
2016年10月中旬科技部發布了《國家重點研發計劃新能源汽車等重點專項2017年度項目申報指南》,涉及動力電池和電池管理系統、電機驅動、汽車智能化等方面,其中有一個“純電動大客車動力平臺技術項目”。下面是筆者學習這一指南的體會。
一、攻關技術具體內容
1)純電動商用車智能控制技術;
2)高效驅動技術;
3)高壓集成控制技術;
4)節能電動冷暖一體化空調等高效輔助系統技術;
5)開發模塊化、系列化的純電動商用車底盤及車型;
6)開展整車安全性、可靠性、耐久性和環境適應性的提升技術研究,以及輕量化新結構、新材料的應用技術研究;
7)開發整車的批量化生產工藝,形成規模化生產能力。
二、技術攻關考核指標
以12米純電動客車為攻關對象,具體指標如下:
1)0-50km/h加速時間≤15s;30分鐘最高車速≥100km/h;最大爬坡度≥25%;整備質量≤11000kg;電耗≤0.55kWh/km;
2)全氣候(環境溫度范圍覆蓋-20℃到40℃)續駛里程≥250km;
3)電制動降低電能消耗25%以上;
4)行駛60km的快速充電時間≤10min;
5)形成年生產能力≥5000臺,實現百輛級示范應用。
三、十三五純電動12米客車攻關技術難度分析
1)從科技部發布的12米純電動客車指標上來分析,其中:全氣候(環境溫度范圍覆蓋-20℃到40℃)續駛里程≥250km是用戶認可的基本指標。其難度分析:
①(環境溫度范圍覆蓋-20℃到40℃)充放電性能良好的動力電池,基本上是快充類電池,其比能量能滿足滿足12米純電動公交車續駛里程≥100km。要實現用當前的快充電池,其比能量要滿足12米純電動客車續駛里程≥250km的這個指標,動力電池必須要上一個大臺階。這是客車廠家自己無能為力的事情了。這是前面提到的客車廠家必須要找到最好的動力電池廠家的原因。
②比能量要滿足12米純電動公交車續駛里程≥250km的要求,在目前動力電池電池供應商目錄里,在找到最好的工業商的前提下,要求12米純電動公交車整備質量≤11000kg,必須要求整車在減去動力電池系統后的整備質量≤8000kg。
這對目前的12米的公交車客車的輕量化的要求是相當高,客車輕量化后的車身結構剛度(強度)必須滿足客車結構安全性有關性技術指標,其難度是難以想象的。對道路客車輕量化,其要求更高,難度更大。
2)從科技部發布的12米純電動客車指標上來分析,其中:0-50km/h加速時間≤15s;30分鐘最高車速≥100km/h;最大爬坡度≥25%是最關鍵的動力性指標。其難度分析:
①0-50km/h加速時間≤15s是整車的加速度指標。對客車用戶而言,這一指標不敏感。目前轎車的指標是4s水平,對電動客車而言,這個影響客車動力總成的配置,尤其是對電機配置,能保障這個指標的電機,才能算上是高效驅動技術。
②30分鐘最高車速≥100km/h這個指標目前在電動轎車上是一個基本指標。對道路客運電動客車提出這個指標的基本理由是,高速公路的經濟速度是100公里。如果不能到達這個指標,電動客車是不能滿足高速公路的要求。客觀地說,目前研發的道路電動客運客車是不能上高速公路的,僅可用于城市道路上通勤車用。這個也是電機高效運行的基本要求。
③最大爬坡度≥25%。對于經常在城市和良好公路上行駛的汽車,最大爬坡度在10°左右即可;對于載貨汽車,有時需要在壞路上行駛,最大爬坡度應在30%即16.5°左右。而越野汽車要在無路地帶行駛,最大爬坡度應達30°以上。
目前貨車的最大爬坡度≥30%。對純電動客車提出最大爬坡度≥25%的要求,無疑否定了單機直驅的動力總成配置方案。要滿足這個這個指標,增加變速器配置是必須的。
對單電機驅動的純電動客車而言,依然需要變速箱,但不需要太多檔,2-3檔即可。增加變速箱以后,整車的系統集成的復雜度提高了很多。有變速箱的優點是:可以降低對電機的要求,可以減少對電池組的要求,其綜合成本降低。這對整車廠工程技術人員動力集成能力提出了較高的要求。
