科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
在上一篇文章卡車能源10年內(nèi)會有大變化嗎?很難,2030年90%的長途卡車還燒油里面為大家分享了未來十年全球商用車動力發(fā)展趨勢預(yù)測,重型長途卡車2030年,90%使用傳統(tǒng)動力,5%使用混合動力,5%使用純電或燃料電池。樂觀的看,未來重型長途
在上一篇文章卡車能源10年內(nèi)會有大變化嗎?很難,2030年90%的長途卡車還燒油 里面為大家分享了未來十年全球商用車動力發(fā)展趨勢預(yù)測,重型長途卡車2030年,90%使用傳統(tǒng)動力,5%使用混合動力,5%使用純電或燃料電池。樂觀的看,未來重型長途卡車有90%會使用傳統(tǒng)動力,但新能源的發(fā)展速度還是會讓傳統(tǒng)動力制造商產(chǎn)生焦慮,輕卡、中卡、重卡、城市公交,城際客車都在擁抱新能源。傳統(tǒng)動力制造商想要在未來繼續(xù)活下去,就必須轉(zhuǎn)型為新能源動力制造商,這是一個必經(jīng)的過程。傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)制造商如何轉(zhuǎn)型,這方面可以通過玉柴來尋找到一些答案。
玉柴擁有國內(nèi)最大的內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)基地,在新能源興起之前這是一個優(yōu)勢。我們都知道船大難掉頭,玉柴要升級轉(zhuǎn)型要比小廠商付出更多。不過,一旦轉(zhuǎn)型成功,內(nèi)燃機(jī)巨頭又可以變成新能源巨頭。
面對新能源,傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)企業(yè)最明智的做法就是兩條腿一起走路,傳統(tǒng)動力繼續(xù)做大做強(qiáng),另一方面發(fā)展新能源產(chǎn)品。玉柴的也是做了這樣的選擇:夯實(shí)傳統(tǒng)動力,進(jìn)軍新能源。
搭載玉柴發(fā)動機(jī)的乘龍H7重卡
2030年發(fā)動機(jī)熱效率52%
傳統(tǒng)動力未來發(fā)展方向是高效、環(huán)保,尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)會越來越嚴(yán)格,同時還要降低油耗。首先在環(huán)保層面,玉柴車用柴油機(jī)、燃?xì)鈾C(jī)國六產(chǎn)品全面量產(chǎn),柴油機(jī)6大平臺11大系列產(chǎn)品全部符合國六排放,功率覆蓋100-660馬力。
天然氣發(fā)動機(jī)5大平臺8大系列使用當(dāng)量比燃燒+EGR+TWC技術(shù)路線滿足國六排放,功率覆蓋140-560馬力。
發(fā)動機(jī)的熱效率并不是100%,汽油發(fā)動機(jī)做到40%以上就非常厲害,像豐田把汽油發(fā)動機(jī)熱效率做到41%就讓很多人吃驚。柴油機(jī)的特性使其熱效率比汽油機(jī)更高,輕輕松松能達(dá)到40%以上,因此柴油機(jī)熱效率突破50%才是比較大的進(jìn)步。
玉柴熱效率目標(biāo)是在2020年達(dá)到50%;2030年國六二代發(fā)動機(jī)技術(shù)熱效率達(dá)到52%,這個熱效率與美國超級卡車動力熱效率相當(dāng);2025年熱效率目標(biāo)55%,2030年更是要達(dá)到60%的熱效率。
國內(nèi)另一發(fā)動機(jī)巨頭濰柴的熱效率目標(biāo)時間節(jié)點(diǎn)和玉柴出奇的一致,濰柴董事長譚旭光之前有提到,2020年濰柴會推出熱效率50%的柴油機(jī),并商業(yè)化;2025年熱效率超55%;2030年挑戰(zhàn)60%熱效率。看來大家對柴油機(jī)熱效率的提升都很有信心。
48V系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)熄火滑行
單單看數(shù)據(jù),好像發(fā)動機(jī)熱效率提升是個簡單的工作,事實(shí)恰恰相反,現(xiàn)階段每提升1%都是一個巨大的挑戰(zhàn)。就好比考試一樣,從60分進(jìn)步到90分比較容易,從90分進(jìn)步到99分就很難了。
玉柴提升熱效率的方法主要是從多個系統(tǒng)著手,燃燒系統(tǒng)用米勒循環(huán)技術(shù)、高效燃燒技術(shù)。空氣系統(tǒng)優(yōu)化中冷器,使用高效增壓,壓力損失優(yōu)化,進(jìn)排氣脈沖分離,降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速,兩級冷卻技術(shù)等。柴油本體用涂層降低摩擦,低粘度機(jī)油,機(jī)油熱管理技術(shù),曲軸密封低摩擦技術(shù),活塞降摩擦技術(shù)等。甚至連發(fā)動機(jī)排出的余熱都不放過,還有余熱回收系統(tǒng)將熱能轉(zhuǎn)換成動能。
以上僅僅是發(fā)動機(jī)本身“修內(nèi)功”,想要更高的熱效率還需要借助外力。現(xiàn)在很多乘用車上使用的48V輕混動系統(tǒng)在卡車上一樣能有降低排放和節(jié)油的效果。48V電壓能夠支持更大功率的電動設(shè)備,水泵、空調(diào)壓縮機(jī)、轉(zhuǎn)向助力泵等設(shè)備都可以用48V系統(tǒng)驅(qū)動,實(shí)現(xiàn)附件電動化,發(fā)動機(jī)就不需要一直帶著這些負(fù)載,需要使用的時候電機(jī)按需啟動就行了。甚至渦輪增壓器都能電動化,進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)效率。
根據(jù)不同的應(yīng)用,玉柴會有BSG(Belt Driven Starter Generator)和ISG(Integrated Starter Generator)兩種48V系統(tǒng)方案。
BSG是皮帶傳動啟動/發(fā)電一體化電機(jī)的意思,屬于P0混動結(jié)構(gòu),電機(jī)位于發(fā)動機(jī)前端,用皮帶驅(qū)動空調(diào)壓縮機(jī)、水泵這些附件,替發(fā)動機(jī)分擔(dān)一部分工作,還可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)啟停功能。
ISG是指集成啟動發(fā)電機(jī),屬于P1混動結(jié)構(gòu)。可以理解為一個電機(jī)取代了起動機(jī),這個電機(jī)不僅僅負(fù)責(zé)啟動發(fā)動機(jī),還與變速器、發(fā)動機(jī)并聯(lián),意味著在一些工況下電機(jī)可以輔助驅(qū)動,優(yōu)化發(fā)動機(jī)的工作效率,比如起步、爬坡的時候幫忙出點(diǎn)力。
48V系統(tǒng)有個重要的功能是下坡、滑行、剎車的時候可以實(shí)現(xiàn)動能回收,把動能轉(zhuǎn)換為電能存到48V電池中,別忘了很多設(shè)備都是48V電壓驅(qū)動,動能回收相當(dāng)于節(jié)約了一部分燃油發(fā)電。
48V系統(tǒng)是個新的世界,可支持的功能太多了。空擋滑行算什么?48V系統(tǒng)支持熄火滑行,因?yàn)檗D(zhuǎn)向助力、空壓機(jī)、空調(diào)之類的都可以用電機(jī)驅(qū)動,只要48V電池有電,就能保證車輛正常工作,和發(fā)動機(jī)不熄火沒什么兩樣,就算遇到情況需要發(fā)動機(jī)啟動,憑借強(qiáng)勁有力的48V電機(jī)就能讓發(fā)動機(jī)瞬間回到工作狀態(tài)。
小結(jié)一下玉柴48V輕混系統(tǒng)支持的功能,包括自動啟停,低速助力,動能回收,熄火滑行,電動增壓器,電動空調(diào)。
增程器1升油可發(fā)4.06度電
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為新能源有3條主流技術(shù)路線:混動、純電動、燃料電池。玉柴進(jìn)軍新能源的選擇是:“全都要”。
混動系統(tǒng)方面玉柴做的東西太多了,有P1混合動力系統(tǒng),eCVT功率分流型混動,增程器。eCVT混動系統(tǒng)通過兩個電機(jī)和行星齒輪組實(shí)現(xiàn)多種工作模式,可以保持發(fā)動機(jī)在最佳轉(zhuǎn)速和扭矩輸出,由于電機(jī)的特性是轉(zhuǎn)速范圍大,效率區(qū)間高,玉柴的eCVT專門用一個電機(jī)來連續(xù)調(diào)整發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速,和CVT變速器一樣平順。
增程式混合動力系統(tǒng)在國內(nèi)的一個優(yōu)勢是可以上新能源牌照,因此增程式混合動力未來應(yīng)用可能會更加廣泛。玉柴在增程系統(tǒng)做的準(zhǔn)備也很齊全,能提供柴油增程器和天然氣增程器。增程式混合動力通俗點(diǎn)講就是發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電儲存到電池,電機(jī)再用電驅(qū)動車輛行駛,發(fā)動機(jī)不能直接驅(qū)動車輛。
發(fā)電效率的高低就決定了油耗的高低。因?yàn)橥豢钴囆旭偤碾娏渴且粯拥模龀唐鳠簧湍馨l(fā)的電越多就越省油。玉柴柴油增程器最高發(fā)電效率4.06kWh/h,燒1升柴油能發(fā)4度多電;燃?xì)庠龀唐髯罡甙l(fā)電效率4.74kWh/kg。
發(fā)電效率相對來說還是很高的,單看數(shù)據(jù)可能沒感覺,可以舉幾個例子。特斯拉semi電動卡車,總重36噸百公里耗電80kWh,用增程器發(fā)電,相當(dāng)于百公里油耗20升。城市里配送的純電動輕卡,百公里能耗普遍在40kWh左右,如果改用增程器驅(qū)動,百公里油耗還不到10升。
燃料電池和集成電驅(qū)動橋
氫燃料電池是新能源領(lǐng)域比較火的一項(xiàng)技術(shù)路線,目前玉柴和AVL公司聯(lián)合開發(fā)了一款35kw質(zhì)子交換膜燃料電池,系統(tǒng)額定凈輸出功率35kw,工作電壓132-248V,適合4.5-8噸卡車或8-10米客車使用。未來會有70kw和110kw燃料電池。
未來的純電動卡車產(chǎn)品肯定都是走量身定制路線,底盤專為電動車開發(fā),結(jié)構(gòu)上要求高集成度,方便布置電池。傳統(tǒng)的電驅(qū)動方式需要傳動軸,明顯不適合未來高集成化的要求,只有集成式電動橋才能滿足要求,省去傳動軸,降低自重,傳動效率更高。
這一方面玉柴做的就是下一代電驅(qū)動產(chǎn)品——集成式電驅(qū)動橋總成。電機(jī)集成在車橋總成上,傳動效率更高,主要應(yīng)用在4-8噸卡車和5-7米客車上。要知道現(xiàn)在的純電動卡車未來節(jié)省開發(fā)成本,大量借用了燃油車的零部件,只是把發(fā)動機(jī)、變速器換成了電機(jī),底盤的傳統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和燃油車并無太大差異,這種結(jié)構(gòu)不利于車輛輕量化和布置電池。
可以看的出來,玉柴面對新能源趨勢已經(jīng)有清晰的發(fā)展思路,傳統(tǒng)動力未來的目標(biāo)非常明確。而新能源也是多種技術(shù)路線共同發(fā)展,投入的資源并不少。據(jù)了解,2019年玉柴累計(jì)投入3億元人民幣發(fā)展新能源,團(tuán)隊(duì)規(guī)模200人;并且還在加大投入,到2023年累計(jì)投入預(yù)計(jì)達(dá)到30億元,團(tuán)隊(duì)規(guī)模500人;2025年累計(jì)投入預(yù)計(jì)達(dá)到50億元,平均一年增加10億元,資源規(guī)劃投入還是很下本的。
圖/文:陳接鋒
王同
版權(quán)所有 未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載
增值電信業(yè)務(wù)經(jīng)營許可證備案號:遼ICP備14006349號
網(wǎng)站介紹 商務(wù)合作 免責(zé)聲明 - html - txt - xml