现代汽车向瑞士合资公司供应1600辆燃料电池卡车

韩国现代汽车宣布与瑞士制氢企业H2 Energy联合成立新公司Hyundai Hydrogen Mobility(HHM)。

韩国现代将于2020年前向新公司交货1600辆燃料电池卡车,其中大部分燃料电池卡车将由新公司租赁给H2 Mobility Switzerland Association的会员企业。

H2 Mobility Switzerland Association设立于2018年,是瑞士为促进氢能普及成立的共同平台,该平台以在瑞士建立全国加氢站网络为目标。参加该平台的企业包括运输企业、物流企业及加氢站运营企业等。

新公司计划通过在瑞士制造/供应氢能的子公司开拓氢能销售事业,并计划进军其他欧洲国家。据悉瑞士将提高柴油卡车税金,因此氢燃料电池卡车市场需求将会增加。韩国现代将瑞士的新公司定位为未来占领燃料电池车欧洲市场的据点,满足欧洲需求后,将开展包括韩国及美国在内的全球事业。

H2 Energy拥有生产/供应氢气、加氢站、氢能工程、燃料电池车等整个氢能生态系统的经验及技术。该公司表示将通过此次合作援助燃料电池卡车事业,并开发与氢燃料电池车应用相关的环保系统。

参考日本报道原文:https://tech.nikkeibp.co.jp/atcl/nxt/news/18/04760/

丰田发布燃料电池大型商用卡车 续航里程提高2倍

4月22日丰田北美部首次公开了搭载燃料电池动力传送系统的大型商用卡车。

这款FC大型商用卡车由丰田公司与美国卡车制造商Kenworth共同开发,预计2019年秋在美国洛杉矶港口投入使用并逐渐增加至10辆。该车将以洛杉矶港口为据点,在附近地区及港口周边等地区进行货物运输。

为确保该车型顺利投入使用,丰田公司自2017年开始实施行驶测试及完善。该车型以美国Kenworth公司的T680为基础,动力传送采用了丰田MIRAI的燃料电池系统,续航距离提高到平均每日运送距离的2倍约480公里。

丰田公司表示将分阶段实现减少500吨以上温室气体及0.72吨PM10、氮氧化物等有害物质的目标。

参考日本报道原文:http://uee.me/aUf76

全固态电池 日本主流厂商研发动向

全固态电池是决定电动汽车(EV)及IoT(物联网)普及的关键因素,如今技术研发竞争愈演愈烈。

全固态电池的原理与锂离子电池基本相同,最大的区别是电极间电解质是液体还是固体。锂离子电池采用了液体电解质具有可燃性,一旦破损有可能起火。相反,全固态电池采用固体电解质没有泄露的危险。另外固体电解质锂离子移动的速度快,因此能够缩短充电所需的时间。日本计划2020年中旬实现普及,目前正为实现量产开展各项技术研发。

作为动力源,高能锂离子电池每公斤的能源输出量为200∼250千瓦时,而全固态电池约为锂离子电池的2倍。另外,锂离子电池由于离子溶出到电解液中,反复充放电时性能将随之下降,而全固态电池离子不溶解,因此电池寿命更长。根据国际能源署(IEA)报道, 2017年全球销售的100万台以上的EV和插电式混合动力汽车(PHEV)几乎全部采用了锂离子电池,2020年中期开始全固态电池的采用率将升高。据富士经济预测,全固态电池的市场规模在2030年将达到3300亿日元,之后将急剧增加,到2035年全固态电池的市场规模将达到约2兆8千亿日元。

■全固态电池在宇宙、汽车、IoT领域的发展

预计全固态电池的实用将始于电子设备及传感器,FDK展示如半导体芯片一样大小的超小型筐体,该产品计划在2020年发售。

汽车厂商均进入技术研发白热化。丰田和松下将在2020年成立车载电池新公司,共享大容量锂离子电池和全固态电池技术。

全固态电池的应用领域不仅在地球上,日前也发展到宇宙领域。日本特殊陶业公司已将自主研发的全固态电池提供给日本太空公司ispace用于宇宙探索,该公司计划2021年发射月球探测器。日立造船也已开始全固态电池AS-LiB的样品供货,计划今年内将在大阪投产。据悉该电池在摄氏100度以上的高温下也能工作,适用于宇宙领域。

■全固态电池零部件开发竞争同样激烈

在全固态电池热潮下,电解质、正极材料、负极材料等主要材料生产企业也展开了激烈的技术竞争。三井金属在固体电解质、正极材料、负极材料的研发上均有涉猎。

固体电解质方面,三井金属公司在以硫磺、锂、磷等为原材料的电解质方面新研发了各原材料的烧结技术,目标不仅限于批量生产,预计将在2025年前后实用。日本有色金属资源及材料制造商JX金属在电解质开发方面已与东日本钛金属展开合作。日本第二大石油公司出光兴产公司与汽车厂商等进行技术研发合作,并已获得相关专利,计划2020年实用。

正极材料是锂离子电池发展的关键,目前正极材料的原材料大多采用钴等稀有金属。住友金属矿山公司将传统的正极材料应用到了全固态电池中。而住友化学正在开发新型正极材料,其中将不再使用稀有金属,取而代之的是镍或锰。

负极材料是保持电池充电状态的关键,大大左右着电池的容量。日本GSYUASA公司通过利用金属硅开发出了可实现约3倍能量密度的产品。

全固态电池领域日本领先于世界。日本新能源产业的技术综合开发机构(NEDO)是促进科技产品转化的军师,丰田、松下、旭化成等企业均在研发框架中。轻质大容量新型电池“空气电池”的研发竞争等新潮流不断涌现,全固态电池的商用化步伐正在不断扩大。

参考日本报道原文:http://rrd.me/edMqj

 

快讯:车载电池技术方向

车载电池是搭载在用马达驱动的车辆上的电池,例如电动汽车(EV)或插电式混合动力车(PHV)等。与传统的汽油车上使用的铅蓄电池和镍氢电池相比,车载电池是一种储电量更大的锂离子电池并占据着市场主流地位。

日本在PHV、EC的实用化上具有世界先进性。因此,在电池等主要零部件方面,松下等日本厂商一直占据主导地位。但近年来中国成为世界最大的EV市场,车载电池产业发达。2017年宁德时代新能源科技(CATL)在车载电池领域的全球市场占有率为16%,跃居全球之首。松下转为第二,其次是中国比亚迪、韩国LG化学等。

未来车载电池的技术方向仍是延长续航里程,当务之急是开发新材料及新结构的电池。而丰田等则正在积极推动全固态电池的研发进程。

参考日本报道原文:http://c7.gg/f3MWf

快讯:雅马哈发布新型燃料电池车

日本雅马哈发动机公司开发出了新款小型燃料电池车(FCV)的试制模型,型号为YG-M FC。据悉计划2019年4月18日起在日本石川县轮岛市进行试验。将在一周约3公里的市区路线以低速反复行驶来验证该车型的行驶性能及操作性。

雅马哈发动机公司开发的燃料电池车YG-M FC

图片来源:雅马哈发动机公司

该车型续航里程是同系电动车(EV)的4~5倍,据悉一次充电可行驶150~200公里。不但大大缩短了补给耗时、提高了车辆的稼动率,且相同距离下一辆FCV的成本比两辆EV还要低。

燃料电池系统通过后轮驱动行驶,该系统由雅马哈发电机公司与合作伙伴企业共同研发而成。车体后座下方安装有电动机、圆形氢气罐、FC电池组及驱动电池包。

图片来源:雅马哈发动机公司

包括司机在内可乘坐4人,车身长3370×宽1340×高1710毫米,车辆重量640公斤。这款小型车主要适用于机场、工厂、动物园等场地内。

雅马哈表示未来将接入多种移动性能到MaaS(移动服务)中,并已开始相关技术的研发。

参考日本报道原文:http://kks.me/bp7tt

燃料电池PK二次电池 发展中的共生与超越

燃料电池在日本主要应用于汽车领域,在国际上的应用更加广泛,已不断开发出在叉车、无人机、列车上的应用产品。全球企业不断开发燃料电池产品,快速占领市场的趋势引人关注。

■预测FC全球市场规模2030年是2018年的23倍

2019年1月富士经济公布了FC系统(燃料电池系统)的市场预测报告,据悉2030年的FC全球市场规模约是4.9万亿日元,约是2018年的23倍。若将补给氢能的基础设施市场包含在内,市场规模将更大。

FC系统全球市场规模预测(富士经济)

根据对燃料电池组不同技术市场前景的预测结果,固体高分子型燃料电池(PEFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)的市场规模在发展前期呈现出的状态基本相同,但后期的发展趋势将发生显著变化,据数据显示2030年PEFC的市场占有率将超过90%。

PEFC与SOFC市场前景对比(富士经济)

这看似乐观的市场预测果真如此吗?在此有必要对竞争技术——液态锂离子二次电池(后统称LIB)做到知己知彼方可避免盲从。

■FC对比LIB

据下表综合对比来看,燃料电池(后统称FC)的明显优势在于能量密度高、充电时间短、大容量化的成本低。

(1)重量能量密度方面,在考虑了燃烧效率的前提下,包括有电池组、高压罐、调节器等的FC系统的重量能量密度约是LIB的5倍以上。

(2)充电时间方面,FC具有强大优势。虽LIB可缩短充电时间,但会伴有发热、早期劣化、输送超高电压等副作用。充电时间的差异化影响在巴士、卡车等大型车上更加明显。FC卡车20分钟即可完成加氢补给,EV卡车即使使用快速充电系统(50KW),充电耗时至少在10小时以上,换成150KW,充电耗时也要3个半小时以上。据下图分析可知,续航距离越长EV卡车在开工率方面的差距越大。

长距离行驶对比

(3)大容量化的成本低,此优势在于续航里程越远成本越低。将FC电池组大型化时仅需加大氢气罐或增加数量即可。尽管FCV配备的氢气罐体积大,但因原材料多采用树脂或碳纤维,所以重量上有优势。氢本身的质量是 5kg(丰田FCV –MIRAI),即使将此数值乘以10倍,也比LIB电池包的重量轻很多。

■LIB对比FC

貌似完美的FC实际上也存在着不足:(4)短距离使用时电能利用效率低(5)负荷响应性低(6)难以进行高功率输出(7)补给基础设施少——现有加氢站数量明显不足。但乐观的是这些不足有望解决。

(4) FC的电能利用效率低,仅为LIB的一半。LIB可在充电后直接输出电能,而FC电能利用效率低的原因在于它的输出过程,首先需要将电力转换为氢、再将氢压缩或液化后搬运、使用时再由氢转换为电能。

FC与LIB电池组效率对比

(原图:由日经 xTECH根据英国Riversimple公司资料制作而成)

续航距离与效率的关系 (已考虑车辆重量等因素)

(原图:由日经 xTECH根据英国Riversimple公司资料加工而成)

为提高EV的续航距离而配置上大容量电池的话,因电池在搬运中会耗费较多电能,所以实际效率将低于FCV。这一点在无人机上体现得更明显,如果电池重量能量密度低,增加容量反而会使续航时间缩短。因此对长途汽车来说,(4)反而是FC的优势。

短距离运行时FC的效率低、(5)负荷响应性低、(6)难以进行高功率输出,也许不是马上就能解决的问题,但最近推出的很多FCV已通过搭载与小型EV同等或以上容量的LIB、双电层电容器解决了这些问题。因此近期的FCV实际为混合动力,使用LIB的目的在于弥补FC弱项。

(7)FCV补给设施少,在补给设施方面LIB存在明显优势。在用途上各有特点:LIB适用于短途汽车。FCV适用于长途大巴/卡车、无人机/飞机等。

EV与FCV用途特点

随着自动驾驶技术及移动服务“MaaS”的普及,未来FC在汽车上的使用依然将成为主流。顺应趋势,美国Plug Power公司已开始与本国大学科研团队合作共同研究为FCV自动供给氢能的机器人。

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参考日本报道原文:http://uee.me/aSFnP

2019全固态电池实用里程碑之年

全固态电池的实用化已近在眼前。全固态电池具有良好安全性及易于大容量化等特点。日本电子元件生产商TDK公司计划近期内批量生产小容量小型产品,同时预计到2020年前期将在汽车上配置大容量产品,有望取代锂离子二次电池。虽然完全普及还需要一段时间,但纵观全局今年将是全固态电池实用的里程碑之年。

目前的锂离子电池机理上是通过锂离子来回于充满液体电解质的正极和负极之间的“水槽”进行充放电。与此相对,全固态电池的电解质为固体,突出的优势主要有:

目前,最接近实用的是一种在电解质中使用了陶瓷材料的小型电池。这种电池由电子零部件企业利用层合陶瓷电容器等技术进行开发。TDK公司已开发贴装在基板上的芯片型固态充电电池,名为“CeraCharge”,官方表示“如果置换为纽扣电池,可使搭载设备小型化,也可进行充电”, 目前这款电池每月生产3万件样品,计划今年内正式批量生产。同一领域,富士通旗下电子零部件制造商FDK公司也从去年12月开始了样品供货,村田制作所也预计在2019年度投产。虽然各厂商电池在容量上多少有些差异,但在产品方向上都主要瞄准了小型IoT(物联网)及可穿戴设备。

TDK公司芯片型固态充电电池

另一方面,使用含有硫化物的无机电解质材料的电池也已开始实用,首当其冲的厂商是日立造船。该公司开发了厚度仅为0.3毫米的薄片电池,目标2019年度内实现商品化并已启动样品供货。该公司利用子公司的压力机技术,确立了粉末电解质压固技术。与现有将液体多次干燥形成固体的方法相比可省略工程、降低成本。官方表示“将首先向特殊用途方向出售产品,例如在宇宙空间使用的电子设备等。”预计将来还将向大需求市场的汽车行业提供产品。

日立造船生产的薄片电池

丰田汽车于2017年10月在东京车展上就已宣布将在2020年前期完成全固态电池的商品化。计划到2030年为止将在车载电池开发及生产上投资1.5万亿日元,目前正与东京工业大学等开展相关研发项目,在去年12月宣布的与松下的合作内容中也包括了全固态电池的开发及生产。

目前,美国在电池领域的风险投资发展显著,中国势头也很猛进,时下世界范围内的开发竞争十分激烈,日本虽在材料等方面拥有最尖端的技术,但能否继续由日本掌握主导权目前还是个未知数。据富士经济表示,全固态电池市场在2017年仅为21亿日元,到2035年预计将扩大到2兆7877亿日元。能否在这个极具潜力的市场中生存下去,关键在于今后几年的不断努力。

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参考日本报道原文:http://suo.im/5iSQwX