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谁才是新能源重卡的最终解决方案 混动、纯电还是燃料电池?

2022-09-13 04:00:00 胡军

谁才是新能源重卡的最终解决方案 混动、纯电还是燃料电池?

【卡车之家 原创】自从我国正式提出“2030年碳达峰、2060年碳中和。”的双碳目标后,如何实现“脱碳”也成为最为热议的话题之一。而作为排放大户的商用车重卡更是如此。那么如今国内新能源重卡发展的怎么样呢?主要有那几个方向?各自又有何优劣呢?

按照相关数据预测,新能源商用车到2030年轻卡渗透率将超过30%,中重卡渗透率将超过25%,新能源商用车作为下一个新能源汽车产业风口,近两年市场爆发趋势明显。但就目前来看,虽然国内新能源重卡品牌很多,但最主要的依然是纯电动、燃料电池,以及混合动力这三种技术路线。

●  混动重卡:

从整体来看,混动是对燃油车技术的改进,技术相对成熟,而目前国内外混合动力重卡基本都采用了并联式混合动力系统。该系统技术成熟度高,能够最大限度保持原车型动力系统布置。

谁才是新能源重卡的最终解决方案 混动、纯电还是燃料电池?

并联式混合动力卡车具有两套动力系统,一套是动力电池和电机动力系统,一套是发动机动力系统。车辆启动时,动力电池首先通过电机驱动车辆行驶;当电量快用完时,发动机启动,直接驱动车辆行驶,并通过驱动/发电一体式电机适时向动力电池充电。

相较于其他路线,混动重卡的核心优势在于电池组的容量不需要很大,几十度的容量即可满足需要。因为电驱部分主要是用于车辆的加速段,而且还能通过滑行的动能回收进行有效反充。只要合理进行控制,电池组的容量就能够始终维持在既能有效动能回收、又能有效制动,还能保证滑行之后辅助电驱的稳定。用这种模式的混动重卡,可以有效降低平均油耗,而且不需要大规模的充电设施。

谁才是新能源重卡的最终解决方案 混动、纯电还是燃料电池?

所以混和动力重卡的优势在于:对电池的要求较低、续航长、重量较轻、应用成本较低,系统稳定性相对较高。

混合动力重卡的劣势:我国补贴政策依然是新能源重卡发展的主要助力之一,但对于混合动力货车来说,仅插电式可以享受补助,所以在政策方面混合动力重卡没有纯电动和燃料电池重卡占优势,而且依然需要加柴油。

主要应用场景:就目前来看,混合动力重卡受电池的限制不多,主要消耗依然是柴油,所以运营里程肯定要长一些,尤在中长途运输方面具备一定的优势,所以主要用于干线运输。

纯电重卡:

从整体来看,国内纯电重卡主要是“油换电”的设计思路,目前其技术路线主要包括中心电机驱动、中央电机驱动桥、轮边电机驱动桥等方案。纯电重卡的优缺点都比较明显。

相较于混动重卡来说,纯电重卡完全摆脱了对柴油的依赖,其驱动能源是电池所提供的电力,所以其运营成本非常低,只有柴油重卡的三分之一,能够达到1元每公里。

谁才是新能源重卡的最终解决方案 混动、纯电还是燃料电池?

而且纯电动重卡可实现零排放,具备电机驱动带来的噪音降低、换挡便利、振动减小等优势,可以极大改善司机的驾乘环境,开起来要比柴油车舒适。

但同样因纯电重卡能量供应的特点,它对电池有着极高的需求。但由于当前技术的限制,目前纯电动重卡的单次充满电之后的续航里程在300公里左右。而且,纯电动重卡所使用的车载电池价格不菲,其整车售价往往要比传统燃油重卡高出20万-60万元不等。

除此之外,纯电重卡在耗完电还需要1小时左右的充电时间。对于时效性比较看重的货运行业,这个也是一个很大的问题。

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当然了,针对这个问题,换电的确可以比较好的解决,但是建设换电站本身也需要占用不少的成本。而且换电站的电池规格并没有统一的标准,站点布置密度与规模选择等都是大问题。

综合上述内容,纯电重卡目前依然存在着续驶里程较短、充电时间长、对充电站等配套设施要求高等问题。所以暂时比较适用于像港口运输这样行驶距离较短、线路固定的运营场景。

●  燃料电池重卡:

谁才是新能源重卡的最终解决方案 混动、纯电还是燃料电池?

如果说纯电动重卡是背着电池,那么燃料电池重卡就是背着“发电厂”。作为公认的新能源重卡的最终解决方案之一,燃料电池重卡没有特别大的缺陷,各方面都有着不错的表现。

氢燃料电池重卡的工作的本质则是在纯电动卡车基础上增加了一套发电系统——氢燃料电池系统,氢燃料电池系统主要包含储氢罐、电堆(燃料电池)。

其工作原理就是将储氢罐中氢气输送到电堆中与氧气发生化学反应产生电能后输送给动力电池,再将电能传送给驱动电机输出动力,所以氢燃料电池卡车可以理解为“自带氢燃料发电机的纯电动卡车”。

目前,市场上燃料电池重卡的主要的技术线路有3种:增程式、混合功率模式以及全功率模式。

增程式大多应用于燃料电池功率与整车功率需求差距较大的情况,往往是以小功率燃料电池匹配大容量动力电池,燃料电池产生的电能仅供给动力电池;全功率模式对燃料电池的要求最高,燃料电池的额定功率基本上大于或者接近于整车的最大功率;混合功率模式介于两者之间,相应对电池燃料电池的要求也会适中一些。

谁才是新能源重卡的最终解决方案 混动、纯电还是燃料电池?

目前,市场上燃料电池最多的还是氢燃料,该化学反应简单,转化效率较高,而且排除的仅为H2O与氧气,做到了真正的零排放。除此之外,甲醇燃料也逐渐走俏,相较于氢气来说,甲醇具备成本低、便于存储、易运输,且具有更高的理论能量密度等优势。

前段时间吉利就发布了甲醇沃擎动力,它通过全新核心性能系统设计、全新空气管理系统、喷雾控制系统以及自主可控的智能热管理系统实现对高效的突破,实现1L绿色甲醇发电效率提升18.7%。

从上述来看,燃料电池重卡的优势:燃料电池重卡排放的产物只有水与氧气,不会对环境造成污染;燃料电池的能量密度较高,车辆续航里程更长(现在市场上已经有运行里程达到1000KM的燃料电池重卡,与柴油车差不多),而且一般加注时间在10分钟以内,使用更方便。

谁才是新能源重卡的最终解决方案 混动、纯电还是燃料电池?

燃料电池重卡的劣势:目前,绝大部分城市都没有足够的加氢站,用车过程中无法即使补给;购车成本高,当前氢燃料电池卡车价格超过百万的并不少见,目前用户主要还是集中在政府单位,卡友购买的比较少。

燃料电池重卡具备续航长、载重大等优势,可以用来替代当前的柴油重卡,主要应用在干线运输等运营场景。

●  编后语:

从目前国内新能源重卡的发展情况来看,纯电动、燃料电池以及混合动力占据绝对的主流,这三种路线各有优势,所适用的场景也各有不同。那么卡友们觉得未来新能源重卡市场哪种路线最适合呢?欢迎在评论区留言。

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