2025年3月25日卡車技術(shù)前線消息，西南研究院（SwRI）推出了其行業(yè)支持的氫內(nèi)燃機(jī)聯(lián)盟H2-ICE2的最新版本。

此前，SwRI的H2-ICE卡車已經(jīng)在全國各地巡回展出，展示了一種在不犧牲性能的情況下產(chǎn)生零溫室氣體排放的替代重型燃料選擇。

西南研究院（SwRI）推出了其行業(yè)支持的氫內(nèi)燃機(jī)聯(lián)盟H2-ICE2的最新版本。

使用汽油、柴油和天然氣的傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)可以適應(yīng)使用氫燃料，這有可能將尾氣中的二氧化碳排放量減少99%以上。加強(qiáng)氫動(dòng)力汽車的研究、開發(fā)和生產(chǎn)有助于加速向碳中和技術(shù)的過渡，到2050年實(shí)現(xiàn)二氧化碳凈零排放。

2024年，經(jīng)過18個(gè)月的開發(fā)，SwRI的H2-ICE（氫內(nèi)燃機(jī)）聯(lián)盟完成了8級(jí)重型氫內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力汽車的制造。示范車輛在不犧牲商業(yè)可行性的情況下實(shí)現(xiàn)了超低氮氧化物和二氧化碳排放。    

由于H2-ICE車輛的二氧化碳排放量已經(jīng)預(yù)計(jì)接近零，因此最初的H2-ICE聯(lián)盟的主要重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)力的燃油經(jīng)濟(jì)性和減少氮氧化物等其他受監(jiān)管的排放，其目標(biāo)是證明符合加州空氣資源委員會(huì)（CARB）的自愿超低氮氧化物指定。

在2022年至2024年的18個(gè)月期間，SwRI工作人員和來自聯(lián)盟成員的專家共同努力，確定實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)所需的組件和技術(shù)。該團(tuán)隊(duì)還利用之前低氮氧化物示范項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)和SwRI的專業(yè)知識(shí)，指定了一種針對(duì)氫氣排放條件的新型尿素SCR后處理架構(gòu)。          

設(shè)計(jì)與轉(zhuǎn)換概述

康明斯X15N天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)被選為示范項(xiàng)目的基礎(chǔ)平臺(tái)，因?yàn)樗鼘?duì)氫氣轉(zhuǎn)化的要求最少。需要一些新的部件，但90%的現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)零部件是從基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)上保留下來的。

H2-ICE發(fā)動(dòng)機(jī)改裝包括定制進(jìn)氣歧管（金色）、專用噴射器、定制發(fā)動(dòng)機(jī)懸置和定制渦輪解決方案（紅色）。          

將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為使用氫氣運(yùn)行需要新的氫氣噴射器，這些噴射器集成在進(jìn)氣歧管中用于進(jìn)氣道噴射。由于貧氫燃燒對(duì)氣流的要求增加，增壓系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)。還增加了主動(dòng)曲軸箱通風(fēng)，以避免在氣門室蓋或油底殼中積聚可燃濃度的氫氣。最后，點(diǎn)火系統(tǒng)適用于氫氣燃燒，并安裝了新的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器。所有必要的組件均由聯(lián)盟成員提供，包括：

二氧化碳和氮氧化物排放

所有排放測(cè)試都是使用根據(jù)柴油后處理加速老化（DAAAC）協(xié)議老化的催化劑進(jìn)行的，因?yàn)樯形撮_發(fā)出針對(duì)氫氣的老化協(xié)議。           

車輛集成

車輛集成涉及的不僅僅是包裝新發(fā)動(dòng)機(jī)和用福威亞350巴壓縮氫氣罐替換柴油鞍座罐。安裝了更適合發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的新型Allison 4000系列變速器，并調(diào)整了后橋的最終傳動(dòng)比，以獲得最佳的車輛性能。

執(zhí)行了故障模式與影響分析（FMEA）方法，以確保車輛能夠安全可靠地運(yùn)行。根據(jù)失效模式與影響分析的結(jié)果，氫傳感器被放置在車輛周圍的關(guān)鍵位置以檢測(cè)泄漏，系統(tǒng)啟動(dòng)和關(guān)閉程序被開發(fā)并編程到一個(gè)新的監(jiān)控控制器中，該控制器與每個(gè)單獨(dú)的車輛控制模塊相互作用。

已完成的車輛已在全國各地參加各種貿(mào)易展覽和會(huì)議，以展示H2-ICE車輛的能力，并向潛在的車隊(duì)運(yùn)營商和政策制定者介紹H2-ICE聯(lián)盟的調(diào)查結(jié)果。  

H2-ICE 2.0    

西南研究院（SwRI）成立了H2-ICE2（氫內(nèi)燃機(jī)2）聯(lián)盟，以幫助汽車和運(yùn)輸行業(yè)了解和應(yīng)對(duì)開發(fā)清潔高效氫汽車的技術(shù)挑戰(zhàn)。該聯(lián)盟的完整8級(jí)H2-ICE示范車為長途卡車運(yùn)輸市場(chǎng)提供了另一種零溫室氣體（GHG）的選擇。

H2-ICE 2.0項(xiàng)目將繼續(xù)利用原始聯(lián)盟期間開發(fā)的動(dòng)力總成，并利用這些資源進(jìn)一步探索在真實(shí)環(huán)境中操作H2-ICE動(dòng)力卡車所帶來的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

H2-ICE 2.0將利用最初的H2-ICE計(jì)劃所獲得的知識(shí)和生產(chǎn)的演示車，在一系列具有挑戰(zhàn)性的真實(shí)單詞使用場(chǎng)景中測(cè)試H2-ICE卡車，以確定H2-ICE貨運(yùn)帶來的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。SwRI將探索車輛性能和駕駛性能、真實(shí)世界的排放測(cè)試以及車輛安全和診斷，為聯(lián)盟成員提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)和見解。

該聯(lián)盟的下一個(gè)迭代版本——“H2-ICE2”——將通過增強(qiáng)和改進(jìn)車輛的整體性能和效率，在之前的成功基礎(chǔ)上再接再厲。    

H2-ICE2聚集了交通行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，通過創(chuàng)新的氫發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)推進(jìn)可持續(xù)出行。該聯(lián)盟將繼續(xù)證明H2-ICE汽車補(bǔ)充其他零排放汽車技術(shù)的潛力，同時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)和卡車制造商、Tier 1供應(yīng)商以及燃料和潤滑油供應(yīng)商提供一個(gè)現(xiàn)實(shí)的脫碳路線圖。

H2-ICE聯(lián)盟使用圣安東尼奧SwRI的試驗(yàn)臺(tái)為8級(jí)車輛開發(fā)了一種氫發(fā)動(dòng)機(jī)。

SwRI動(dòng)力總成工程部副總裁Daniel Stewart指出： “H2-ICE是一種特別有吸引力的解決方案，因?yàn)楣I(yè)界可以利用全球已有的生產(chǎn)線和零部件供應(yīng)商來制造卡車?！薄癏2-ICE是一種可行的零排放解決方案，且目前可用” 。

2024年，SwRI的H2-ICE卡車在全國各地巡回展出，與長途卡車運(yùn)輸行業(yè)分享了一種可替代的重型車輛選擇，該選擇在不犧牲性能的情況下產(chǎn)生零溫室氣體排放。

發(fā)布后，H2-ICE2將在未來兩年內(nèi)通過加強(qiáng)測(cè)試和系統(tǒng)改進(jìn)來提高演示車的整體性能和效率。

SwRI動(dòng)力總成工程部經(jīng)理Ryan Williams表示：“第一階段H2-ICE聯(lián)盟專注于開發(fā)氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，并展示在性能和排放方面可以做些什么”?！?/span>通過H2-ICE2，該團(tuán)隊(duì)希望向人們展示卡車不僅僅是一個(gè)展品。它是一種功能齊全、實(shí)用的設(shè)備，可以滿足他們的需求。”

真實(shí)世界評(píng)估試驗(yàn)

從現(xiàn)在到2026年12月，H2-ICE2聯(lián)盟將調(diào)查該車輛在各種現(xiàn)實(shí)條件下保持性能、管理熱量和維持效率的能力。