發(fa)布時間:2021-12-30 來源(yuan):電車資源(yuan) 點(dian)擊數:72132次
新能源(yuan)商(shang)用車的未來7大發(fa)展趨(qu)勢
我國(guo)新能源汽車(che)在近10年來(lai)呈現了極其高速的發展態勢,無論是技術和產品(pin)已經日趨成熟,尤其是在諸如電池等領域,大(da)有趕超國(guo)外先進企(qi)業(ye)的表現。
隨著電動化(hua)發(fa)展(zhan)不斷(duan)深入,車聯網(wang)、自動駕駛(shi)、換(huan)電、氫燃料等(deng)新概念新技(ji)術也得到了突破(po),不僅表(biao)現(xian)在乘用車上,在貨車等(deng)商用車領域更是如(ru)此。
本(ben)文(wen)就(jiu)從(cong)技(ji)術和產品兩大角度入手,全面剖析國(guo)內新能源貨車(che)的發(fa)展趨(qu)勢(shi)——
1、未來15年,是(shi)磷酸鐵鋰的“天下”
和(he)乘用車一(yi)樣,電(dian)動貨車搭載(zai)的電(dian)池主要也分為三(san)元鋰和(he)磷酸(suan)鐵鋰兩大(da)類。在(zai)2020年之前,由于磷酸(suan)鐵鋰的能量密度較低,且(qie)處于輕量化的考量,國內應用規模最大(da)的仍是(shi)三(san)元鋰電(dian)池。
但三(san)元鋰(li)電池有一個致命的(de)問題(ti):安全性較低(di)。主(zhu)要(yao)由(you)于(yu)其受到撞(zhuang)擊和在高溫環(huan)境下的(de)起火點(dian)低(di),非常容易導致工(gong)況相對乘用(yong)車更惡劣(lie)的(de)貨車出現(xian)自燃現(xian)象(xiang)。不過當(dang)下,隨著比亞(ya)迪推出磷酸(suan)鐵鋰(li)刀片電池,磷酸(suan)鐵鋰(li)的(de)技術日益成(cheng)熟,電池包能量密度普遍可達140Wh/kg,甚至(zhi)已有超(chao)過170Wh/kg的(de)產(chan)品出現(xian)。
如今鈷元(yuan)素(su)稀缺(que),磷(lin)酸鐵鋰電池(chi)的成本(ben)優勢也逐(zhu)漸顯(xian)現。可(ke)以判斷,未來15年內,磷(lin)酸鐵鋰電池(chi)將會(hui)是新能源貨車尤其是純電動貨車首(shou)選的主流。
2、大(da)勢所趨,電驅動系統集(ji)成化(hua)
傳統(tong)燃油(you)貨(huo)車(che)的(de)動(dong)(dong)力(li)總成由發動(dong)(dong)機、變速器、傳動(dong)(dong)軸、驅動(dong)(dong)橋等部位組成,早期純(chun)電動(dong)(dong)貨(huo)車(che)采用了“油(you)改電”的(de)技術路線,也就是說和傳統(tong)的(de)動(dong)(dong)力(li)總成一樣,只不過把發動(dong)(dong)機換成了電機、變速器換成了減速器。
“換湯不換藥”帶來(lai)的結果(guo)是(shi)成本高昂、重(zhong)量巨大且(qie)傳動效率低下。
但(dan)隨(sui)著乘(cheng)用車(che)電驅平臺的發展,貨車(che)的電驅動總(zong)成(cheng)(cheng)也得(de)到了啟發,為了降能(neng)耗、降重量、降成(cheng)(cheng)本(ben),目(mu)前逐(zhu)漸出現了同軸橋、集(ji)成(cheng)(cheng)橋等多(duo)種驅動總(zong)成(cheng)(cheng)形式。
微輕型純(chun)電貨車:同軸(zhou)橋(qiao)
同(tong)軸橋指的是將電機、行星減速(su)器(qi)、差速(su)器(qi)和(he)橋殼同(tong)軸布置成一個整(zheng)體的電驅動總成,如下圖(tu)所示。
可以明顯看出(chu)(chu),這種總成方法傳(chuan)動(dong)鏈短、零件少、結(jie)構緊(jin)湊,相比于(yu)電機直驅,完(wan)全省去了中間(jian)傳(chuan)動(dong)軸。據(ju)數據(ju)統計,這樣的(de)布置可以平(ping)均(jun)減(jian)輕重(zhong)量10-25%,且傳(chuan)動(dong)效率比直驅高(gao)出(chu)(chu)3-5%。
要(yao)知(zhi)道,新(xin)能源貨車的主要(yao)應用(yong)場景就(jiu)是(shi)城際短途和城市(shi)物流,一般來(lai)說都是(shi)高速(su)路況,而(er)同軸橋的結構非(fei)常適合(he)。
中重型(xing)新能源貨車:集成橋
相比(bi)于(yu)純電(dian)動貨(huo)車,中型和大型的(de)新能源貨(huo)車并(bing)不能采用同軸橋的(de)形式。未來有(you)可能會逐漸從電(dian)機直(zhi)驅轉向集(ji)成橋。
集(ji)成(cheng)橋指的(de)是電(dian)(dian)機(ji)、變速器/減速器、差速器和車橋高度(du)集(ji)成(cheng)的(de)電(dian)(dian)驅動(dong)總成(cheng)形式。和同軸(zhou)橋相似,也可以(yi)壓(ya)縮總成(cheng)體積,且對于(yu)中(zhong)型和重(zhong)型的(de)電(dian)(dian)動(dong)貨車來(lai)說,可以(yi)放下更多(duo)的(de)電(dian)(dian)池。
但(dan)需要注意(yi)的(de)(de)是:國內(nei)(nei)目前在集成橋的(de)(de)技術上并沒有(you)我們想(xiang)得(de)那(nei)么成熟,成本(ben)目前還比較高,再加(jia)上中重型(xing)貨車(che)的(de)(de)工況、路況都(dou)遠比小型(xing)汽車(che)復雜,所以這項(xiang)技術在未來短期內(nei)(nei)還無法大規(gui)模在市場上有(you)所應用,當前仍然會(hui)以電(dian)機直(zhi)驅(qu)為主。
3、多(duo)合一(yi)的主流,高壓電控集成化
相信(xin)所有從事電(dian)動(dong)車(che)(che)領域的(de)人應該都知道(dao)多合一(yi)的(de)電(dian)驅總成(cheng),這里(li)就不再多作(zuo)贅述。重(zhong)點來講一(yi)講在新能源貨車(che)(che)上的(de)高壓電(dian)控(kong)集成(cheng)。
新能源(yuan)貨(huo)(huo)車(che)上三合(he)一、四合(he)一甚至是八合(he)一的高(gao)壓(ya)(ya)電(dian)控(kong)案例目(mu)前并(bing)(bing)不多。這還是由于新能源(yuan)貨(huo)(huo)車(che)的工況更為復雜,但這并(bing)(bing)不妨礙多合(he)一高(gao)壓(ya)(ya)平臺(tai)也成(cheng)為貨(huo)(huo)車(che)的趨勢之一。
多(duo)合(he)一帶來的(de)最大效益就是空(kong)間(jian)壓(ya)縮,將(jiang)驅動電(dian)(dian)機(ji)控制器(qi)(qi)模(mo)(mo)塊、DC-DC電(dian)(dian)壓(ya)變換器(qi)(qi)模(mo)(mo)塊、PDU高壓(ya)配(pei)電(dian)(dian)模(mo)(mo)塊和OBC車載充電(dian)(dian)器(qi)(qi)控制器(qi)(qi)模(mo)(mo)塊幾乎都集成到(dao)一個盒子里,把本就被電(dian)(dian)池占用(yong)的(de)貨車內(nei)部空(kong)間(jian)利用(yong)到(dao)極致。
商(shang)用(yong)車多合一(yi)電控
這(zhe)意味著整體的成本可(ke)(ke)以大(da)大(da)降低,同(tong)時可(ke)(ke)靠性和運行效率(lv)也會更(geng)高。
4、萬物互聯,貨車也(ye)要智能化
貨車(che)的智(zhi)能化將是(shi)下一(yi)(yi)個重點技術(shu)研發方向(xiang)。和乘(cheng)用車(che)相(xiang)似,新能源貨車(che)的智(zhi)能化一(yi)(yi)般指(zhi)的是(shi)包含(han)了智(zhi)能駕駛/自動(dong)駕駛、車(che)輛網、車(che)輛安全、智(zhi)慧(hui)座艙、人車(che)交互等功能的系統(tong),此外包括(kuo)遠程系統(tong)。
想象一下:一輛不需要司(si)機(ji)的短途新(xin)能源貨車,能夠為行業(ye)帶來多少收益(yi)?
當(dang)行(xing)車(che)安全(quan)得(de)到保障時,無人(ren)駕駛貨(huo)車(che)(包括行(xing)駛、駐車(che)和上下貨(huo))在一些(xie)特殊(shu)場景比如礦(kuang)場、港口、封(feng)閉式(shi)園區等領(ling)域應用時,可以大幅提高(gao)貨(huo)運(yun)效(xiao)率、降低人(ren)工成本。
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不僅如(ru)此,當智(zhi)能(neng)化發展成熟時,結合物聯網(wang)、大數據、云(yun)平臺等技術,可以通過共享運(yun)力,打造一個全新(xin)的貨運(yun)生態,改變(bian)當前的物流、運(yun)輸產業模式。
看完技術,我們(men)再來(lai)看看新(xin)能源貨車的產品發展趨勢(shi)。
5、環衛(wei)&城市物流車:基本全部純電化
環衛(wei)車和城市物流車較為(wei)相似,都是日均(jun)里程在150-200km以內,且行(xing)駛(shi)區間都是在指定范圍(wei)內。物流車對(dui)速(su)度有一定要求(qiu),環衛(wei)車則平均(jun)車速(su)在50-60km/h左右。
基(ji)于(yu)這些(xie)特點,環(huan)衛和(he)物流車將(jiang)成為貨車純(chun)電化趨勢(shi)首當其沖的產品之一。但目前沒有大規模普及的主(zhu)要原因仍然在于(yu)技術不夠成熟,且成本較高(gao)。
以4.5噸純電(dian)輕卡為例,其(qi)續航僅(jin)為200km左右,且冬季會縮水,充電(dian)時間(jian)延長,影響使(shi)用效率。雖然近幾年售價大幅降低(di),但仍比燃油車高出(chu)許(xu)多。
所以未來環衛和(he)城市物(wu)流車產品(pin)的主要(yao)發(fa)展方(fang)向將會重點往輕量化(hua)、低成本、低能耗走,當然這也對技術方(fang)面提出(chu)了(le)新的要(yao)求。
此外隨著電商平(ping)臺(tai)的發展(zhan),物流車和環衛一樣幾乎已經(jing)成為了剛性需求,市場體(ti)量巨(ju)大,在市場驅(qu)動(dong)和政(zheng)策(ce)的雙重驅(qu)動(dong)下純電化是(shi)必經(jing)之路(lu)。
6、城建物流&特殊場景(jing),換電加持,部分新能源化
城(cheng)建物(wu)流指的是負責城(cheng)市(shi)及近郊的建筑垃圾和建筑材(cai)料運輸的貨車,包括自(zi)卸(xie)車、攪拌車、渣土車等(deng)等(deng),單日最高運營里程(cheng)為500km,目前大多數都是中重型卡車。
比亞迪(di)純電渣土車
港(gang)口(kou)(kou)物流車(che)(che)顧名思義,服務于(yu)港(gang)口(kou)(kou)內外(wai)(wai),主要以(yi)牽(qian)(qian)(qian)引車(che)(che)為主。港(gang)口(kou)(kou)內的(de)牽(qian)(qian)(qian)引車(che)(che)目前(qian)基(ji)本24小時(shi)運(yun)營(ying),但里(li)程不長,為封(feng)閉區(qu)域內的(de)運(yun)營(ying);港(gang)口(kou)(kou)外(wai)(wai)的(de)牽(qian)(qian)(qian)引車(che)(che)產品運(yun)輸里(li)程不定。
礦山物(wu)流車(che)主要為自(zi)卸車(che)、牽(qian)引車(che)等等,行車(che)路線非常固定,同(tong)樣(yang)也是24小時運營,日均里程150km左右。值(zhi)得(de)注意的是,礦山物(wu)流車(che)載充(chong)電換點等基(ji)礎設(she)施建設(she)方(fang)面有(you)著不(bu)同(tong)于其他(ta)產品的高度(du)自(zi)主權。
這些產(chan)品的共同點在于,極度注(zhu)重運輸(shu)效(xiao)率。不像物流車和環衛車可以有(you)足夠的充(chong)電(dian)時間,如(ru)果在充(chong)電(dian)上耗費太多時間,那么(me)成本(ben)就會高到無(wu)法估計。
所以換電(dian)成為了電(dian)動重(zhong)卡的新方向。越(yue)來越(yue)多的國內廠商(shang)推出了純電(dian)動渣土車、攪拌車、牽引車等等。相比(bi)于需(xu)要1.5-2小時的充(chong)電(dian),5-10分鐘即可(ke)完成的換電(dian)更(geng)具經濟效益。
純(chun)電攪拌車 黑色部分為電池
所以可見,換電(dian)技術(shu)將(jiang)有助于這(zhe)些領(ling)域的(de)產品進(jin)行新能(neng)源轉型。但目前換電(dian)站(zhan)的(de)建設和規模化應用,以及換電(dian)的(de)可靠(kao)和安全性(xing)問(wen)題還需(xu)要進(jin)一步論證(zheng)。
7、長途重卡,氫燃料(liao)技術或成新出路
對于(yu)重(zhong)型卡車來說,電動(dong)(dong)汽(qi)車的(de)動(dong)(dong)力和續航很難滿足其(qi)動(dong)(dong)輒上千的(de)里程(cheng)。但重(zhong)卡又是(shi)排放界(jie)的(de)“老(lao)大難”,氫能或許是(shi)重(zhong)卡的(de)新出路。
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