深度解读未来电动商用车的七大发展趋势
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我国新能源汽车在近10年来呈现了极其高速的发展态势,无论是技术和产品已经日趋成熟,尤其是在诸如电池等领域,大有赶超国外先进企业的表现。随着电动化发展不断深入,车联网、自动驾驶、换电、氢燃料等新概念新技术也得到了突破,不仅表现在乘用车上,在货车等商用车领域更是如此。
今天我们就从技术和产品两大角度入手,全面剖析国内新能源货车的发展趋势——
01未来15年是磷酸铁锂的“天下”
和乘用车一样,电动货车搭载的电池主要也分为三元锂和磷酸铁锂两大类。在2020年之前,由于磷酸铁锂的能量密度较低,且处于轻量化的考量,国内应用规模最大的仍是三元锂电池。
但三元锂电池有一个致命的问题:安全性较低。主要由于其受到撞击和在高温环境下的起火点低,非常容易导致工况相对乘用车更恶劣的货车出现自燃现象。
不过当下,随着比亚迪推出磷酸铁锂刀片电池,磷酸铁锂的技术日益成熟,电池包能量密度普遍可达140Wh/kg,甚至已有超过170Wh/kg的产品出现。
如今钴元素稀缺,磷酸铁锂电池的成本优势也逐渐显现。可以判断,未来15年内,磷酸铁锂电池将会是新能源货车尤其是纯电动货车首选的主流。
02大势所趋电驱动系统集成
传统燃油货车的动力总成由发动机、变速器、传动轴、驱动桥等部位组成,早期纯电动货车采用了“油改电”的技术路线,也就是说和传统的动力总成一样,只不过把发动机换成了电机、变速器换成了减速器。“换汤不换药”带来的结果是成本高昂、重量巨大且传动效率低下。但随着乘用车电驱平台的发展,货车的电驱动总成也得到了启发,为了降能耗、降重量、降成本,目前逐渐出现了同轴桥、集成桥等多种驱动总成形式。
微轻型纯电货车:同轴桥
同轴桥指的是将电机、行星减速器、差速器和桥壳同轴布置成一个整体的电驱动总成,如下图所示。
可以明显看出,这种总成方法传动链短、零件少、结构紧凑,相比于电机直驱,完全省去了中间传动轴。据数据统计,这样的布置可以平均减轻重量10-25%,且传动效率比直驱高出3-5%。要知道,新能源货车的主要应用场景就是城际短途和城市物流,一般来说都是高速路况,而同轴桥的结构非常适合。
中重型新能源货车:集成桥
相比于纯电动货车,中型和大型的新能源货车并不能采用同轴桥的形式。未来有可能会逐渐从电机直驱转向集成桥。集成桥指的是电机、变速器/减速器、差速器和车桥高度集成的电驱动总成形式。和同轴桥相似,也可以压缩总成体积,且对于中型和重型的电动货车来说,可以放下更多的电池。
新能源汽车起火
但需要注意的是:国内目前在集成桥的技术上并没有我们想得那么成熟,成本目前还比较高,再加上中重型货车的工况、路况都远比小型汽车复杂,所以这项技术在未来短期内还无法大规模在市场上有所应用,当前仍然会以电机直驱为主。
03多合一的主流高压电控集成化
相信所有从事电动车领域的人应该都知道多合一的电驱总成,这里就不再多作赘述。重点来讲一讲在新能源货车上的高压电控集成。新能源货车上三合一、四合一甚至是八合一的高压电控案例目前并不多。这还是由于新能源货车的工况更为复杂,但这并不妨碍多合一高压平台也成为货车的趋势之一。多合一带来的最大效益就是空间压缩,将驱动电机控制器模块、DC-DC电压变换器模块、PDU高压配电模块和OBC车载充电器控制器模块几乎都集成到一个盒子里,把本就被电池占用的货车内部空间利用到极致。
商用车多合一电控
这意味着整体的成本可以大大降低,同时可靠性和运行效率也会更高。
04万物互联货车也要智能化
货车的智能化将是下一个重点技术研发方向。和乘用车相似,新能源货车的智能化一般指的是包含了智能驾驶/自动驾驶、车辆网、车辆安全、智慧座舱、人车交互等功能的系统,此外
包括远程系统。想象一下:一辆不需要司机的短途新能源货车,能够为行业带来多少收益?当行车安全得到保障时,无人驾驶货车(包括行驶、驻车和上下货)在一些特殊场景比如矿场、港口、封闭式园区等领域应用时,可以大幅提高货运效率、降低人工成本。