阿尔伯塔省零排放卡车电气化合作项目AZETEC取得进展

阿尔伯塔零排放卡车电气化合作（AZETEC）项目在9月26日的阿尔伯塔汽车运输协会工业创新博览会上成为焦点，小组成员分享了关于开发一辆63.5吨燃料电池电动卡车的见解。

这辆卡车将参加阿尔伯塔省首次重型货物运输中氢能使用的商业试点，上周刚刚抵达埃德蒙顿。

行业利益相关者——包括Dana、氢技术与能源公司（HTEC）、Suncor能源、巴拉德动力系统等——讨论了项目的挑战和成功。

“事情并不总是顺利的，也不总是快速的，但我们今天要告诉你的是，它正在起作用，”Dana全球产品规划总监Steve Slesinski说，Dana为AZETEC卡车的开发贡献了关键部件。“我们遇到的每一个系统问题都是作为一个团队一起解决的。”

工程突破，技术挑战

从技术角度来看，Dana开发Zero-8电子轴是最关键的成就之一，Slesinski说。

“在卡车下面……你可以看到推动这辆车的大电子轴。我们还有电机、逆变器、控制器，以及第二个驱动轴，这是独特的，”Slesinski解释说。这种双轴配置对于满足项目的重量和功率要求至关重要。成功地整合这些系统标志着一个重大的工程成就，尤其是因为Dana通常直接与OEM合作，但在这个项目中不得不自己承担这个角色。

“我们有一个伟大的愿景，一个好主意，但实际上我们必须在进行过程中即兴发明很多东西，”Slesinski说，他提到了灵活性和适应性在处理工程挑战中变得至关重要，包括协调两个驱动轴与电子稳定控制、ABS系统，并满足加拿大车辆安全标准。

“其中一个轴实际上是一个三速轴，另一个是一个零速轴，”Slesinski解释说。“所以将这些系统集成在一起是一个新的挑战，[包括]考虑车辆动力学和所有我们必须通过加强车架和在这辆车中安装燃料电池堆来实现的增加的重量。”

这并不是AZETEC项目面临的唯一挑战——整合原型部件和协调多个供应商的努力也不容易。

“我们的许多合作伙伴，像Dana，都是从原型部件开始的，所以我们把一大堆原型部件放在一起，期望它们第一次就能正确地一起工作，”Slesinski说，并补充说另一个关键问题涉及氢基础设施，这在车辆测试期间带来了后勤挑战，尽管随着阿尔伯塔省氢能供应的扩大，预计会有改善。他还补充说，自2019年开始原型工作以来，全球供应链中断也是一个问题。

氢基础设施，燃料电池标准

总部位于温哥华的HTEC公司专注于氢燃料技术，在确保AZETEC卡车拥有加油和高效运行所需的基础设施方面发挥了重要作用。

首要任务之一是升级氢供应以满足燃料电池质量要求，HTEC负责站点和分销基础设施的副总裁Patrick Ouellette说。

Suncor能源，AZETEC的主要氢供应商，概述了它为净化氢气所采取的步骤。

“燃料电池质量需要大约99.999%的纯氢，其中水分和杂质含量非常低，以便让这些燃料电池正确工作，”Suncor负责清洁氢气和下游开发的负责人Jon Remmer说。氢气来自Suncor的埃德蒙顿炼油厂，并使用压力摆动吸附器（PSA）进行净化，以去除杂质。

一旦净化，氢气被压缩到450巴，并转移到移动加油拖车上，这些拖车将其带到指定的加油站点。Remmer指出，虽然基础设施正在运作，但当地在处理和测试氢气方面的专业知识不足。

“我们现在在西加拿大没有能力测试这个。所以我们不得不把这些样品送到加利福尼亚，”他说，并补充说，建立当地的测试能力将是扩大阿尔伯塔省氢气使用的关键下一步。

鉴于炼油厂位于埃德蒙顿，并且直接加油有限制，氢气必须被运输。“拖车每天被移走以供分配，”Ouellette说。“HTEC还为车辆加油提供了一个分配器。”

虽然系统在2023年6月投入使用，但一些早期挑战出现了。

“在项目开始时，我们都习惯了重型车辆是350巴，所以700巴是在项目开始后出现的。所以这都是为450巴规格的，这可以让你为350巴的车辆加油。我们有一个我们称之为增压柜。这是卡车[和]拖车与设备连接以在几个小时内安全地被填满的地方。然后有一个有控制设备的电气室。”

Ouellette说，由于系统是为连续运行设计的，它“并不喜欢”测试的停启模式。“我们现在正在解决这个问题，”他补充说，随着卡车开始常规使用，系统将运行得更加顺畅。

HTEC还开发了“电源块”，这是在阿尔伯塔当地制造的高压气瓶束，可以容纳超过500公斤的氢气。这些电源块被运输在平板拖车上，使用气体转移模块（GTM）为卡车加油。GTM可以安全地转移氢气，并集成了安全功能，如火灾检测、氢气泄漏检测和流速限制以防止过热。

除了建设和管理氢基础设施外，HTEC继续提供持续的维护和技术支持。“我的很多工程人员都为这个项目做出了贡献，我们继续有技术人员飞往炼油厂帮助进行预防性维护和系统运行，”Ouellette说。

数据收集以推动未来决策

随着氢基础设施的建立和技术挑战的解决，AZETEC项目的新焦点之一是数据收集和性能评估。

阿尔伯塔大学机械工程教授Mahdi Shahbakhti解释说，卡车将配备各种传感器来测量能源消耗、天气条件以及在不同载荷容量下的性能。

燃料电池卡车的性能将与柴油卡车在各种情况下的性能进行比较，例如爬坡、重载行驶以及在阿尔伯塔省极端冬季条件下运行，他说。

“有了我们计划的所有测试，我们可以全面了解这些卡车的性能。”

HTEC负责交通解决方案的副总裁Jeff Grant补充说，扩大规模将是下一阶段。“我们需要进入那种可以降低成本的规模，”他说，建议阿尔伯塔省需要一个健全的氢燃料站网络和更多的低碳强度氢气生产设施，以使氢气卡车成为全省车队的可行选择。

Grant还强调了创造财政激励措施的重要性，以使氢气卡车与柴油卡车在成本上具有竞争力。