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自從我國正式提出“2030年碳達峰、2060年碳中和。”的雙碳目標后,如何實現“脫碳”也成為最為熱議的話題之一。而作為排放大戶的商用車重卡更是如此。那么如今國內新能源重卡發展的怎么樣呢?主要有那幾個方向?各自又有何優劣呢?
按照相關數據預測,新能源商用車到2030年輕卡滲透率將超過30%,中重卡滲透率將超過25%,新能源商用車作為下一個新能源汽車產業風口,近兩年市場爆發趨勢明顯。但就目前來看,雖然國內新能源重卡品牌很多,但最主要的依然是純電動、燃料電池,以及混合動力這三種技術路線。
● 混動重卡:
從整體來看,混動是對燃油車技術的改進,技術相對成熟,而目前國內外混合動力重卡基本都采用了并聯式混合動力系統。該系統技術成熟度高,能夠最大限度保持原車型動力系統布置。
并聯式混合動力卡車具有兩套動力系統,一套是動力電池和電機動力系統,一套是發動機動力系統。車輛啟動時,動力電池首先通過電機驅動車輛行駛;當電量快用完時,發動機啟動,直接驅動車輛行駛,并通過驅動/發電一體式電機適時向動力電池充電。
相較于其他路線,混動重卡的核心優勢在于電池組的容量不需要很大,幾十度的容量即可滿足需要。因為電驅部分主要是用于車輛的加速段,而且還能通過滑行的動能回收進行有效反充。只要合理進行控制,電池組的容量就能夠始終維持在既能有效動能回收、又能有效制動,還能保證滑行之后輔助電驅的穩定。用這種模式的混動重卡,可以有效降低平均油耗,而且不需要大規模的充電設施。
所以混和動力重卡的優勢在于:對電池的要求較低、續航長、重量較輕、應用成本較低,系統穩定性相對較高。
混合動力重卡的劣勢:我國補貼政策依然是新能源重卡發展的主要助力之一,但對于混合動力貨車來說,僅插電式可以享受補助,所以在政策方面混合動力重卡沒有純電動和燃料電池重卡占優勢,而且依然需要加柴油。
主要應用場景:就目前來看,混合動力重卡受電池的限制不多,主要消耗依然是柴油,所以運營里程肯定要長一些,尤在中長途運輸方面具備一定的優勢,所以主要用于干線運輸。
● 純電重卡:
從整體來看,國內純電重卡主要是“油換電”的設計思路,目前其技術路線主要包括中心電機驅動、中央電機驅動橋、輪邊電機驅動橋等方案。純電重卡的優缺點都比較明顯。
相較于混動重卡來說,純電重卡完全擺脫了對柴油的依賴,其驅動能源是電池所提供的電力,所以其運營成本非常低,只有柴油重卡的三分之一,能夠達到1元每公里。
而且純電動重卡可實現零排放,具備電機驅動帶來的噪音降低、換擋便利、振動減小等優勢,可以極大改善司機的駕乘環境,開起來要比柴油車舒適。
但同樣因純電重卡能量供應的特點,它對電池有著極高的需求。但由于當前技術的限制,目前純電動重卡的單次充滿電之后的續航里程在300公里左右。而且,純電動重卡所使用的車載電池價格不菲,其整車售價往往要比傳統燃油重卡高出20萬-60萬元不等。
除此之外,純電重卡在耗完電還需要1小時左右的充電時間。對于時效性比較看重的貨運行業,這個也是一個很大的問題。
當然了,針對這個問題,換電的確可以比較好的解決,但是建設換電站本身也需要占用不少的成本。而且換電站的電池規格并沒有統一的標準,站點布置密度與規模選擇等都是大問題。
綜合上述內容,純電重卡目前依然存在著續駛里程較短、充電時間長、對充電站等配套設施要求高等問題。所以暫時比較適用于像港口運輸這樣行駛距離較短、線路固定的運營場景。
● 燃料電池重卡:
如果說純電動重卡是背著電池,那么燃料電池重卡就是背著“發電廠”。作為公認的新能源重卡的最終解決方案之一,燃料電池重卡沒有特別大的缺陷,各方面都有著不錯的表現。
氫燃料電池重卡的工作的本質則是在純電動卡車基礎上增加了一套發電系統——氫燃料電池系統,氫燃料電池系統主要包含儲氫罐、電堆(燃料電池)。
其工作原理就是將儲氫罐中氫氣輸送到電堆中與氧氣發生化學反應產生電能后輸送給動力電池,再將電能傳送給驅動電機輸出動力,所以氫燃料電池卡車可以理解為“自帶氫燃料發電機的純電動卡車”。
目前,市場上燃料電池重卡的主要的技術線路有3種:增程式、混合功率模式以及全功率模式。
增程式大多應用于燃料電池功率與整車功率需求差距較大的情況,往往是以小功率燃料電池匹配大容量動力電池,燃料電池產生的電能僅供給動力電池;全功率模式對燃料電池的要求最高,燃料電池的額定功率基本上大于或者接近于整車的最大功率;混合功率模式介于兩者之間,相應對電池燃料電池的要求也會適中一些。
目前,市場上燃料電池最多的還是氫燃料,該化學反應簡單,轉化效率較高,而且排除的僅為H2O與氧氣,做到了真正的零排放。除此之外,甲醇燃料也逐漸走俏,相較于氫氣來說,甲醇具備成本低、便于存儲、易運輸,且具有更高的理論能量密度等優勢。
前段時間吉利就發布了甲醇沃擎動力,它通過全新核心性能系統設計、全新空氣管理系統、噴霧控制系統以及自主可控的智能熱管理系統實現對高效的突破,實現1L綠色甲醇發電效率提升18.7%。
從上述來看,燃料電池重卡的優勢:燃料電池重卡排放的產物只有水與氧氣,不會對環境造成污染;燃料電池的能量密度較高,車輛續航里程更長(現在市場上已經有運行里程達到1000KM的燃料電池重卡,與柴油車差不多),而且一般加注時間在10分鐘以內,使用更方便。
燃料電池重卡的劣勢:目前,絕大部分城市都沒有足夠的加氫站,用車過程中無法即使補給;購車成本高,當前氫燃料電池卡車價格超過百萬的并不少見,目前用戶主要還是集中在政府單位,卡友購買的比較少。
燃料電池重卡具備續航長、載重大等優勢,可以用來替代當前的柴油重卡,主要應用在干線運輸等運營場景。
(文章來源:卡車之家)
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