9月22日-24日,2024中国(郑州)新能源汽车生态伙伴大会在河南郑州举办。本届大会以“车聚生态,智联未来”为主题,由郑州市人民政府、中国汽车工业协会等单位共同主办。大会由1场高端闭门会、1场主题大会、1场整零生态伙伴对话会、4场专题交流会、N场行业发布会、丰富的主题参观及相关配套活动组成,旨在集聚各方智慧、力量及优势资源,积极推动新能源汽车产业生态融合,促进郑州新能源汽车产业生态集聚化发展。其中,在9月24日上午举办的“中国汽车供应链生态合作会(郑州站)”上,滨州渤海活塞有限公司规划发展部部长姜殿昌发表精彩演讲。以下内容为现场发言实录:
滨州渤海活塞有限公司是中国汽车工业协会车用活塞组件分会理事长和秘书处单位。
我的理解,因为一直是在传统内燃机行业干,今天能参加这个会议也非常高兴,当然会议主题是伙伴大会,新能源汽车生态伙伴大会,我们传统内燃机零部件也是新能源的伙伴,包括一些产业链混动这些都是伙伴。
现在在这个背景下我说一说汽车特别是活塞,活塞是发动机心脏,有什么技术要求、大脑上的要求。我们再说新能源汽车,以我的理解还是电动化为主驱动的汽车模式。现在可以说发展如火如荼,太好了。这就是电动化与出行模式很好的一个结合。电机和汽车正在“度蜜月”,各个行业都在试,包括出行的轿车,商用车,甚至矿卡、工程机械、飞机都在试,也就是说能动的地方,电动化都得参与。
新能源汽车(电动化为主驱动的汽车模式)现在发展如火如荼,各个行业都在尝试,包括乘用车,商用车,甚至矿卡、工程机械、飞机,都在尝试电动化。
但是从这个根上来讲,电动化、电机出现历史比内燃机要早,当时内燃机非常不幸,选择了一个高碳能源,石油不太好,如果选择甲醇或者是氢气,现在就没有这个问题了。当然,从另一个层面讲,我们的汽车工业也就是说从整个的产业来讲,它占有大量的社会财产,同时也占有大量的社会就业岗位,如果单独换得太快,不能说蜜月期以后怎么样,从不同应用场景来讲,我相信电动化和内燃机还是一个共存共生、相互发展、互相融合的关系。所以说,今天作为伙伴,我也来到了这个会议上。
从根上来讲,电动化、电机出现历史比内燃机要早,内燃机选择了一个高碳能源——石油,如果选择甲醇或者是氢气,可能就是另外一种命运了。从另一个层面讲,内燃机行业占有大量的社会财产,同时也提供了大量的社会就业岗位,因此,内燃机行业的发展状况对于相关产业链上的企业和个人都具有重要意义。从不同应用场景来讲,相信电动化和内燃机会是一个共存共生、相互发展、互相融合的关系。
先说一下我们公司。
我从五个方面,因为时间不早了,简单说一下。刚才我们公司姚秘也介绍了,我们公司代表着整个活塞,原来我们国内干不了,只有上海活塞,还有渤海活塞能干,也就是说我们这几家活塞厂和国外打仗,没有我们,你们家的汽车不会这么便宜,我们立下汗马功劳。
从生产能力来讲,渤海活塞是世界上生产能力最大单体 工厂,各类型活塞都在生产,以商用车、工程机械和军工为主。现在是军工A品资格。建厂比较早,1963年建厂,包括中间上市,这个都已经很早,现在归北汽集团。这是我们整个产品情况,产品范围涵盖300到350,现在大家都知道活塞的材料发展从铸铁到铝合金,现在是钢和铝合金,这是一个回归。整个主要是以汽油柴油为主,再一个,现在可能大家都比较熟悉的商用车,只要大家看到有天然气的商用车,活塞都是我们的,这是100%。所有现在氢气甲醇点火的内燃机活塞都是我们的。
滨州渤海活塞有限公司从1986年起,连续38年引领国内活塞行业,是世界上生产能力最大活塞生产单体工厂,产品以商用车、工程机械和军工为主。1951年建厂,1963年定点生产活塞,2004年上市,2015年划拨北汽集团。主导产品Φ30mm~Φ350mm高性能活塞,品种达1000多个、年产能力3000万件。产品结构以汽油机活塞、柴油机活塞为主,天然气发动机活塞以及氢气、甲醇发动机活塞也全面开发成功。
从研发能力来讲,这是研发平台,刚才可能大家听得比较多了,包括我们张总也在这里,讲的一些国家级研发平台,包括省级研发平台,这个我们是都有的,为了节省时间不再说了。包括这也是整个体系,大家能想到汽车行业和内燃机行业所有的体系,我们都有,包括军工。这个是我们的整个研发能力,这是业务能力,国内市场综合占有率34%,中重型商用车50%,出口业务占我们公司比例比较低12%,主机业务占比,也就是主机不到80%,还有售后,售后我们比较少。
渤海活塞率先创建了全国同行业首家国家级企业技术中心、博士后科研工作站、国家工程实验室、国家认可实验室和国家高新技术企业,多种新产品、新技术、新发明达到了国际先进水平,获得了“中国活塞第一品牌”“中国内燃机活塞设计开发基地”“中国名牌产品”、“中国驰名商标”等诸多美誉。国内综合市场占有率35%,商用车用高端产品市场占有率达到50%以上。
重点说一下技术路线。
首先说我们的发展,也是得益于内燃机发展,内燃机的发展,现在正在双碳背景下大力进行技术改造,大家一定抱有一个信心,内燃机肯定要会发展,而且内燃机技术没有到头。包括现在热效率提升,4050到哪个阶段,是不是以后会有70?到底是内燃机和电动化,哪一个更加有优势?在整个的生命周期内,整个的碳排放谁更厉害,当前可能没有一个专家细算。在这个背景下,我们活塞也加入整个大军,包括我们利用国家级的研发平台来做一些工作,这个工作也就是相当于一大部分是基础研究,包括天然气,包括甲醇,包括氢气,现在都在做。
活塞行业的发展得益于内燃机发展,内燃机行业目前正在双碳背景下大力进行技术改造,在这个背景下,活塞行业也在努力加大技术创新和研发投入,致力于开发更高效、更环保的活塞产品。通过研发和应用氢气、甲醇、天然气等低碳和清洁燃料内燃机来推动行业的转型升级。
可能大家比较关心的问题,留下来的都是专家,我给大家分享几个问题,根据我们实验结果,大家可能一说氢气,氢气当然就是4%—70%的爆炸空间,实际不是,没有那么危险,就和天然气一样。再一个大家比较感兴趣就是发动机烧氢气,会不会产生氢脆,破坏金属件,能把金属破坏成海绵状,锤子一敲就碎了,实际上内燃机里面不会发生这种情况,我们做了大量的实验,潍柴等等用的内燃机都是我们的活塞,不会出现这种情况,它得一定温度压力下才会出现这种缓慢的发展。也并不是说上来以后就弄坏了,不可能,这种氢脆现象不用太关心,其他的腐蚀、溶胀、对于机油乳化,这个现象是非常厉害,还有好多难题需要攻克,还有好多路需要走。主要方向就是高效低碳和零环境影响,这个是方向。
针对新燃料大家比较关心的问题,如氢脆现象,经过行业专家大量实验,氢燃料内燃机并不容易出现氢脆,反而是腐蚀、机油乳化等问题亟待解决。
活塞做什么工作?
现在活塞都用钢,为什么用钢?因为铝已经受不了,放在发动机一压就烂了。国外一部分大厂用铸铁,我们国内主要推钢的。包括我们国内现在乘用车上,刚才说皮卡是商用车,但是从这个角度来讲95钢的左右几乎没有钢活塞,但是北美市场基本上都是钢活塞,他们量非常大,人家都用钢,没有说用什么电机,不太一样。
从单位功率来讲,现在是单位功率大家都知道强化程度非常高,我们基本上车只要是内燃机都是增压的,然后是保压在22以上,就是220公斤,这个是非常大的,基本上承受着。这是一个趋势。
随着国六排放的相继实施,高端商用车发动机的热效率将达到50%以上,活塞承受机械负荷和热负荷也越来越大,传统铝合金活塞已无法满足发动机的要求。国六时代及未来的后国六时代将会是钢活塞的主战场。
主要技术路线:
第一,活塞提升发动机热效率,减少燃油消耗。发动机里面活塞影响比较大,是燃烧系统参与部分,包括燃烧润滑功能损失、惯性损失都是对发动机影响非常大的,所以说整个活塞在材料、结构、表面、防腐以及整个的重心配比、结构化研究方面,还有很多路要走。这也是在国六以上、国七,都有很多工作要做,我们一直没有停,如果电动化上不去,我们就接盘,如果都上不去、都不行,怎么办?所以我们得接着。
内燃机发展主要技术路线、第一、提升热效率,减少燃油耗。活塞是内燃机的心脏,是燃烧系统参与部分,对燃烧润滑功能损失、惯性损失影响非常大,所以未来活塞在材料、结构、表面防腐以及整个的重心配比、结构化研究方面,还有很多路要走。
第二,低碳零净零碳多元化燃料替代。当时燃料很多,为什么没有选择氢气甲醇低碳的燃料,而选择了石油柴油?那是当时技术条件,当时对于石油获取精炼炼化可能有一部分相对来说比氢气甲醇要好一点,在双碳背景下我们重新拾起来低碳近零碳排放燃料,也是比较有优势,甲醇基本成熟,甲醇内燃机活塞也是我们的,氢气下一步我们也正在研究,研究关键新型涂层技术,我们正在做。
第二、低碳、零碳、净碳多元化燃料替代。在内燃机发展初期,没有直接选择氢气甲醇等低碳燃料,而是选择了石油柴油,这背后涉及多个复杂因素的综合考量。与当时的技术成熟度、成本、可靠性有很大关系。时至今日,在双碳背景下甲醇、天然气、氢气等多元燃料的优势和应用前景不可估量,因此,应该加大对低碳燃料的研发和应用力度,推动能源结构的优化和转型升级。
这就是两个方向,第一个是轻量化,减少热效率,第二就是用新的净零碳燃料。活塞设计有很多技术,从低摩擦、高效燃烧、温度控制、全时域工况控制各个方面,因为时间关系,在座的对这个不太理解,我就不展开了。这个都是讲低摩擦一些东西,还有低润滑的。这是仿生包括噪声都是新型技术。因为我们有实验室,这是减磨涂层,是我们公司开发全系列,现在这个涂层是领先,适用于甲醇和氢气。
针对这两个内燃机的技术路线,我公司在技术研发方面做了大量的技术储备,从低摩擦、高效燃烧、温度控制、全时域工况控制以及减磨涂层等各个方面,大量的技术储备正在为内燃机低碳转型提供有力支持。
还有活塞冷却技术也是非常多的,大家看到这个腔体在钢里面非常难,现在都攻克了,正在改进形状,包括热学、传导学、流体力学等等都在里面,非常复杂。这就是刚才我讲的那个流道里边的冷却情况,一个动态分析,这是燃料多元化,可再生燃料,我们新能源也是重要一部分,就是我们国家战略能源结构一个重要产物,当然现在合成燃料也为我们发动机开辟一个新的生存之路。这是新燃料技术,这里发动机专家比较少,不再说了。甲醇机这是魏秘搞的那一套。后面这个是氢气的内容。
最后总结一下,非常愿意参与新能源发展,我相信在未来新能源是一个路,是电动化为主,内燃机大家千万别忘了,内燃机是基础,内燃机电动化可以是补充,但是内燃机必须是基础,打起仗来,你看俄乌战争有几个电动化,电动坦克上吗?没有。谢谢大家!
未来新能源电动化将成为主流趋势,但内燃机并不会因此消亡。两者将在不同的应用场景中共同发挥作用,推动汽车产业的不断进步和发展。
(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)