康明斯東亞研發(fā)中心新基地：強(qiáng)化傳統(tǒng)動(dòng)力與新能源創(chuàng)新

卓 雅 文

On November 25, 2022, Cummins East Asia R&D Center officially opened its new site. On the basis of further strengthening the innovation and breakthrough of traditional energy power, the new R&D center will also enhance the exploration of zero-carbon solutions for diversified power.

隨著雙碳目標(biāo)的提出，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型潮在汽車行業(yè)不斷升溫，脫碳已勢(shì)在必行。作為全球最大的獨(dú)立發(fā)動(dòng)機(jī)制造商之一，康明斯已經(jīng)開啟零碳轉(zhuǎn)型的大幕。

康明斯東亞研發(fā)中心于2022 年11月正式啟用新址。全新的研發(fā)中心在進(jìn)一步強(qiáng)化傳統(tǒng)能源動(dòng)力創(chuàng)新突破的基礎(chǔ)上，將同時(shí)加強(qiáng)對(duì)多元?jiǎng)恿α闾冀鉀Q方案的探索，被譽(yù)為康明斯實(shí)現(xiàn)零碳目標(biāo)的“先鋒力量”。

啟用新基地，注入新動(dòng)能

據(jù)介紹，作為康明斯在美國(guó)以外投入最大的技術(shù)中心，東亞研發(fā)中心自2005 年成立以來，不論是針對(duì)市場(chǎng)或應(yīng)用的定制化開發(fā)，還是從車用國(guó)Ⅲ到國(guó)Ⅵ排放技術(shù)的升級(jí)，東亞研發(fā)中心是康明斯達(dá)成這些目標(biāo)的中流砥柱，也是與主機(jī)廠合作伙伴鏈合創(chuàng)新的核心資源。而隨著汽車市場(chǎng)以及政策法規(guī)的不斷發(fā)展升級(jí)，康明斯東亞研發(fā)中心研發(fā)任務(wù)日益增多，急需擴(kuò)容。2019 年，康明斯決定在原有1 億美元投資的基礎(chǔ)上，追加投資1.5 億美元，在武漢經(jīng)開區(qū)建設(shè)東亞研發(fā)中心新基地。

據(jù)了解，新基地占地面積約7 萬8 000 m2，比原有研發(fā)中心擴(kuò)大3 倍，臺(tái)架數(shù)量增加至28 個(gè)，包含性能臺(tái)架、可靠性臺(tái)架、NVH 臺(tái)架及冷啟動(dòng)臺(tái)架等先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架，滿足2.5 L至19 L 柴油機(jī)及天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試要求。

此外，新基地還將建立一棟新能源動(dòng)力研發(fā)大樓，前瞻性探索未來動(dòng)力新路徑，打造更尖端的多元能源動(dòng)力技術(shù)能力。該新能源動(dòng)力研發(fā)大樓預(yù)計(jì)將在2026 年底完工投產(chǎn)，配備最新燃料電池實(shí)驗(yàn)室、多功能動(dòng)力總成實(shí)驗(yàn)室、傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室、氫內(nèi)燃機(jī)實(shí)驗(yàn)室及整車輪轂實(shí)驗(yàn)室等，為打造更尖端的多元能源動(dòng)力技術(shù)能力奠定了扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

康明斯東亞研發(fā)中心新基地開業(yè)儀式

康明斯東亞研發(fā)中心新基地，作為康明斯實(shí)現(xiàn)零碳目標(biāo)的重要一環(huán)，日后將更多專注于多元產(chǎn)品的開發(fā)，在滿足客戶不斷迭代升級(jí)需求的同時(shí)，為全球早日實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和作出更多貢獻(xiàn)。

立足2025 零碳目標(biāo)，積極探索多元解決路徑

2021 年，康明斯向全球鄭重發(fā)布了自身對(duì)于“零碳目標(biāo)”的承諾，力求在2050 年前實(shí)現(xiàn)凈零排放。為此，在過去一年，康明斯一邊著力于新技術(shù)開發(fā)，以更加清潔高效的方式減少內(nèi)燃機(jī)排放；一邊投資、研發(fā)新的零排放產(chǎn)品，致力于加快零碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。此次研發(fā)中心新基地啟用的同時(shí)，康明斯還發(fā)布并展示了基于零碳目標(biāo)戰(zhàn)略、針對(duì)多場(chǎng)景應(yīng)用的最新技術(shù)路線，包括全新高效柴油機(jī)、國(guó)Ⅵ天然氣清潔動(dòng)力、適用多種燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)、氫內(nèi)燃機(jī)、燃料電池以及由康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)、伊頓康明斯變速器和康明斯美馳車橋組成的多元?jiǎng)恿偝山鉀Q方案。

1.全新高效柴油機(jī)

歷經(jīng)100 多年的不斷迭代升級(jí)，康明斯柴油動(dòng)力經(jīng)典產(chǎn)品層出不窮，為全球不同市場(chǎng)、不同應(yīng)用車型和工作場(chǎng)景定制化開發(fā)動(dòng)力解決方案。在中國(guó)，康明斯深耕市場(chǎng)近50 年，產(chǎn)品覆蓋輕、中、重型發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)。尤其是近10 年，康明斯根據(jù)中國(guó)不同應(yīng)用市場(chǎng)需求不斷推陳出新，應(yīng)用最先進(jìn)的技術(shù)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在滿足排放法規(guī)的前提下，不斷提升效率。2021 年康明斯在中國(guó)首發(fā)的15L 全新柴油機(jī)，再次定義了重型發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，其最高680 PS，量產(chǎn)48%的熱效率引領(lǐng)行業(yè)。

此外，康明斯還計(jì)劃將于2023 年投放全新一代滿足4 階段油耗、國(guó)Ⅵ排放法規(guī)的新產(chǎn)品，并將啟動(dòng)下一代更具備競(jìng)爭(zhēng)力的重型平臺(tái)升級(jí)，包括柴油、天然氣以及氫內(nèi)燃機(jī)的開發(fā)。

2.國(guó)Ⅵ天然氣清潔動(dòng)力

作為一種清潔能源，天然氣是“碳減排”的重要抓手。針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)，康明斯量身打造了全新國(guó)Ⅵ天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品，包括15N、12N、6.7N。其中，6.7N 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)是首次亮相。這一產(chǎn)品的體積更小，重量更輕，但功率及轉(zhuǎn)矩性能表現(xiàn)幾乎可與同排量柴油機(jī)相媲美，功率190~280 PS，最大轉(zhuǎn)矩1 100 Nm。

新推出的6.7N 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)將主要用于中國(guó)、印度和歐洲市場(chǎng)中卡、客車及專用車領(lǐng)域。除輕量化設(shè)計(jì)外，有100 多個(gè)天然氣機(jī)零部件及關(guān)鍵系統(tǒng)創(chuàng)新，大幅提升了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)在極端工況下的可靠性；高精度燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)確保空燃比精確控制，提升發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和排放性能。

3.適用多種燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)

國(guó)Ⅵ天然氣清潔動(dòng)力

同時(shí)，著眼于未來超低排放標(biāo)準(zhǔn)?？得魉惯€在2022 年率先推出了適用于多種燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)，在通用大部分零部件的情況下，可使用生物柴油、加氫植物油(HVO)、可再生天然氣和氫氣等多種低碳、零碳燃料，為用戶提供更低成本的脫碳技術(shù)路徑。該平臺(tái)柴油機(jī)的熱效率可達(dá)48%~50%，氣體機(jī)熱效率也可達(dá)43%~45%。

4.15 H 氫內(nèi)燃機(jī)

作為康明斯多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)的重要產(chǎn)品，氫內(nèi)燃機(jī)可使用綠氫零碳燃料，為節(jié)能減排拓展新的技術(shù)途徑?；顒?dòng)現(xiàn)場(chǎng)，康明斯15L 氫內(nèi)燃機(jī)也精彩亮相。

氫氣有著獨(dú)特的理化特性，例如：具有較寬的可燃性限值，較短的點(diǎn)火延遲時(shí)間。如何最大限度提升熱效率和動(dòng)力性，一直是氫內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)重點(diǎn)?？得魉?5H 氫內(nèi)燃機(jī)采用直噴、稀薄燃燒，基礎(chǔ)機(jī)擁有高達(dá)25 MPa爆壓能力，實(shí)現(xiàn)最大BMEP 2.4 MPa，最大輸出功率達(dá)550 PS，最大轉(zhuǎn)矩2 600 Nm，設(shè)計(jì)熱效率BTE 高達(dá)44%，熱效率和動(dòng)力性顯著提升。

15H 氫發(fā)動(dòng)機(jī)通過靈活的頂置凸輪系統(tǒng)，改進(jìn)冷卻系統(tǒng)，減少摩擦阻力，有效避免將柴油或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料轉(zhuǎn)換為氫燃料的過程中，出現(xiàn)性能受限和效率損耗；同時(shí)，該發(fā)動(dòng)機(jī)采用行業(yè)領(lǐng)先的燃燒室設(shè)計(jì)，以及基于pent roof 的滾流燃燒系統(tǒng)，能更好地進(jìn)行燃料混合、氣體流動(dòng)和湍流產(chǎn)生，助力氫氣快速燃燒。依托先進(jìn)的缸內(nèi)直噴技術(shù)，4 MPa 噴射壓力，實(shí)現(xiàn)氫能供給效率和缸內(nèi)混合優(yōu)化的完美平衡，最大限度提升效率。

與15H 氫內(nèi)燃機(jī)同時(shí)亮相的還有1 輛針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)應(yīng)用，定制化打造的氫內(nèi)燃機(jī)零碳重型概念卡車。該車配裝康明斯15L 氫內(nèi)燃機(jī)，在車輛底盤集成了10 個(gè)70 MPa 的儲(chǔ)氫罐，可儲(chǔ)存約53 kg 氫氣，還可根據(jù)需求安裝輔助儲(chǔ)氫罐，潛在續(xù)航里程達(dá)800 km(以儲(chǔ)氫量80 kg 推算)，滿足重載長(zhǎng)途高速物流、重載城際物流等需求。

5.氫能全產(chǎn)業(yè)鏈“制儲(chǔ)運(yùn)用”

作為最具前景的清潔能源之一，氫能為各行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了新機(jī)遇。在氫能應(yīng)用領(lǐng)域，康明斯燃料電池技術(shù)可為多種應(yīng)用場(chǎng)景提供動(dòng)力，包括公交車、卡車、軌道交通、船舶與發(fā)電。本次亮相的前瞻大功率燃料電池HD240 額定功率超過200 kW，在傳承康明斯產(chǎn)品高穩(wěn)定性、可靠性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和控制，功率密度高，冷啟動(dòng)表現(xiàn)優(yōu)異，為干線物流、長(zhǎng)途重載應(yīng)用提供了理想的零碳清潔動(dòng)力解決方案。

同時(shí)，康明斯持續(xù)探索能源低碳化，其質(zhì)子交換膜電解水技術(shù)可應(yīng)用于工業(yè)制造、化工冶煉、可再生能源綜合解決方案等多種場(chǎng)景，助力行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色脫碳的遠(yuǎn)景目標(biāo)。2021 年底，康明斯和中國(guó)石化資本恩澤基金按50:50 比例共同出資并于佛山設(shè)立合資公司，將領(lǐng)先的質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫技術(shù)在中國(guó)進(jìn)行本地化研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，以水電解技術(shù)加可再生能源制氫科技，推進(jìn)綠色制氫方案的發(fā)展。

位于上海的新能源動(dòng)力中國(guó)區(qū)總部及新能源研發(fā)中心涵蓋電解水制氫裝備電堆、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)及其核心零部件、高壓儲(chǔ)氫瓶系統(tǒng)等業(yè)務(wù)；位于武漢的康明斯東亞研發(fā)中心二期也配備一個(gè)氫能動(dòng)力大樓，即將投入使用。借鑒康明斯傳統(tǒng)業(yè)務(wù)在中國(guó)40 余年本土化經(jīng)驗(yàn)，康明斯新能源將攜手行業(yè)上下游，共同驅(qū)動(dòng)中國(guó)氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展。

15H 氫內(nèi)燃機(jī)

大功率燃料電池

6.多元的動(dòng)力總成解決方案，深度集成的價(jià)值伙伴

針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)應(yīng)用定制化打造的氫內(nèi)燃機(jī)零碳重型概念卡車

康明斯一體化動(dòng)力鏈產(chǎn)品（15N 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)+贏動(dòng)AMT+美馳車橋）

強(qiáng)勁的動(dòng)力表現(xiàn)、低碳環(huán)保性能，離不開動(dòng)力系統(tǒng)各模塊的深度集成和系統(tǒng)運(yùn)行?？得魉雇ㄟ^一體化動(dòng)力鏈的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)及制造，助力客戶在高效運(yùn)營(yíng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減碳。

康明斯一體化動(dòng)力鏈產(chǎn)品(15N 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)+贏動(dòng)AMT+美馳車橋)，就充分發(fā)揮了各模塊深度集成的優(yōu)勢(shì)：針對(duì)本土工況及市場(chǎng)需求，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒控制系統(tǒng)進(jìn)行全新優(yōu)化，提升燃燒效率；優(yōu)化了贏動(dòng)AMT 變速器控制軟件，并選用最佳后橋速比，具備更低油耗、更高效率、更加低碳等優(yōu)勢(shì)。

在“零碳”之路上，康明斯將持續(xù)開發(fā)一體化動(dòng)力鏈技術(shù)，升級(jí)智慧大腦控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力鏈深度集成控制，提升整車運(yùn)營(yíng)中的循環(huán)效率；同時(shí)，持續(xù)開發(fā)動(dòng)力鏈制動(dòng)系統(tǒng)，將發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)、液力緩速器、剎車結(jié)合AMT 換擋進(jìn)行集成控制，為客戶提供更加優(yōu)化的動(dòng)力鏈制動(dòng)系統(tǒng)。此外，康明斯還將持續(xù)強(qiáng)化行業(yè)合作、協(xié)同創(chuàng)新，為各類動(dòng)力、不同工況匹配合適的動(dòng)力鏈解決方案，助力零碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

隨著東亞研發(fā)中心新基地正式啟用，康明斯的新能源轉(zhuǎn)型之路也開啟了新的篇章。用前瞻思維布局，用扎實(shí)技術(shù)落地，我們有理由相信，未來康明斯一定會(huì)為推動(dòng)雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)做出更多貢獻(xiàn)。