Snowman Company web sitesi
Diğeri Roots tipi hava kompresörüdür. Daha iyi bilinenler, Eaton ve DOE tarafından ortaklaşa geliştirilen P-sınıfı ve R-sınıfı ürünlerdir. Sürücü, esas olarak motorlardan ve genleştiricilerden gelir. Bu tip hava kompresörü bir zamanlar hava kompresörü endüstrisindeki insanlar tarafından havayı aşırı derecede sıkıştırmak için saf mekanik sıkıştırma prensibini kullanan bir ürün olarak kabul edilmişti Düşük hız, daha yüksek hava girişi ve yüksek sıkıştırma oranı sağlar.
Ayrıca Toyota Corporation'ın iştirakleri arasında Toyota'ya Roots motor tedarik eden firmaların da olduğu belirtiliyor. Roots hava kompresörü kompakt bir yapıya sahiptir.Kullanım sırasında minyatürleşme sorununu çözmüş olsa da yolcuların tanımına göre Roots hava kompresörü gürültü problemiyle ideal olarak başa çıkamamaktadır. Karşılaştırmada, Roots'un maliyeti dikkate alındığında, ürünün biraz yüksek veya düşük olduğu görülüyor.
Şekil 5 Roots sıkıştırıcı
Kaynak: kamuya açık bilgiler
Mekanik rulmanlar kullanan bu hava kompresörleri fiziksel tasarımları nedeniyle genellikle daha büyük kütleye ve daha yüksek gürültüye sahiptir.Şu anda, santrifüj kompresörlerin gelecekte Güney Kore, Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya'da Honda'da genel olarak ana akım yönü olacağı düşünülmektedir. Yağ ve kanatlı yüksek hızlı hava kompresörü, kompakt bir yapıya, besleme gücündeki değişikliklere hızlı tepki, uzun ömür ve yüksek verime sahiptir.Şu anda, su ile yağlama, tıpkı Jilin Üniversitesi'nin prototipi gibi, çoğunlukla teknik yolda benimsenmiştir. Bununla birlikte, bazı şirketler hava süspansiyonlu yatak teknolojisinin prototiplerini doğrulamaya ve yayınlamaya başlamıştır.Havalı süspansiyon yatakları, mekanik sürtünmeyi etkili bir şekilde azaltabilir ve sürtünmesiz yüksek hızlı dönüşü tamamlamak için elektromanyetik mekanik teknolojisini kullanabilir.
Şekil 6 Tongji Üniversitesi tarafından geliştirilen santrifüjlü kompresör prototipi
Kaynak: kamuya açık bilgiler
Bunlar arasında, havalı süspansiyon yatakları kullanan bu tür ekipmanlar yalnızca elektromanyetik mekanik, elektromanyetik alan, sistem kontrolü, gaz dinamiği, gaz akış alanı teknolojisi değil, aynı zamanda mühendislik termodinamiği, ısı ve kütle transferi, statik, elektromanyetik ve elektromotor kuvvet bağlantısını da içerir. , Titreşim mekaniği ve benzeri, toplamda bir düzineden fazla profesyonel karmaşık süreç. Bu disiplinler vazgeçilmezdir, çok fazla ısı üretilse bile otomotiv uygulamalarında kabul edilemez.
Şu anda uluslararası araştırma ve geliştirmede Honeywell öne çıkıyor.
Orange Society Araştırma Enstitüsü'nün BMW, Hyundai ve diğer şirketlere ek olarak elde ettiği bilgiler, daha önce scroll ve Roots hava kompresörleri kullanan Toyota'nın başka tip hava kompresörlerini de test ettiğini gösteriyor.
Ek olarak, yakıt hücreleri alanında, hava kompresörlerinin uygulanması bazı turboşarj teknolojilerini de içerir, yani tek aşamalı (iki aşamalı) santrifüjlü sıkıştırma ve ardından hava kompresörü hava yatak türbinlerini artırma etkisi elde etmek için koaksiyel olarak bağlar. Bununla birlikte, Orange Society Araştırma Enstitüsü'nün mevcut anlayışına göre, ürün son derece zordur ve Honeywell'in ürünleri tanıtım için prototip haline getirilmiştir.
Muhtemelen mevcut yakıt hücresinin ana yönü budur. Mevcut piyasa durumuna göre, gelecek vadeden OEM'lerin karşılaştığı en büyük sorun maliyetlerin düşürülmesidir.Geliştirme maliyeti, pazar boyutu ve yönetimi, santrifüj kompresör gibi kapsamlı faktörler göz önüne alındığında Maliyet en yüksektir, ancak kompakt yapısı, en küçük hacmi ve fiziksel yapısı nedeniyle, gelecekte büyük miktarlarda olması durumunda, maliyet azaltma alanı en büyüğüdür. Örnek olarak şu anda kullanılan üç tip hava kompresörünü ele alalım:
Kaynak: Orange Club Araştırma Enstitüsü'ne göre sıralandı
4. 9 firma öne çıkıyor
Günümüzde geleneksel alanlardaki bazı yerli hava kompresörü fabrikaları, kendi teknik rezervleri nedeniyle, yakıt hücreleri ivme kazanırken hava kompresörlerinin araştırma, geliştirme ve prototip testlerine başlamışlardır. Ayrıca uzun süredir gaz sıkıştırma alanında faaliyet gösteren ve yeteneklerin ve diğer yöntemlerin tanıtılmasıyla kendi hava kompresörlerini üreten bazı şirketler de vardır.Ana koşullar aşağıdaki tabloda gösterilmektedir:
Kaynak: Orange Club Araştırma Enstitüsü'ne göre sıralandı
5. Özet: Santrifüj kompresör teknolojisinde ustalaşan gelecekte de ustalaşacaktır
Mevcut bakış açısına göre, hava kompresörü teknoloji rotasının şu anki aşamasından, yüz düşünce okulu gelecekte santrifüj kompresör kullanımının ana görüş olduğunu iddia ediyor, ancak büyük ölçekli sanayileşmenin gelmesinden önce, vida ve vida sıkıştırma gibi bazı teknolojik yenilikler olacak mı? Makine sessizliği devriminin veya malzeme bilimindeki yeniliklerin hafif bir devrim yarattığını söylemek kolay değil.
"Şu anda ithal çekirdek bileşenlere dayanan yakıt hücrelerinin geliştirilmesinde, hava kompresörlerinin yurt içinde ilk üretilenler olması çok muhtemeldir, ancak hava kompresörlerinin performansının sıfırdan mükemmele geçmesi zordur. Yüksek performanslı yüksek hızlı santrifüj kompresörlerin ileri yönde geliştirilmesi gerekmesi, daha sonraki uygulamalarda ters yönde geliştirilen ürünlerin çeşitli yol koşullarına uyum sağlaması daha zor olacaktır. Hata ayıklama ya da modifikasyon daha zor olacaktır.
"Santrifüj kompresörlerin temel teknolojisine, özellikle de Çin'deki ve hatta gelecekte dünyadaki yüksek basınçlı hidrojen yakıt hücrelerinin üst düzey modellerinde ustalaşacak olan havalı süspansiyon rulmanlarının hava kompresörü teknolojisine hakim olan bu, binek otomobillerinin temel can damarlarından biridir." Yukarıda belirtilen kişi devam etti.
