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2020年5月29日星期五

中國客車電驅市場迎來競爭格局

來源:中國汽車報 時間:7/6/2017 共2827字 閱讀量:738

2017年2月,國家發改委會同科技部、工信部、財政部等有關部門組織編制并發布了《戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄(2016版)》(簡稱《目錄》)。其中,在新能源汽車重點培育的產品中,占據市場主力位置的集中式電機、剛步入市場化的輪邊電機、以及正處于研發階段的輪轂電機均赫然在列。

當下,我國純電動客車動力系統驅動方式主要分為集中式驅動和分散式驅動兩大類。目前國內客車市場以集中式驅動為主,輪邊驅動及輪轂驅動這兩種分散式驅動形式也在逐步推向市場之中。

電驅

集中式驅動是當下市場主流

純電動客車中央式驅動系統也可稱為集中式驅動,該種驅動形式基于傳統動力汽車的傳動系統而來,由主電機通過傳動軸連接驅動橋,簡而言之,是將傳統的內燃機動力系統替換成以電機為核心的驅動系統。

“集中式驅動又分單電機與雙電機兩種方案,單電機有直驅、電機+變/減速器與中央驅動橋三種形式。雙電機方案則有雙電機并聯+變/減速器、雙電機串聯+變/減速器方案以及兩個電機+變/減速器(兩個電機分立在變速器兩端)等形式。”蘇州綠控傳動科技有限公司純電動事業部副總經理陳友飛介紹說,這些方式分別能滿足各種規格的客車產品,屬于技術比較成熟的驅動類型。

“這其中,直驅電機是目前純電動客車上應用最為廣泛的一種方案,該系統由一臺電機通過傳動軸與驅動橋連接,結構簡單、可靠性高且便于維護。”精進電動科技股份有限公司相關負責人表示,由于直驅電機技術成熟度較高,更容易被廣大客戶所接受,這也是客車企業普遍采用直驅電機方案的原因所在。

此外,中央驅動橋可以看作是集中式驅動發展至今的升級版。據了解,中央驅動橋是將電機橫置集中在驅動橋上,由于取消了主減速器,有助于降低能耗,同時集成化的設計也減輕了整體重量,目前在8米以下的車型上具備一定的優勢。

“不過,集中式驅動技術雖然成熟度較高,但從細分驅動方案來看,也存在著缺陷。例如,直驅電機就存在爬坡性能不足、中高速性能欠缺、重量較大、成本較高等問題。”陳友飛指出。

“即便如此,汽車企業為了產品能夠早日投放市場,一開始基本會選擇集中式驅動技術方案。”東南汽車新能源技術室主任王孝全在接受《中國汽車報》記者采訪時解釋說,在新能源客車市場化初期,政策紅利是主要驅動力,車企肯定會尋求一種改動較為簡易的驅動方案來快速搶占市場,而集中式驅動技術就是那時的最佳方案。

分散式驅動漸成未來發展趨勢

“隨著純電動汽車技術研究逐漸深入,其驅動系統的布置結構也逐漸由單一動力源的集中式驅動向多動力源的分散式驅動發展。”北汽福田汽車股份有限公司電驅動系統設計負責人王海龍指出,與集中式驅動相比,分散式驅動省去了變速器、傳動軸、機械差速器、半軸等部件,把電機移動到車輪側,使其傳動結構變得更為簡單。

目前分散式驅動中較為常見的是輪邊驅動,該驅動形式是將驅動電機布局在車輪旁邊,通過減速機構直接驅動車輪行駛。

在海格客車技術中心工程師王永濤看來,輪邊驅動具備十分突出的優勢。“首先,采用輪邊驅動可以使車輛驅動系統及整車結構更加簡潔、緊湊,容易實現低地板及站立面積和載客數的增加。同時,還能使整車重心降低,提高車輛行駛穩定性。另外,輪邊驅動系統由于動力傳動鏈短,而且能通過能源管理和動力系統控制策略優化驅動及制動力分配,降低能源消耗,提升車輛燃油經濟性。與內燃機、集中電機驅動車輛相比,輪邊驅動技術還能大大改善車輛的行駛動力學性能,能夠通過電機控制技術,較為容易的實現ABS、TCS及ESP功能;除此之外,該系統可提高車輛轉向行駛性能,并有效減小轉向半徑,甚至零轉向半徑,大大增加了轉向靈便性。”他說道。

與輪邊驅動技術相比,被譽為純電動客車終極解決方案的輪轂驅動技術則將“分布式驅動”的精髓發揮到了極致。

“輪轂電機系統最大的特點就是將動力裝置、傳動裝置和制動裝置全部整合到輪轂內,得以將電動車的傳統系統大為簡化。”王海龍強調,裝配輪轂電機的底盤比傳統底盤少了很多零部件,在成本上會有較大優勢。另外,其傳動效率比集中式驅動和輪邊驅動都要高。

“初步測算,輪轂電機系統要比集中式驅動的效率高出13%~16%。而輪邊驅動系統雖然原理上也是將電機布置在車橋上,但電機系統在通過減速機構后,會有10%左右的效率損失。而輪轂電機則是直接驅動車輪,避免了效率損失這一問題。”天海同步集團董事長呂超表示。

雖然優勢顯而易見,但分布式驅動技術存在的技術難題同樣不容忽視。王海龍指出,輪邊電機簧下質量變大會影響整車的平順性和操控性;另外,目前仍沒有一個理想的方案來解決輪邊驅動的差速問題,尤其在高速轉彎與路面顛簸情況下的差速控制。而輪轂電機的可靠性及非簧載質量加大的問題則更為明顯,同時,由于所有部件均集中在輪轂內,散熱及電子控制問題也亟待解決。

分布式驅動方案高昂的成本也是影響其市場化的另一重要原因。“分布式驅動至少需要兩個電機,成本大概是直驅系統的三倍以上。”吉利汽車動力總成研究院副院長趙福成指出,分布式驅動在降低電耗上所創造的收益與系統的成本并不對等。

未來市場或呈多元化格局

業內普遍認為,新能源汽車動力系統分為三個技術發展階段,第一階段是集中式驅動技術,第二階段是輪邊電機技術,第三階段是被稱為終極解決方案的輪轂電機技術。

從目前市場格局來看,集中式驅動技術占據純電動客車市場主導地位是不爭的事實。那么,分散式驅動技術作為更為先進的驅動方案,未來能否后來居上?

“無論從生產規模,還是從經濟效益來看,集中式驅動技術在未來相當長的時間內會是純電動客車市場的主流,這個時間至少要持續3~5年。”業內人士表示。

對此,王孝全也指出,集中式驅動技術在純電動客車市場主導地位近期無法撼動,而2020年之后,補貼的退坡又使分布式驅動技術市場化難度再次加大。

呂超則是分散式驅動技術“顛覆論”的支持者,他認為輪轂驅動技術將在純電動客車和純電動專用車市場上占據一席之地。除此之外,輪轂電機技術與自動駕駛結合所帶來的市場機會也會更大。

“采用輪邊驅動技術的比亞迪K9可以說是公司新能源客車領域的開山之作。”比亞迪商用車銷售事業部公關總監肖海平十分看好輪邊驅動技術的發展前景,2014年比亞迪搭載輪邊電機的公交車在國內問世以后,已在南京、杭州、深圳等地推廣數千輛。“其中,這款產品在深圳的運營里程已經突破了40萬公里,品質得到用戶一致認可。”

據了解,福田歐輝在2015年已批量生產了18米輪邊驅動純電動產品,海格客車也有12米輪邊驅動客車出口海外。“相信,未來分散式驅動技術將會是行業主流,而成本也會隨著產量的增加而降低。”上海富田電氣技術有限公司主任工程師蔣濤表示。

“不可否認,輪邊驅動、輪轂驅動是新能源客車電驅動系統的發展方向。”王海龍認為,系統集成化、控制數字化的發展趨勢也會助力分布式驅動技術的快速普及,“不過,就目前而言,分布式驅動技術還需盡快完成技術積累,待到迎來市場機遇,就能實現厚積薄發。”

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