國內物流業的快速發展、快遞市場的需求驅動,及國家政策的傾斜支持,讓新能源物流車近年來得以迅猛發展;2017年,我國新能源專用車銷量達15萬輛、同比增長152%,其中電動物流車是主力車型,占據了97%的份額。在各地政府、電商企業、物流企業的推動下,新能源物流車將迎來井噴式增長。
純電動物流車驅動系統
電動物流車迅猛的發展也帶動了驅動系統的技術發展,據知名電動驅動系統廠家的數據表示,目前純電動物流車驅動系統有3種主流方案:
江鈴電動輕卡的電機直驅系統
1)電機直驅:優點是傳動效率非常高,最高約95%左右。由于物流車上對電機的峰值扭矩要求持續時間長,因此這種方案下的電機無法通過降低電機扭矩來實現成本降低,至于為何大扭矩降不了成本呢?下文會提到。
三環純電動輕卡的電機+變速箱驅動系統
2)電機+減/變速箱驅動:電驅系統配備了減/變速箱,可大幅放大電機扭矩,因此電機的扭矩得以降低,由此帶來的電機成本最高可降低>50%。此外,變速箱重量遠低于電機,因此在降低重量方面也有一定的優勢。但在傳動效率方面則不如直驅的形式。
比亞迪的電驅橋
3)電驅橋:優勢是省去了動力總成安裝懸置、傳動軸、三相線、水管等部件,綜合重量比變速箱低。
電動車驅動系統需要考慮的三個因素
電動車驅動系統需要考慮的三個因素:
目前來看,純電動物流車動力系統的技術路線主要是考慮三個指標:成本下降、重量降低、效率提升。
1.成本下降:后補貼時代、純電動車輛要求成本方面逐步靠近傳統燃油車,對于純電動系統的要求就是成本繼續大幅度下降。電機的成本的下降主要取決于電機的內部主要零部件。商用車電機的成本與電機的輸出扭矩幾乎呈正比,扭矩越大成本越高,因此像商用車電機直驅這一類需要大扭矩并持續時間長的電機種類,成本難以降低。
2.重量下降:純電動車輛重量的增加,帶來電耗的提高。決定電機重量的因素依然是電機內部的零部件,電機的重量也與扭矩成正比關系,而電機扭矩密度短時間內是難以大幅提高的,也意味著要想通過降低電機扭矩來降低重量,只能通過配備減/變速箱來使用較低扭矩的電機或者直接使用電驅橋。
3.效率提升:動力系統是純電動車輛最為主要的耗能部件。動力系統的效率提升,是增加續航里程、降低電池成本的關鍵。目前電機和電機控制器的綜合效率,最高約95%左右,可提升的空間已經非常有限。根據資料,主減速器的效率提升1%,則整車的電耗可降低2.5%以上。
電動物流車電驅系統未來趨勢 高速化、集成化
電機高速化:
隨著電機技術水平的提升,電機轉速指標將逐步提升;在同樣的動力性能的要求下,電機扭矩可進一步降低,從而帶來成本以及重量的下降。此趨勢在乘用車領域已經非常明顯,同樣在新能源物流車領域,電機高速化也是一個必然趨勢。
驅動系統集成化:
采埃孚的輪轂電機
目前大部分動力系統的電機、電機控制器以及減/變速箱都是相對獨立的零部件,這種方式增加了動力系統的布置空間和相關附件的成本和重量。參考乘用車的發展趨勢,通過集成化省去三相線、水管等附件,進一步降低成本和布置空間,將成為新能源物流車的發展趨勢。
小結
從目前來看,直驅方案在電動物流車未來性能需求方面,可提升的空間很有限,因此預測各大廠家新一代的產品上,中高端定位的產品裝配電機直驅的量應該會有所下降;而減/變速箱方案在重量和成本方面較有優勢,但同樣是效率提升空間有限,但預計未來仍然是4.5噸電動物流車的主流電動力鏈;最后一個電驅橋方案,在成本、重量和效率方面都有較為明顯的優勢,幾乎適用于2.5-18噸載重的車型。因此在動力總成的技術路線中,減/變速箱和電驅橋系統將逐步成為主流。