浅谈电动和混合动力技术在卡车上的应用

    【卡车之家 原创】前两天笔者参加了一个福田欧四轻卡和电动轻卡上市的发布会，见到了目前国内第一批上市并交付的电动卡车，作为一个卡车从业者，今天我想和大家聊聊新能源技术在卡车上的应用。

福田欧马可电动卡车

采用磷酸铁锂电池

●  相关链接：《欧马可电动轻卡 充电一次可行驶200公里》

    提起电动汽车，混合动力汽车，要是搁五年前，兴许还是个新鲜的词汇，但是现在，估计连幼儿园的小朋友都耳熟能详了。然而这些无论是我们见到的上市的或者是概念的新能源技术的车型，基本上全都是乘用车范畴。

为什么我们很难见到卡车上使用电动或者混合动力技术呢？

卡车上的新能源技术发展到了什么地步？

卡车上的新能源技术应该往哪个方向发展呢？

    今天，笔者将带着这三个问题和大家一起探讨。

●  电动和混合动力技术的分类

    在谈卡车上的新能源技术之前，我们先回到乘用车上，看看目前的各种技术，看看他们的特点、差别、代表车型以及前景。

●  第一大类：混合动力技术。

    混合动力技术大家都不陌生了，简单来说，就是内燃机加电动机的组合，但是混合动力其中又分了很多种。下面就介绍一下各种不同的混合动力技术。

    1 、微混合动力（mhd）。这种技术只是和混合动力技术稍微沾边。实质上就是车停下的时候，发动机立即熄火，以降低油耗和排放。在启动的时候，电池带动起动机再把发动机启动起来，这个过程是自动的，用户不用去干涉。

采用微混合动力技术的Smart

    代表车型：奔驰Smart，奇瑞A5 BSG混合动力车。点击查看Smart图库。

    2 、轻度混合动力。这种技术的电动部分并不能维持太长的车辆行驶，主要是为了启动后起步用的。

    代表车型：本田思域 Hybrid，它1.3L的4缸汽油发动机与电动机相组合，发动机的最大功率为70kW(6000r/min)，最大转矩为123N·m(4600r/min)；电动机最大功率为15kW(2000r/min)，最大转矩为103N·m(1160r/min)。点击查看思域混合动力图库

    思域混合动力汽车，如果没油了，是不能够单靠电动机行驶的，电动机也就只是汽油机的一个辅助。

    3 、中度混合动力汽车。这类混合动力汽车最典型，也是最早出现的，代表车型就是大家非常熟悉的丰田普锐斯。

   普锐斯采用1.5L的4缸汽油发动机与电动机相组合，发动机的最大功率为57kW(5000r/min)，最大转矩为115N·m(4000r/min)；电动机最大功率为50kW(1200～1540r/min)，最大转矩为400N·m(0～1200r/min)。点击查看普锐斯图库

    普锐斯的电池能够独立驱动车辆，并且能续航大约40公里。

    4 、增扭型混合动力。这种混合动力技术的目的我认为并不是为了环保而诞生的，而是为了美国式的夸张动力而诞生的。大家都知道美国人动不动就开排量5升甚至6升以上的超大排量汽车，而且特别钟爱大号的皮卡和全尺寸的SUV。

    这种技术的特点是，电机动力大，但是电池容量小，不能靠电池续航太长。

    凯雷德混合动力就是这种车的代表，因为它本身已经配备了一个6升的V8发动机，又加装了两台111马力的电动机，电动机只是给这个大家伙加速的时候用的，因为车身实在太沉，美国佬觉得6升的发动机还不够用，于是就用了这个变态的方式来做所谓的环保的事情。点击查看凯雷德混合动力图库

    5、 强混合动力。这种混合动力技术的动力全部靠电机，而发动机只是为了带动发电机而设，而且基本上都是高效率的小排量发动机。

    这种混合动力的车型不多，因为加个插电充电系统很容易，通常都把它做成双模电动车了。例如比亚迪的F3DM，以及雪佛兰的Volt。

    此外，例如本田的Insight，也可以算是这个范畴，但是它没有发动机和发电机，而是靠烧氢气的燃料电池给电池组充电。

    当然这个思路并不是汽车行业首创的，很多其他机械上早就用这样的设计了。例如普通的柴油动力的潜艇，为了能够在水下继续运行，都是用电动机驱动的。

●  第二大类 电动

    1、 纯电动。这种技术原理上最简单，也最普及。就是电池+电机。电池的电，都靠插电充电的。

    2 、双模电动。就是又能充电，又能靠车载的小排量发动机带动发电机再给电池充电。就像我们前面说的比亚迪的F3DM，还有雪佛兰的Volt，都是这种车。

比亚迪 F3 DM

雪佛兰 Volt

    介绍了这么多的技术，为什么会有这么多的发展方向，最主要的还在于技术和成本的平衡问题，好的技术成本高，永远都是这个道理。

    前面我们看到的这些技术都是为乘用车设计的，这些技术放到卡车上，情况又都变了，在我们分析之前，我们先来看看国内率先将电动技术带给卡车的福田和一汽的车型。

    在6月份的时候，我们就注意到了在发改委的机动车公告公示页面上公布了两款电动卡车。

    这两款卡车底盘采用了纯电动的设计，加装了巨大的电池组。而这是否就意味着纯电动这个路线适合卡车的应用呢？从福田第一款电动卡车上我们就能看出一二。

福田电动卡车采用的电池组很大，是普通油箱体积的7-8倍

    福田的电动卡车底盘第一个应用的对象并不是载货用，而是市政环保清扫车用，为什么呢？

1 、扫地车需要在城市内运行，对排放的环保要求更高。

2 、扫地车需要频繁的起步停车，如果是发动机驱动的话，发动机绝大部分的时候运行在不好的工况下。因为长时间低速中大负荷行驶对车辆的动力系统的散热和可靠性要求比较高。

3、 行驶距离短，扫地车一般都在一个区域内运行，每天也跑不了太远。

4、 有固定的停放处，充电容易。

5、 负载轻，而且稳定，不像载货车一样，经常需要载很重的货物。

    从上面的分析中，我们已经可以清楚的看到，这些需求和普通的载货卡车还是有很大的区别的。

    但是用于长途载货的卡车的情况和市政车辆差别就大了，虽然都是卡车底盘，但是根据需求的不同，使用起来的工况差别很大。

载货卡车通常拥有几十吨的总重

    载货卡车的特点：

1、 行驶的路线长

2 、车身自重大，加上货物的重量更大。

3 、长期行驶在城市之间的公路上，行驶区域周边配套设施不全。

4 、使用强度大，经常需要人停车不停， 相对停驶间隔短。

    电动车技术和卡车特点的矛盾之处：

    首先，我们说说续航能力，我们都知道，卡车的油箱都是好几百升的，甚至有高达1000升的，这是为了能够在长途运行中不用停车加油。而这样加满一次油，可以行驶上千公里，甚至能达到2000多公里。而目前电动卡车的续航能力仅仅能做到200公里，而且还是轻卡，并且还是需要带一组比油箱体积大7-8倍的电池组。

最新199批公告中解放的电动卡车底盘

    那么 如果让一辆重卡通过电池驱动的话，如果要达到和使用柴油同样的续航里程，估计需要拉上几十吨的电池了。就算不考虑成本问题，那么也不具备任何实用性了。

    第二，长途载货卡车并不需要频繁的起步和加速，更多时候需要匀速的行进。但是通常卡车满载情况下加速到100KM/h需要3-4KM，需要好几分钟的时间。

    第三，平时基本不具备充电的条件，一个是卡车平时都在城市之间跑，不可能有充电的条件。而且卡车很多时候都是日夜兼程，也不可能停下来等十几个小时来充电。

卡车不可能像轿车一样在城市里随处充电

    那么根据这些特点，笔者认为纯电动技术在卡车上只可能在市政车辆范畴比较快的普及，而对于长途载货卡车，纯电动技术实用化的道路还非常非常漫长。

    那么载货卡车上适用什么样的技术呢？笔者认为长途载货卡车比较适合的就是“增扭型的混合动力技术”，原因有三：

    一，卡车起动慢，并不是不想像小车那样起动快，而是没那么大的动力，因为一辆牵引卡车的总重会接近50吨，是轿车的好几十倍，但是配备的发动机动力虽然强劲，但是扭矩方面无非也只是轿车的三到五倍。马力方面更是只有轿车的两到三倍，甚至还不如一些高性能轿车。

    如果要获得比较快速的起动，就需要更大的扭矩，柴油机本身已经是扭矩很大的内燃机了，如果一味的增大柴油机的排量，其实也是浪费。这样的情况，如果配备增扭型的混合动力技术，让电动机在起动的3-4分钟里起作用，那么将加速更好。

    二，采用增扭型混合动力技术，电池方面就可以不用配备太多，只需要满足电机几分钟的运行就好了。成本方面也可以得到有效控制，因为我们知道，混合动力技术里的电池，如果需要续航300KM以上，那么电池的成本会占到整车成本的60-70%。

    三， 电池的再次充电，可以通过平时运行再次慢慢充满。或者通过制动能量回收系统进行充电。

    我们知道，在卡车和客车上，有一种部件叫做电涡流缓速器，其实就是把动力转换成为了电能，但是之前电能因为无法消耗，而只能在转子上形成电涡流，产生巨大热量，释放到空气中。

    而在混合动力技术里，目前大家的设计基本上都是发电机和电动机一体式的设计，电动机在被带动的时候，本身就是发电机。

    那么我们再开看看国际上卡车行业的巨头们都是怎么做的？

    沃尔沃

    曼

    达夫

 

    奔驰

 

电机依然是位于发动机和变速箱之间

    通过上面的各个国外卡车巨头的方案我们可以看出规律：

    1 、电池都并不大，并不像国内那样带硕大的电池。

    2 、电动机作为发动机的辅助，装在发动机和变速箱之间。

    这样的设计基本上是和笔者前面的分析是吻合的，也就是这些方案主要着重于在短时间内给卡车提供额外的扭矩，而卡车日常的运行，还是要靠发动机来完成。

●  总结：

    今天通过分析卡车特点，分析现有方案，分析国外解决方案，其实已经比较明确的可以看出，增扭型混合动力技术在长途货运卡车上将会是比较好的技术发展方向。而城市中的一些轻物流，环卫车辆，这些需要在城市中穿梭的车型，将更适合纯电动或者强混合动力的技术发展。