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新能源卡车不要走入纯电误区 混合动力 天然气都应同步发展

2019-03-07 10:57:59 张诗萌

新能源车的趋势就不多讲了,车辆往新能源化发展已基本成定局。真正追溯新能源车的推广目的主要就2个,带动经济发展和节能减排。谈钱太俗气,所以节能减排是宣传最多的一个点。国内新能源车型仓促发展之下也暴露出很多问题,骗补丑闻已经是众所周知的,国家也提高补贴门槛并逐步减少补贴力度。在一些媒体错误宣传和某些利益相关厂商的刻意引导之下, 好好的新能源车发展战略被很多人误认为是电动车发展战略,我最近一直在强调“新能源车不止是电动车”,不知道看明白的人有多少。

新能源卡车不要走入纯电误区 混合动力 天然气都应同步发展

何必执着于电动化?

前面说过新能源车的本质是节能减排,降低能耗减少排放是目的,纯电动车“零排放”一直充满争议,什么电池污染、火力发电污染、污染转移等等,其实大可不必去纠结于这一点问题上,在卡车领域,纯电暂时是无法做到从轻型车到重型车全方位都适用的。以现在的电池技术、燃料电池的发展状态来看,想要在卡车上从小到大完全电动化没有实质任何意义。纵使特斯拉这种“玩电车”的科技大佬想要推出的电动卡车也是一再延期又延期,续航里程短和自重大、售价高的短板会制约它的销售发展。

“新能源”这个词对行业发展本身就是一种束缚,只要能做到节能减排,是不是新能源真的有那么重要吗?过分纠结和盲目推广所谓的“新”型能源是一种极端的病态想法,技术没有突破,能用的东西就这些,造一堆“新能源”垃圾出来反而是本末倒置。

既然卡车全系电动化没戏,燃料电池技术短期得不到突破,利用现有的技术资源,卡车如何有效降低排放节约能源消耗呢,个人觉得需要根据车辆应用工况来决定,主要技术路线是纯电动、混合动力、清洁燃料。

短途运输:轻型小吨位车电动化中短途运输:轻、中型车发展混合动力长途运输:中、重型车使用LNG等清洁能源和高效内燃机

市区配送用电

城市货物配送需求是巨大的,商场、超市、快递、生活用品、水果、蔬菜等与城市消耗相关的东西都需要配送,一般都是在城市边缘有一个中转枢纽,然后分区配送,车辆运输范围集中在市区,每天运营里程相对固定,货物运输量大但分散,单位载货量少。

国内的用车情况是面包车+轻卡两种车型为主,先说面包车。国产微面价格低廉,几万块钱就能入手一辆,车辆的做工、行驶品质等各方面比较凑合,典型的运输工具特征,能用就行,货厢容积相对来说较小。这类车型电动化增加电池组之后整车自重增加处于能接受范围,几乎不影响装货量,超载的几率低。

根据之前采集到的信息,纯电动面包车补贴后的价格与燃油车相差不大,终端用户购买接受度也比较高,一般车型续航里程可以在200-250公里左右,续航里程够大部分配送用户使用,对调度管理要求较高。多出的一部分购置成本在燃油费里面可以节约下来,每天200公里行驶里程一个月能节约1000元左右燃油费用。

但是存在一个不确定的问题,燃油费用3年可以节省3万元,电池寿命也差不多到期,更换电池的成本也许和燃油车就抵消了。

面包车电动化除了续航有点危机感,其他方面基本没有大问题,是比较适合电动化的车型。加上现在大城市开始限行燃油货运车辆,电动面包车不限行的优势非常突出。

至于电动车是不是会比燃油车在整车生命周期内更环保那是一笔糊涂账,一时半会也难以算清楚。大部分时间在城市内运营,电动车在走走停停路况的优势相比燃油车是很明显的,对于其他交通参与者也更友好,夏天没有尾气热浪,低噪音,行人会更喜欢这种没有尾气排放的电动车。

轻卡电动化是极限

市内常见配送车型之二是轻卡,货箱容积大,轻载重载都能胜任,车辆灵活性高。相比于面包车,轻卡的适用工况范围更广,城市配送运输只是他的技能点之一,城际运输中也能频频见到轻卡的身影。

那么问题就来了,城际运输用电动轻卡可行吗?

不行!

国外什么情况不说,国内大家都知道幅员辽阔,山美水美人更美(好像没什么关系),城市面积大,深圳这种“小渔村”从东边的龙岗到广州白云区都有170公里,来回340公里的里程足够让大部分纯电动轻卡趴窝,中途补电这种耽误运输效率的事情就不要讲了,一辆车停下来充电的占地面积抵2辆乘用车,哪里设那么多充电桩?

深圳-广州还只是线路比较短的,其他面积更大一点的城市更不用说了,因此日行驶里程200公里以上的轻卡不建议电动化。

日行驶里程200公里以下的轻卡,经常在室内出没配送的,且专门在市区内出没的,没有外出城际配送需求的才能选择纯电动。

相对于面包车,轻卡电动化纯在的缺陷就比较多。最不可避免的是重量,轻卡车型载货量、自重各方面都要比面包车高几个等级,电机功率大,相应的耗电量也多,动力电池组的数量必须足够才能保证200公里以上的续航,这就导致纯电动轻卡自重大。

本身燃油版轻卡在国内就存在自重过大,合法装载量少的问题,电动化之后更是火上浇油,一辆续航200公里以上的纯电动轻卡自重普遍都在4吨以上,蓝牌轻卡的最大总质量上限是4.5吨,如果要给纯电动轻卡上蓝牌,载货量能忽略不计,除非超载。

因此我们现在能见到的纯电动轻卡都选择上更大吨位的黄牌,最大允许总重7吨左右,载货量3-4吨。但是黄牌和蓝牌不仅仅是牌照换个颜色那么简单,蓝牌轻卡驾驶员持C1驾驶证就能开,黄牌轻卡却要B2驾驶证,对驾驶员的的门槛提高了,人力成本支出相应就会增加。

保险费用也会跟着上涨,如果保险公司能给新能源黄牌车一些优惠那就不说这个问题了。国内高速公路对货运车辆实现计重收费政策,黄牌大吨位的车辆每公里的过路费都要贵许多,配送路线需要走一段高速路的那开支也会跟着增加。

与面包车小体积不同,轻卡体积大,箱式车整车高度高,动力电池容量大,充电将成为一个麻烦事。现在国内一些纯电动轻卡运营企业以租代售的运营方式会提供一条龙服务,车辆的充电、维护、租赁都能搞定,前提是要离他们场站近才能方便快捷的享受充电服务。或者是大批量购买,然后在你周边建场站提供充电服务,相对来说轻卡电动化需要处理的东西变得更多更复杂。

因此200公里以下运距,且只在城市内配送,没有出城需求的一部分轻卡可以电动化,剩下的考虑其他技术发展路线。

硬要把城际运输车辆电动化,那只会导致运输成本增加,以接力的方式运输,多次转运,多出的时间和运输成本最终不还是普通消费者来买单?

中短途配送发展混合动力

接上面的问题,再往上中重卡电动化按现在电池水平几乎是没可能的。大吨位车型行驶距离长,载重量大,要靠电池和电机达到相同指标估计整车全部都是电池,合法的装货质量就没有了,就算有,相比于同规格燃油车也缩水太多。

现在整车厂绞尽脑汁做轻量化,让车在不超载的前提下多拉货,增加运营效率,电动化增加自重减少运货量是不符合车辆发展规律的。电动车尾气排放减了,运货量也减少,也不符合节能减排的目的。

因此城际运输的轻卡、中重卡车型可以考虑非插电式混合动力。强度非插电式混合动力的原因是考虑到充电难的问题,轻卡充电已经很困难,更大体积中、重卡找地方充电更是噩梦。

混合动力优势在于发动机大部分时间都处于高效率工况下工作,获得最佳的燃油消耗,用电机来弥补发动机在低速、走走停停等工况下的不良表现。

以日野为例,Hino 300系列卡车使用混合动力可以减少25%燃油成本,混动系统来自丰田集团广泛应用在乘用车上的技术。传统系统由柴油发动机+离合器+驱动电机+自动变速器组成,配备NiMH镍氢电池。

这套混合动力系统可以纯电动行驶,起步时用电池驱动电机,柴油机无需启动,减少油耗和废气排放,偶尔需要进城配送的轻卡就能使用纯电驱动。

需要车辆发挥动力性加速的时候柴油发动机+电机同时驱动车辆,以最大动力为车辆加速。

在高速等匀速行驶的工况就可以切换到柴油发动机直接驱动的模式,发动机这个时候动力输出和油耗表现都会比较理想。

制动时驱动电机会变成发电机回收制动能量,把它转化为电脑存储到电池中。

可以说这种混合动力工作模式非常适合需要经常跑城区道路+高速公路行驶的城际卡车,电动模式在城里运行和电动卡车没有什么区别,到了高速使用柴油机驱动也能保持在最佳工况节省燃油,续航与节能减排都不耽误,混合动力系统增加的车辆自重也在可接受范围内。

自1991年研发出全球第一辆混合动力商用车,日野二十多年销售混合动力卡车超过1.5万辆,证明了混合动力卡车的可靠性和实用价值。根据美国加州(California)的政策,2016年-2017年购买日野混合动力卡车可以获得2.3万美金/辆车的现金奖励,政府对混合动力卡车支持力度很大。

可惜现在国内的政策对于非插电式混合动力并不友好,明明节能效果显著,却要和普通燃油车享受一样的待遇。按照现在国内新能源补贴规定,增程式电动车(串联式混合动力)属于新能源,那发展增程式电动车也是可以的。

专业生产柴油发动机的美国康明斯公司前段时间搞了一个AEOS纯电动牵引车,配140kWh电池续航能力只有160公里,康明斯为它安装更大容量电池之后续航里程可以增加到480公里,这几乎是电动重卡续航里程的极限了,为进一步增加续航里程康明斯准备增加柴油发动机,这也是往增程式电动车发展。

如果以后政策放宽一点,允许混合动力卡车进城并给纯电动车一样的激励政策,那才能促进混合动力的发展。

不喜欢电动车等于思想迂腐,落后,跟不上潮流?哪有那么多戏在里面,其实就很简单一个点:目前的电动车达不到高度可用状态。什么时候能把续航里程、自重、充电时间、行驶品质等问题得到妥善解决,那为何不拥抱电动车?现阶段还是抱混合动力大腿最靠谱

长途运输使用天然气

中卡电动化都没戏了,重卡更不用说,电动化纯属闹着玩。

按国内用车环境,长途运输的主力车型是重卡,大功率、轻量化是最近几年发展方向,基本上长途重卡需要的点就是电动卡车的软肋,纯电动重卡500公里的续航里程在动辄1500-2000公里的长途运输面前犹如杯水车薪。

鉴于长途运输大部分时间都是在高速上,低速运行工况可以忽略不计,混合动力在长途重卡上的节能效果会被削减的很弱,怎么办?

前段时间沃尔沃卡车推出了LNG液化天然气车型,可以减少20%的二氧化碳排放量,如果用生物液化天然气为动力,二氧化碳排放量可以减少100%,节能减排方面天然气卡车的效果不比纯电动卡车弱。因此在重型卡车上面继续使用内燃机是当下最好的选择,只不过要提升尾气排放标准和效率。

都说柴油污染大,天然气相对而言就要干净的多。装配900升容量LNG气罐的天然气卡车续航里程可以达到1500公里水平,加气的时间和效率也比充电 更高。沃尔沃LNG发动机在动力性方面与柴油机几乎没有区别,以前总说燃气机动力弱,沃尔沃用事实证明燃气机也能做到柴油机一样的动力性。如果非要用什么来取代燃油车,那天然气卡车是当前最好的选择。

需求决定产品形态

以上仅针对物流运输,不含自卸车、搅拌车等专用车。如果简单分个类,可以参考下图。

小吨位短距离运输选择纯电,典型案例是面包车,微卡,小吨位轻卡,日行驶里程200公里左右或低于200公里的城区配送工况。

大吨位短距离运输选择混合动力,如搅拌车、自卸车车型,运距短载重大,纯电车难以胜任,或选择天然气卡车(图标有重叠,未显示)。

中等载重量中短途运输,总质量5吨-16吨(或30吨)范围,日运营里程200-500公里,偶尔有进城配送需求的,使用混合动力。这吨位级别基本都是轻卡或中卡车型,跑中短途配送的重卡(16-30吨或以上)进城配送的占比相对来说较少,混合动力或天然气都适合。

中长途运输,运距500公里以上的,一般都是中重卡车型,这种既然选择跑长途那大部分情况下都不会选择进城,使用天然气或高效柴油机做动力是目前最合适的。

大众集团最近也透露了商用车未来一些布局,纯电动、混合动力、CNG压缩天然气、LNG液化天然气、自动驾驶、列队行驶、有轨电车各种技术都有应用,从轻到重不是一味地电动化,而是根据市场使用习惯推出不同的解决方案。

例如26吨级的配送车就有MAN TGM纯电动和斯堪尼亚混合动力,长途用电采用无轨电车,推广自动驾驶,明年MAN卡车将会交付一批高速公路自动驾驶的车辆。据大众汽车公司介绍,长途运输中最有效的驱动力还是要依靠柴油机,未来会用LNG或其他合成燃料代替柴油。

所以一味地将车辆电动化在卡车上是行不通的,需求决定产品形态,技术决定产品力,靠幻想美好明天不会让产品变得更好。

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