新能源重卡发展综述
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新能源重卡发展综述

2024-03-04 05:30:24
作者: 常见问题

  近几年,在对于新能源动力系统的要求更高的重卡领域,混合动力、纯电动和燃料电池技术持续不断的发展,新应用场景不断开发,需求持续增长,新能源重卡已然表现出发展潜力。

  新能源汽车技术发展至今,混合动力技术最为成熟,增加的成本最小。目前混合动力系统包括串联式、并联式和混联式三种。

  并联式混合动力系统由传统的内燃机系统和电机驱动系统组成,发动机、电机和变速器配合使用组合成不同的动力模式,可适用于多种不同的行驶工况,能量利用率高。

  目前国内外混合动力重卡基本都采用了并联式混合动力系统。该系统技术成熟度高,最大限度保持原车型动力系统布置方式,结构相对比较简单,重量较轻,成本较低,系统稳定性较高。

  混合动力在日本和欧洲发展较早,欧洲的汽车制造商推崇混合动力,日本大力投入混合动力研发,引领着混合动力汽车的发展。除此之外,近年来混合动力在北美市场的迅速增加也不容小觑。

  早在2009 年已投产的沃尔沃FE 垃圾回收车,采用并联式混合动力系统,最多可省油20%。

  2019 年日野发布日野Profia 重卡的混合动力车型Profia Hybrid。Profia Hybrid 采用并联式混合动力系统,应用AI系统进行控制,根据重卡的载重情况、道路坡度、发动机状态、道路交互与通行状况、驾驶员驾驶风格和习惯等,自行判断并采用不一样的动力输出模式。根据道路实测试验结果,与传统燃油车相比,日野Profia Hybrid 可节省约15%的燃油,并相应减少CO2的排放。

  美国伊顿公司的混合动力系统为并联式混合动力系统。目前,伊顿与戴姆勒、达夫等卡车公司均有合作伙伴关系,其系统大范围的应用在多种卡车产品上。

  国内混合动力重卡的研究相对较少。2019 年3 月,国内有三款混合动力重卡同时登上工信部第318 批新车公告。青汽解放悍V 6×4 混合动力牵引车,搭载了261kW 柴油机和额定功率75kW 的永磁同步电机。东风天龙6×4 混合动力牵引车,搭载了343kW 柴油机。中国重汽HOWO 6×4 插电式混合动力自卸车,采用并联混动系统,搭载了276kW 柴油机和额定功率40kWh 的电池。

  在自重和环保压力之间,混合动力重卡找到了平衡点,尤在中长途运输方面具有优势。

  我国目前的补贴政策,对于混合动力货车仅插电式享受补助,混合动力重卡没有纯电动和燃料电池重卡的政策引导,发展稍显缓慢。

  纯电动重卡的技术路线灵活多样,最重要的包含中心电机驱动、中央电机驱动桥、轮边电机驱动桥等方案。中心电机驱动方案,与传统燃油车的布置方式基本一致,取消了发动机和离合器,用驱动电机连接变速器,原车平台的借用程度最高。中央电机驱动桥方案在原传动驱动桥主减速器的位置上集成驱动电机(一般为横置)、变速器等零部件,集成度高,布置空间占用小。轮边电机方案将两个驱动电机及变速器分别集成在车桥左右两侧,由两个电机分别驱动该侧的车轮。目前以上三种方案都有厂家采用。

  由于纯电重卡的续驶里程仍有待提升,且充电时间长,对充电站等基础配套设施要求高,目前更适用于行驶范围固定、行驶时间固定的领域,如场地用车和固定线 主要的纯电动重卡产品

  鉴于环保压力,纯电动重卡的潜在需求巨大,受限于自重、配套设施、价格等,市场未能进一步打开。在专用车和短途货运领域,纯电动重卡的需求已经呈现,市场销量正在稳步增长。

  增程式大多应用于燃料电池功率与整车功率需求差距较大的情况;全功率模式对燃料电池的要求最高,燃料电池的额定功率基本上大于或者接近于整车的上限功率;混合功率模式介于两者之间,在燃料电池功率逐步提升前,混合功率模式应用最广泛。

  丰田FCET 氢动力卡车,由丰田和美国肯沃斯联合开发,采用丰田燃料电池系统(TFCS),搭载了2 个114kW 的燃料电池,续航里程480km,用于港口及周边区域集装箱运输,目前已进行了两年的测试,2020 年将投入示范运行。现代燃料电池重卡,以创虎重卡为原型,搭载了2 个95kW 的燃料电池,续航里程400km。现代和瑞士氢能公司H2 Energy 达成谅解备忘录,拟从2019 年到2023 年投放1000辆燃料电池重卡。

  2017 年中国重汽推出一款氢燃料港口牵引车,成为国内首台重卡产品。该车采用增程式技术路线,以小功率燃料电池匹配大容量动力电池,燃料电池产生的电能仅供给动力电池。

  2019 年10 月,江铃重汽推出威龙4×2 氢燃料牵引车,该车技术路线为混合功率模式,燃料电池系统功率为95kW;大运推出6×4 燃料电池牵引车,燃料电池系统功率为87kW。

  2019 年11 月,上汽红岩推出8×4 燃料电池自卸车,采用混合功率技术路线kW 燃料电池系统的旗舰重卡X5000。

  在示范运行方面,2019 年10 月,3 台氢能牵引车在青岛港投入测试运营,实现了国内氢能重卡的首次落地应用。2019年12 月,山西长治市签署了《长治市氢能重卡物流示范园区建设项目战略合作协议》。

  国内新能源重卡整体处于起步阶段,其发展现状呈现出根据其自身的不同技术路线匹配不同适用领域的特点。简言之,纯电动适合短程使用,高环保要求的领域对纯电动的需求更明确;混合动力适合中程使用,适用于城市复杂工况(频繁起停、加减速等),考虑出勤率和可持续性等因素,混合动力相对其他新能源形式更高的技术成熟度体现出优势;燃料电池适用于长途重载,在关键技术攻关后,将成为新能源重卡的终极解决方案。

  数据表明,2019年,新能源重卡纯电动自卸车占比最高,达到56.57%。占比仅次于纯电动自卸车的车辆类型是纯电动自卸式垃圾车,2019年销量为1004辆。在这1004辆中,99%都由南京金龙开沃汽车贡献。