今年7月底,德國汽車動力傳動系統(tǒng)和底盤制造商采埃孚在2022年技術(shù)日活動上,全球首發(fā)了動力不中斷換擋電驅(qū)動系統(tǒng)-CeTrax2,據(jù)悉該系統(tǒng)應(yīng)用于重型商用車, 并將在2023年實行批量供貨。
該系統(tǒng)的全球首發(fā)引起了行業(yè)內(nèi)的關(guān)注,記者隨即在百度檢索中發(fā)現(xiàn),早在2020年, 中國汽車工程學會理事長、中國工程院李駿院士就曾經(jīng)介紹過一款國產(chǎn)eDMT電卡驅(qū)模,并稱該款產(chǎn)品吹響了卡車電動化的號角,希望該技術(shù)在一定程度上可以推動電動卡車的發(fā)展。
“動力不中斷”,重型商用車電驅(qū)動的必然方向
為什么國內(nèi)外在新能源商用車電驅(qū)動領(lǐng)域的研發(fā)殊途同歸,先后瞄準了重型車的動力不中斷換擋技術(shù)呢?
據(jù)專家介紹,在中國新能源汽車推進和發(fā)展的過程中,發(fā)現(xiàn)重型商用車大多處在復雜、惡劣、重載工況,對車輛動力性能要求非常高,特別是在重載爬坡掛擋時,常規(guī)動力驅(qū)動時常出現(xiàn)趴窩、溜車等情況。在自動擋為王的當下,只有動力不中斷換擋和大功率持續(xù)輸出才能真正解決安全、效率和輕量化方面的綜合需求, 這項技術(shù)必將是未來的發(fā)展方向。
雙電機變速驅(qū)動系統(tǒng)是通過兩個高轉(zhuǎn)速、高效率電機并聯(lián)搭載,配合模塊化的變速器和高可靠性序列換擋,幫助重型車實現(xiàn)了更高的功率密度、扭矩密度和更好的功率效率。
簡單來說, 就是當車輛重載爬坡時,一個電機換擋的同時,另一個電機繼續(xù)工作,有效解決了動力中斷的問題,大幅提高了驅(qū)動效率和產(chǎn)品的使用壽命。
這項技術(shù)問世后,首先投入了重型車的應(yīng)用,目前在礦區(qū)和非道路自卸車方面,表現(xiàn)出了卓越的適應(yīng)性,受到了越來越多的用戶認可。
“電動化”,重型車電動化的趨勢和緊迫性
動力不中斷的驅(qū)動技術(shù)原本應(yīng)用于歐洲中高端乘用車,為什么在中國面世后,卻變得實用且“接地氣”,去礦山拉起了石頭呢?
這首先受益于中國新能源汽車“彎道超車”、“換道先行”的國家政策,不但讓中國電動汽車實現(xiàn)了全球領(lǐng)跑,也為汽車行業(yè)爭取到了巨大的新興市場空間;其次就是源于行業(yè)從業(yè)者的孜孜不倦、攻堅克難,讓我們在新能源汽車三電技術(shù)方面實現(xiàn)了追趕和超越;還有一個重要原因,就是商用車減碳的緊迫性有目共睹。
數(shù)據(jù)顯示,2020年我國交通領(lǐng)域碳排放為9.3億噸,占全國終端碳排放的15%,是僅次于工業(yè)、建筑之后的第三大碳排放源。而在交通運輸領(lǐng)域內(nèi)部,重卡保有量雖僅占整體汽車保有量的3%左右,但其碳排放量約占整體汽車的47%, 這是一個相當可觀且排位靠前的數(shù)據(jù)。據(jù)生態(tài)環(huán)境部披露,重卡車型排放的氮氧化合物和顆粒物分別達到汽車排放總量的85%和65%,一輛超標重型卡車尾氣排放量相當于200輛汽車。重型商用車不但是排放榜上的“佼佼者”,而且服務(wù)場景大多固定于基建工程、礦山運輸?shù)?,因此電動化的重要性和適用性也格外突出。
隨著雙碳戰(zhàn)略的持續(xù)發(fā)力,國家和地方政策頻出,國六環(huán)保升級,電動卡車在上牌、上路、年審、路權(quán)等方面比傳統(tǒng)卡車更有政策優(yōu)勢,加上三年疫情和地緣政治沖突帶來的油價持續(xù)高漲,使傳統(tǒng)動力卡車的運營成本不斷攀升,倒逼市場購買使用成本較低的電動卡車。
不同于自營運輸車輛,重型車采購大多由礦區(qū)經(jīng)營方或基建管理部門直接采購和審批,他們對國家減碳降耗政策理解深刻、執(zhí)行到位,是新能源重型車大批量推廣的重要客戶群體。
根據(jù)專家評估,未來幾年,新能源礦卡有望占到重卡保有量的25%—30%。以目前重卡近百萬臺的保有量來說,未來新能源商用車對動力不中斷電驅(qū)系統(tǒng)的需求有著巨大潛力。
“市場為王”,中國商用車電動化比國外走得更快
受益于國內(nèi)龐大的商用車應(yīng)用市場,我們的電驅(qū)動技術(shù)得以不斷更新迭代,真正實現(xiàn)了“換道先行”。
記者走訪了北京航空航天大學交通科學與工程學院徐向陽教授,他表示,“重型商用車,尤其是礦卡,動力不中斷雙電機構(gòu)型方案和技術(shù)水平,中國已經(jīng)處在世界領(lǐng)先水平。”徐教授介紹到,動力不中斷純電驅(qū)系統(tǒng),采用了相同性能參數(shù)電機,使換擋穩(wěn)定平順;轉(zhuǎn)鼓換擋機構(gòu),保證了換擋的可靠性;精準的雙向泵主動壓力按需潤滑系統(tǒng),能保證更高的傳動效率。這種電驅(qū)系統(tǒng),勢必會替代現(xiàn)在市場普遍使用的驅(qū)動產(chǎn)品。
記者了解到,在商用車電驅(qū)動領(lǐng)域,目前國內(nèi)有多家機構(gòu)都在進行動力不中斷技術(shù)的研發(fā),徐教授特別提到凱博易控的eDMT雙電機變速驅(qū)動系統(tǒng),是高速扁線高功率密度的雙驅(qū)動系統(tǒng),或會成為純電動商用車驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展方向。
由于動力不中斷電驅(qū)系統(tǒng)提升了效率, 保證了性能,對技術(shù)和材料的要求相對更高。內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復雜化,對工藝要求十分嚴格,需要更精密的動力耦合裝置和控制算法。而這些都需要我們的電驅(qū)動企業(yè)投入更多的技術(shù)研發(fā),不斷升級換代,才能讓重型商用車的新能源普及時代盡快到來。