近期,在商车邦发表的《科普:买电动重卡如何选择电驱桥?》一文中,有读者留言:“工地不要用电驱桥”,这就引发了一个新的话题:“电动重卡在哪些场景更适合使用电驱桥”。
为此,商车邦对电动重卡的使用场景进行梳理,将使用场景的技术要素与电驱桥配置、性能等进行匹配,希望能为广大用户正确选择使用电驱桥提供一些参考。
电动重卡的驱动方式及优劣势
目前电动重卡主要有两种驱动方式:
1、集中驱动。在车架中间位置安装电机和变速箱,即动力总成;然后通过传动轴连接驱动桥,驱动方式与传统燃油车保持一致。
其优势就是可靠性高、价格低廉。传动轴、后桥、悬架等零部件与传统燃油车通用,由于采用批量生产的通用件,其模具成本早已分摊完毕,采购价格较低。另外,电机和变速箱通过四点悬置固定在车架中间位置,减少了冲击振动损伤。
电动重卡的集中驱动,电机和变速箱安装在车架中间
缺点是占据了车架内部空间,不利于电池的底部布置,无法满足大电量的技术发展趋势。部件较多,集成度低,不利于整车轻量化。另外,动力传动要经过传动轴,每个十字万向节都会有能量损失,传动效率偏低,电耗相对较高。
2、电驱桥驱动。即将电机、变速箱全部集成在驱动桥上,结构紧凑,传动效率高。
特斯拉SEMI电动重卡的电驱桥驱动:2根驱动桥+3台电机
商车邦认为:电驱桥最大的价值就是改变了商用车传统的总布置方式,更加简捷,可以充分利用车架内部空间,开展电池的底部布置,从而降低整车的重心高度,提升驾驶操控性;另一个优势就是自重更轻,有利于整车轻量化,这对于电动重卡尤为重要;第三就是能耗损失小,有效降低了整车电耗。
但是电驱桥要全新设计,需要很多冲压模具和铸造模具,以及生产使用的夹具和检具等,再加上目前装车率较低(据商车邦粗略统计,占比不到电动重卡的10%),因此导致电驱桥成本偏高。随着电驱桥装车率持续提升,预计其价格将会回归到合理水平。
电驱桥要全新设计,产量少,成本偏高
电动重卡使用场景及电驱桥匹配
工程运输场景的8×4电动自卸车,行驶工况恶劣
1、工程运输场景。例如8×4电动自卸车、8×4电动搅拌车、电动矿卡等。工程运输行驶的路况包括:土路、碎石路、水泥路、柏油路等,并且某些区域的8×4电动自卸车、电动矿卡存在超载现象,对道路的损坏较大,因此土路、碎石路都已经被轮胎压出较深的车辙,很容易造成车桥最低位置托底。由于铝制壳体的电机和变速箱安装在电驱桥上,一旦与地面硬物发生磕碰,很容易造成壳体破损,导致更换电机或变速箱,维修成本大幅提升。另外,电驱桥安装在悬架以下,属于簧下质量,在恶劣路况下行驶时将对车架、驾驶室产生冲击。商车邦建议:工程运输的电动重卡如果工况恶劣,不太适合使用电驱桥。
电机和变速箱壳体采用铝合金,遇到硬物磕碰很容易破损
2、资源类运输场景。主要包括:砂石料、煤炭、矿石运输等。资源类运输的路况包括:装货场和卸货场的坑洼路面、省道、国道、高速等,坑洼路面仅为局部炮弹坑,不是较深的车辙,车桥最低点不会出现托底现象。
目前6×4电动重卡的使用场景主要集中在资源类运输,单次充电行驶里程在220公里之内,如果为了追求低采购价格,年行驶里程有限,对电耗不太敏感,可以选择集中驱动。如果年行驶里程长,且对电耗要求高,则建议选择电驱桥。
商车邦建议:1)资源类运输用户在选择大电量电动重卡时,要重点关注电驱桥的离地间隙,要大于260mm;2)电机和变速箱的外壳要采用钢制外壳,在发生硬物磕碰时不容易出现开裂;3)变速箱挡位需要3或4个,以应对起步、急加速、爬陡坡、高速行驶等多种工况;4)电驱桥要匹配取力器接口,砂石料运输通常采用自卸货厢,需要通过取力器接口安装液压油泵,以驱动液压油缸。
电驱桥离地间隙大于260mm,壳体采用铸钢,有取力器接口
3、快递快运场景。为了进一步降低运营成本,很多快递快运公司将400公里以内的路线更换为电动重卡。根据商车邦调研发现,快递快运公司重点关注能耗,车辆每年行驶25万公里以上,每公里平均能耗从1.6kWh降到1.3kWh,按照平均电价0.8元/kWh,即可节约电费6万元。
从事快递快运的电动重卡,采用电池底部布置+电驱桥
快递快运的路况是全程高速,是最适合使用电驱桥的运输场景。具体配置,商车邦建议如下:
1)整车要有多电机驱动策略。例如:2根驱动桥安装3或4台电机,在起步和加速阶段,2台加速电机进行工作;在车辆高速巡航时,1台或2台巡航电机工作,以达到最低能耗;在爬坡时,3或4台电机同时工作,以达到最大的动力性;在下坡时,3台或4台电机进行能量回收,为整车提供的最大制动力能达到最大功率的48%,以保证车辆下坡的行驶安全;
某品牌电动重卡采用2根电驱桥、3台电机,有多电机驱动策略
2)高速公路最大坡度在5%,没有爬陡坡的工况需求,变速箱挡位选择2挡即可,没有必要追求3或4挡;
3)为了追求轻量化,发动机和变速箱的壳体采用铝合金材料;
4)为了减少电驱桥对车架、驾驶室的冲击振动,提升电驱桥的可靠性和使用寿命,后桥建议选择空气悬架,轮胎采用宽体中压胎。
商车邦认为:电驱桥一定是电动重卡的未来发展趋势,用户可根据实际使用场景来选择电驱桥的配置、性能。随着装车率持续提升,电驱桥的成本将会逐步下降。从TCO角度分析,如果整车年行驶里程超过15万公里,电驱桥的节能优势非常明显,1—2年即可弥补采购差价。
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