随着能源结构的转变、环境问题的影响,确实正迫使汽车制造业寻求传统内燃机外的其它动力解决方案。城市公交车可能是应用纯电动或其它新能源动力最广泛的车辆类型,新型动力在这类车辆上也展现出良好的适应性。但是,由于车辆总重和运营状况有较大差异,在全世界范围内运输类重型车应用纯电动技术还在初步阶段。
个别领域混动已然普及
在矿山用的超重型卡车领域,动力模式早就变成了柴电联合的方式。柴油机仅作为发电电机驱动,传动系统用电代替了。
早些年的大型矿用卡车在结构方面与一般的卡车相同。采用由发动机带动传动轴再传递到后轴主减速器的传统结构进行驱动。这种车使用的发动机功率都在2000KW以上,而且起步时要克服巨大的阻力,因此对一些缓冲部件是相当大的考验。此外,以我们熟悉的一般自卸车辆来做类比,大型矿车的装载能力是其装载能力的十几倍,所以传动部件的尺寸相较于一般车辆零部件的大小也就可想而知。
传统机械零部件的使用存在几个问题:
1、在制造工艺方面,随着零件体积的增加,要想保证原来的精度不变,无疑是增加了制造的难度。
2、在传动效率方面,传动轴、齿轮主减速器等均为转动的零部件。随着零件体积的增加,传动部件自身消耗的能量也在增加,使得传动效率降低。
3、在成本控制方面,以上零部件的加工对制造精度提出了更高的要求,面对承载能力逐渐增加的趋势,制造成本会随之成倍地增加。
所以,目前的新一代大型矿车均采用了电驱动的结构。其驱动方式为传统的发动机进行发电,产生的电能驱动布置在后轴的电机来带动矿车运行。
我们都知道,电机驱动相较于传统的内燃机驱动,在低转速下就能产生较大的扭矩,因此可以满足在起步时较大的负载需求。
电驱动矿车具有以下优点:
1、电能依靠线路进行传输,相比于机械的传动结构,传动效率高。
2、利用布置在后轴的电机进行驱动,结构简单,省去了传动轴与减速桥的设计,使得制造成本大大降低。
3、电传动的结构有利于未来在设计吨位上进一步地提升。
4、利用电机独特的优势,在合适的工况下可通过返拖电机进行能量的回收。
不过,目前的电动矿车在制动时,瞬间产生的巨大能量是无法进行回收利用的,只能把产生的电能通过电阻转化为热能,之后用大风机吹散。而且在续航方面不同于普通的新能源电动车辆,没有续航里程焦虑的问题。因为纯电动的矿用车型,由于其工作场所固定,一般具有可拆卸电池组的设计。
普通卡车领域并不完全适用
通过上面的介绍我们可以发现,在矿用重型卡车领域,柴电混合有着巨大的优势,那又为何在日常生活中没有快速普及呢?
其实道理很简单,目前国内以火电为主,火电的热效率顶天也就是百分之六十几,算上输变电损失,电动机效率(95%算很好了),比对高速巡航状态下百分之四十几热效率的柴油机,没太大区别。
货车属于物流行业,混动化,电动化,实际上并不能对物流行业产生巨大影响,最核心的还是物流行业的变革带来整体效率的提高,成本的降低。
例如京东等物流方案是:在各地建立仓库,可以减少货物的搬动次数,降低物流成本。(相比传统的淘宝模式,一个一个小快递从一个地方发往全国各地,显然效率低)
说回重型货车的混动化,电动化问题。
目前有一个基本的情况必须要了解:如果一台重型货车只跑高速公路,那么成本最低的方案就是内燃机。(混动,电动,跑高速一点优势都没有,成本反而更高)。正是基于这个前提,把重型货车改为混动,电动,是不合适的。只有一种情况适合混动电动,那就是这个重型货车需要进市区,需要走拥堵路段,需要走走停停。
为了解决这个问题,实际上需要改革的是物流环节:让货车畅快地通行就好了。所以,当前情况下,针对货车的混动化,电动化,实际上比较可行的方案如下:
1、重型货车负责工厂到仓库,仓库到仓库之间的运输。合理的规划,尽量保持重型货车不走拥堵路段,使用内燃机动力。
2、中型小型货车,负责仓库到商户,仓库到小营业网点之间的运输。因为主要走市区,拥堵路段,可以混动或电动。(目前基本上一步到位,直接使用纯电动货车进行市区配送)
3、快递员再开纯电动的三轮车四轮车,甚至无人快递车,进行最后一公里的配送。
综上,只要合理的规划,保持重型货车不走拥堵路段,保持重型货车的高效运行。那么重型货车在这种情况下是不需要进行混动,电动化改造的。