2023年3月28日-29日,首屆中國商用車論壇在湖北十堰舉辦。本屆論壇由中國汽車工業(yè)協(xié)會、湖北省經(jīng)信廳、東風(fēng)公司和十堰市人民政府共同主辦,以“應(yīng)變 求變 謀變——共創(chuàng)商用車發(fā)展新局面”為主題,共設(shè)“1場閉門峰會+1個(gè)大會論壇+4個(gè)主題論壇”,旨在聯(lián)合能源、交通、信息等各方力量,共同探討商用車產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢,推動商用車高質(zhì)量發(fā)展。其中,在3月29日下午舉辦的“專用車高質(zhì)量發(fā)展”主題論壇上,東風(fēng)商用車有限公司新能源商品首席車輛工程師趙峰發(fā)表了主題演講《商用車新能源解決方案》。以下內(nèi)容為現(xiàn)場發(fā)言實(shí)錄。
各位嘉賓、各位領(lǐng)導(dǎo),下面由我來做商用車新能源解決方案的匯報(bào)。在專用車領(lǐng)域,不管是傳統(tǒng)的燃油車,還是新能源車,甚至包括智能網(wǎng)聯(lián)的一些應(yīng)用,在專用車領(lǐng)域都取得了比較大的成果。我們今天這個(gè)報(bào)告主要是從我們作為專用車的一個(gè)底盤供應(yīng)方的角度,從新能源化的角度來跟大家分享一些觀點(diǎn)。
我的報(bào)告題目是《商用車新能源解決方案》。分三個(gè)部分:首先是新能源的市場分析。這個(gè)大家看得比較多,尤其商用車,在2025年的滲透率可能各家預(yù)測得不太一致,但是總體其實(shí)是比較呈樂觀的趨勢。在商用車尤其中重卡領(lǐng)域,新能源化的切入點(diǎn),最早其實(shí)是在市政環(huán)衛(wèi)專用車領(lǐng)域進(jìn)行了一些嘗試,取得了成功,慢慢再向其他場景覆蓋。我們2017年就推出中重型純電動的市政環(huán)衛(wèi)底盤,而且取得了很好的成績,長期銷售第一。2019年到2020年、2021年,我們中重卡在其他一些廠礦導(dǎo)入了牽引車、工程車以后,開始大規(guī)模急劇增長,到現(xiàn)在中重卡一年能有2萬多臺的銷量。所以從整個(gè)發(fā)展趨勢來講,不管這個(gè)預(yù)測是持更加樂觀一點(diǎn),還是保守一點(diǎn),但是這個(gè)趨勢是不可避免的。所以整體來講,不管是我們專用車也好,還是商用車的其他領(lǐng)域,基本上是轉(zhuǎn)向電動化的發(fā)展趨勢。
從整個(gè)市場分析來講,目前受政策驅(qū)動的這些場景是優(yōu)先能夠電動化的,這里可以看到圍繞著城市,包括城市作業(yè)、城建渣土、攪拌車,這幾個(gè)場景是目前電動化比例比較高的。目前發(fā)展比較快的像這些資源倒運(yùn)的礦山運(yùn)輸,還有港口倒運(yùn),因?yàn)橛幸恍┚G色政策引導(dǎo),電動化車輛賣得比較多。再就是港口倒運(yùn),是電動化+智能化。
為什么在這塊場景電動化能夠取得成功?本質(zhì)上還是能夠解決客戶場景運(yùn)營的需求。原來有過一段時(shí)間補(bǔ)貼的市場,只有拿到補(bǔ)貼的場景和車輛能夠去擴(kuò)展,但是實(shí)際上在這個(gè)領(lǐng)域,圍繞著我們所謂的城市圈,還有資源運(yùn)輸?shù),基本上有幾個(gè)特點(diǎn):
1.運(yùn)距都相對比較短。有的單趟運(yùn)距只有十幾公里,有的是三十公里,整個(gè)續(xù)航需求也就是在200到300公里,現(xiàn)在的技術(shù)完全能夠解決這樣的問題,所以在這些場景是很容易導(dǎo)入的。
2.我們國家在大力發(fā)展氫能汽車,還是以示范運(yùn)營的形式進(jìn)入。氫能車在專用車領(lǐng)域是一個(gè)比較好的切入點(diǎn),因?yàn)樵谶@個(gè)領(lǐng)域有政府政策的引導(dǎo),有市政環(huán)衛(wèi)作業(yè)承接的單位參與,同時(shí)還能夠帶動當(dāng)?shù)厝剂想姵禺a(chǎn)業(yè)的發(fā)展,所以環(huán)衛(wèi)車近一兩年有很多市政環(huán)衛(wèi)的底盤出現(xiàn)。
3.從場景上來講,剛才我們講了圍繞著這七大場景,七大場景第一個(gè)就是改裝類,也就是專用車的場景,我們有一些車改裝以后給政府類的用戶用。再一個(gè)就是廠礦企業(yè)用。還有一個(gè)是在這個(gè)里面產(chǎn)生了具備客戶價(jià)值的場景,就是純TCO應(yīng)用。純電動其實(shí)現(xiàn)在在中重卡來講,輕卡應(yīng)該是屬于TCO的客戶群體。對中重卡來講,資源倒運(yùn)我們也做了一些場景測算,基本上通過油電差的差價(jià),能夠很快把車增加的這部分成本回收回來,對運(yùn)營主體來講是具備經(jīng)濟(jì)價(jià)值的。
同時(shí),因?yàn)樾履茉窜噷?dǎo)入以后,現(xiàn)在叫整體解決方案,因?yàn)檐囘是比較貴,在這里就有各種各樣的環(huán)節(jié)進(jìn)來,比如電池銀行、電池回收,甚至包括一些現(xiàn)在拿到電動車以后去承接運(yùn)力,甚至市政環(huán)衛(wèi)現(xiàn)在也比較流行的運(yùn)營公司運(yùn)營,為城市承接作業(yè)服務(wù)。這里面就出現(xiàn)了各種各樣性質(zhì)的人員進(jìn)來,就不是以前這種把車賣給經(jīng)銷商,經(jīng)銷商再把它賣給客戶,最后我去做服務(wù)維保,整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈就會拉得很長。這樣進(jìn)來以后,我們做電池銀行的有可能是這些像國家電網(wǎng)、國電投等有電力資源的,電池回收,還有電池廠、主機(jī)廠也會介入,因?yàn)殡姵氐奶荽卫眠是有價(jià)值的。只有把我們整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈每一個(gè)環(huán)節(jié)的利潤都挖掘出來,我們電動化的價(jià)值就會凸顯出來。而且每一個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)來的話,會分?jǐn)傎徿嚦杀镜囊恍〾毫,所以叫做整體解決方案。
從場景上來講,新能源汽車現(xiàn)在提得比較多的是氫燃料、純電動,其實(shí)在卡車領(lǐng)域還有一條混動技術(shù)路線。我們東風(fēng)商用車一直在堅(jiān)持三條路線同步發(fā)展。為什么要堅(jiān)持三條路線同步發(fā)展呢?大家從這張圖上看到,橫坐標(biāo)是續(xù)航里程,縱坐標(biāo)是車輛載重的需求。剛才我們講電動化在200公里以內(nèi)的場景,現(xiàn)在的技術(shù)是完全可以都覆蓋的。未來隨著高效的電驅(qū)技術(shù),還有大電量電池技術(shù)應(yīng)用在整車上以后,這種純電動的還是可以向400到500公里的續(xù)航去擴(kuò)展的,再配合上超級快充或者換電,它基本上能夠覆蓋到1000公里以上。另一條就是混動;靹幽壳霸谳p型車上做的增程式技術(shù),用在一些冷藏車上,我們看了一下應(yīng)該有幾家廠家做得還是很成功的。我們在中重卡領(lǐng)域,這個(gè)混動重點(diǎn)還是關(guān)注用了混動以后能夠帶來的一些節(jié)油的效果,所以我們在中長途的車輛上去構(gòu)建了混動的產(chǎn)品,重點(diǎn)還是通過節(jié)油去快速地回收增加了電池和電機(jī)、電驅(qū)這部分的成本,能夠?yàn)榭蛻魩砀喙?jié)解的效果。
燃料電池剛開始發(fā)展,還是日本在推。日本推出以后,他們先是在乘用車上應(yīng)用。2021年,我們國家修正了節(jié)能路線2.0的時(shí)候,就把燃料電池的技術(shù)定義為優(yōu)先在商用車領(lǐng)域取得成功。為什么?因?yàn)槿剂想姵氐奶攸c(diǎn)就是比燃油車的能量利用率較高,因?yàn)闅錃獾哪芰亢勘容^高,它運(yùn)行起來,雖然燃料電池的系統(tǒng)比較貴,但是實(shí)際上它的氫氣和油的費(fèi)用是有差值的,所以里程越長,或者叫消耗氣量越大,它的價(jià)值實(shí)際上是越高的。所以,從長遠(yuǎn)來看,大家其實(shí)比較看好燃料電池在中長途車輛上的應(yīng)用。為什么現(xiàn)在還有短途的場景?就是我們剛才說的有示范運(yùn)營的效果去推升。而且現(xiàn)在整個(gè)燃料電池系統(tǒng)堆的功率還相對比較少,目前在技術(shù)領(lǐng)域可能在240千瓦,上車的一些商品主流都在150到130千瓦這么一個(gè)功率段。隨著大功率的應(yīng)用,還有儲氫技術(shù)的應(yīng)用,它一定是覆蓋在長續(xù)航的這個(gè)場景上面去。
從底盤來講,底盤的新能源化在乘用車領(lǐng)域發(fā)展得非常迅速,最早是把原來的油車改成純電動車,像比亞迪的E6,很多城市作為出租車。后來進(jìn)一步優(yōu)化整車平臺,到現(xiàn)在像比亞迪的海洋系列,就是根據(jù)電動化的需求來打造它整個(gè)的車身,發(fā)展比較快。
在中重卡領(lǐng)域相對會慢一些,因?yàn)槲覀冋麄(gè)場景應(yīng)用會慢一點(diǎn),但是實(shí)際上目前這種新的整車架構(gòu)都在凸現(xiàn)了,包括歐美,包括我們國內(nèi)一些企業(yè)都在做。未來整個(gè)趨勢是高度集成化。
這里我們?nèi)×巳龡l技術(shù)路線三款比較典型的車型。第一個(gè)大家應(yīng)該看到得比較多,就是特斯拉的Semi。它的特點(diǎn)就是高度集成,電驅(qū)集成在電驅(qū)橋,電池和車體深度結(jié)合,能夠保證它布置更大的電量,它的電量應(yīng)該在700度以上。
第二個(gè)就是燃料電池的趨勢。燃料電池的系統(tǒng)比純電動的系統(tǒng)還要復(fù)雜,它不僅要有驅(qū)動系統(tǒng),還要有燃料電池氫氣反應(yīng)的系統(tǒng)。未來的一個(gè)趨勢也是深度的集成。大家看到戴姆勒奔馳的這款車集成度也還是不夠,它后背的這一塊未來也在尋求更進(jìn)一步集成的方式,比如一些散熱、小型的儲能電池要往底盤去用。儲氫技術(shù),奔馳這邊預(yù)期是用一個(gè)液態(tài)儲氫的技術(shù),但實(shí)際上液態(tài)儲氫應(yīng)該還是比較難的。因?yàn)榈谝粋(gè)是本身它的溫度比較低,基本上快達(dá)到了絕對零度;另一個(gè)就是把氫氣液化的過程本身能耗也是比較高的,目前好像全球能夠把氫氣液化的產(chǎn)能每天只有5噸。奔馳選這條路線,我估計(jì)它預(yù)期也是比較遠(yuǎn)的技術(shù)路線。目前大家比較看好的還是70兆帕的儲氫技術(shù),基本上能夠滿足1000公里的續(xù)航,只不過體積比這個(gè)大。
從混動來講,中重卡商品大家看到得比較少,但是每一家基本上都沒有放棄這條路線。DAF的二代車為什么把它叫做典型呢?它比較集成化,而且在原來油車的平臺的接口和模塊影響比較小的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了混動,在它的變速箱上面集成了一個(gè)高速電機(jī),實(shí)現(xiàn)了P2的架構(gòu)。同時(shí),在側(cè)面加了一塊電池,可以實(shí)現(xiàn)混動的功能,并根據(jù)電池電量的多少可以去插混,因?yàn)椴寤煊欣m(xù)航里程的要求,插混還是輕混的方案。我們商用車的架構(gòu)基本上跟DAF比較一致的。從測試效果來講,國內(nèi)應(yīng)用場景比較多,我們覺得節(jié)油效果跟歐洲也是能夠相當(dāng)?shù)摹?/p>
從整個(gè)平臺技術(shù)展開來講,電動化圍繞著以前叫做大三電:電機(jī)、電池、電控。這個(gè)電控看怎么解釋,也可以叫做低壓控制,也可以叫做高壓的電機(jī)控制。除了這三大電以外,我們還有一個(gè)比較關(guān)鍵的是熱管理,因?yàn)殡妱踊院,它的每一度電、每一滴能量比油車上的能量更加珍貴,所謂的熱量,制熱、制冷也都從電來的,我們叫大三電和熱管理的技術(shù)是比較關(guān)鍵的。
展開來講,發(fā)展趨勢都是比較清晰的。首先從架構(gòu)來講,目前都是采用分布式的架構(gòu),再到域,比如新能源域、智能網(wǎng)聯(lián)域,這種局部域控制器的架構(gòu),再到未來的中央控制的、中央計(jì)算的解決方案,現(xiàn)在一些乘用車基本上都快速地往中央域控制器的路線發(fā)展。為什么要提升整個(gè)架構(gòu)?這里面核心的還是降低成本,因?yàn)榉植际降目刂萍軜?gòu)和集中式的控制架構(gòu)各有優(yōu)劣,但是隨著我們整個(gè)電控技術(shù),包括功能安全、功能開發(fā)、電控測試技術(shù)的提升,中央控制解決方案可以大幅降低成本。有國外的評測機(jī)構(gòu)評價(jià)過特斯拉的線束長度,從幾公里減了幾百米,就是因?yàn)樗捎昧酥醒胗蚩氐穆肪來減少線束的長度。同時(shí)又把運(yùn)算能力整合在一個(gè)中央域控制器上面去,可以節(jié)省芯片的數(shù)量,這是從電驅(qū)來講。
從電池來講,乘用車現(xiàn)在比較明顯的,大家都在說我是一個(gè)C2C的結(jié)構(gòu)。所謂的C2C,本質(zhì)上就是把我們的車體結(jié)構(gòu)利用起來,當(dāng)作我們電池包的一部分。但是電池包還是一個(gè)大的包往車上裝,同時(shí)再去封蓋。這個(gè)蓋一封就起到了密封的作用,車體底下的兩根縱梁就起到了電池結(jié)構(gòu)的作用,這種叫乘用車的C2C。
在商用車或者專業(yè)車底盤上到底怎么去走呢?也要做集成,因?yàn)楝F(xiàn)在看到的車都是后背的。我們在2017、2018年做環(huán)衛(wèi)純電動底盤的時(shí)候,因?yàn)橄纫?jì)算它的作業(yè)需求的電量,然后再根據(jù)電量去選電池,選完電池我們再去做布置。等我們把電池選完了以后發(fā)現(xiàn)底盤是塞不下去的,因?yàn)槲覀儗S密囋诘妆P的部分還有改裝空間。比如洗掃作業(yè)類車輛下面都要有掃盤,這個(gè)空間你又不能用,所以我們當(dāng)時(shí)被迫把這個(gè)電池備到了駕駛室后面。
當(dāng)時(shí)應(yīng)該中重卡做電動車后背的也比較少,但是做完了以后很快在行業(yè)內(nèi)大家也都采取了這種方案,也確實(shí)是沒有辦法的辦法。但是電池能量的密度比2017、2018年還有一些提升,那時(shí)候普遍在120,現(xiàn)在都在150能量密度,同時(shí)電池集成的技術(shù)也有提升,現(xiàn)在大家看到的一些趨勢都是盡量往底盤上去用。底盤上用可以,重心降低;另外,跟底盤的結(jié)構(gòu)共有,科技帶來一些輕量化的效果。
但是電池拿下來和車體集成,一定是要嚴(yán)格把作業(yè)車輛的需求給它預(yù)留出來。這個(gè)就是專用車電動化比其他車輛更難的一部分。為什么我們的電動車能夠取得比較好的銷量?就是因?yàn)槲覀冊诘妆P設(shè)計(jì)的時(shí)候充分考慮了改裝的這些作業(yè)的需求,然后來去實(shí)行布置。
從電機(jī)來講,重點(diǎn)就是扭矩密度的提升,包括高速電機(jī)的應(yīng)用,油冷技術(shù)的應(yīng)用等等。從電機(jī)的控制來講兩個(gè)方向:一個(gè)是高壓化,再一個(gè)是IGBT的驅(qū)動模式變成碳化硅的MOSFET驅(qū)動形式,會進(jìn)一步提升它的效率。當(dāng)然這里邊有很多技術(shù)難點(diǎn),我們叫基礎(chǔ)的技術(shù)難點(diǎn)。
從驅(qū)動形式來講,電驅(qū)橋是一條主流的趨勢,但是現(xiàn)在這種電機(jī)+變速箱的驅(qū)動形式,我們看它應(yīng)該也不會完全消失。但是電驅(qū)橋的應(yīng)用對我們專用車是非常好的,它節(jié)約了大量底盤布置的空間。
燃料電池剛才講了,主要是效率的提升,再就是大功率電堆的技術(shù)。今年已經(jīng)有240的電堆了,有很多人在做180的單堆,單堆加起來360,差不多400多馬力就可以和燃油車的能量相當(dāng)了。
我們商用車的布局,目前在純電動領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全場景的覆蓋,包括專用車,專用車品類是最全的。再就是混動,我們實(shí)現(xiàn)了小批量的客戶運(yùn)營。氫燃料覆蓋場景基本上像幾個(gè)典型的場景我們都是能夠有場景在投入的。像我們剛才講的一些關(guān)鍵的技術(shù)都投入了大量的資源去做一些技術(shù)的儲備和開發(fā)。下一步對純電動來講,我們剛才說的中長續(xù)航這塊的市場要進(jìn)一步去覆蓋,氫燃料要在示范運(yùn)營的基礎(chǔ)上打造一些比較典型的明星車型,長期還是全面掌握電動化核心的關(guān)鍵總成和技術(shù)。
后面簡單介紹一下商用車目前在新能源的產(chǎn)品情況,整體的趨勢還是全場景的打造,包括新能源,結(jié)合我們的智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù),實(shí)現(xiàn)全場景的自動化的接泊技術(shù)。
整個(gè)型譜來講,就是純電動的牽引,我們的工程車,我們的專用底盤全部是覆蓋的,我們的載貨車也開始做一些運(yùn)營。在電動化的基礎(chǔ)上做了一些線控底盤,這個(gè)車剛才姜總的報(bào)告里也提了一些。港口作業(yè)車輛以前都是用拖車,現(xiàn)在明顯的是專用化了,打造了一個(gè)專用的底盤。這個(gè)做的公司也有很多,結(jié)合了智能的一些解決方案。這是我們混動的一個(gè)車型的情況。
重點(diǎn)講一下專用車,確實(shí)是種類比較全的,從垃圾運(yùn)輸類,到作業(yè)類,洗掃和灑水車。從驅(qū)動形式來講,我們也有電驅(qū)橋的產(chǎn)品,也有傳統(tǒng)的中央驅(qū)動的形式,目前都在做。電驅(qū)橋的產(chǎn)品導(dǎo)入要慢慢導(dǎo)入,市場接受是有一個(gè)程度的。但是電驅(qū)橋的驗(yàn)證是非常充分,我們自己在試驗(yàn)廠跑了2萬公里的綜合路面的驗(yàn)證,目前也在用戶實(shí)際的城市作業(yè)里邊去做一些測試。
氫燃料的產(chǎn)品,我們在廣州、天津這邊都有投放,綜合氫耗我們統(tǒng)計(jì)了一下,差不多8公斤。8公斤在行業(yè)內(nèi)應(yīng)該是比較領(lǐng)先的水平。再就是攪拌車,這兩年純電動的攪拌車,因?yàn)樵卩嵵、成都有一些市場,政府在做一些推廣,我們也有很多車在投放。氫燃料的剛才講的這個(gè)是相對詳細(xì)一點(diǎn)的參數(shù),目前重點(diǎn)還是在一些中短途的場景去應(yīng)用。
這個(gè)就是我們港口車的。我們這個(gè)車前面做功能和概念驗(yàn)證的概念車,到目前為止,我們已經(jīng)迭代到第三代了,目前在廈門、武漢都有投放。這個(gè)車應(yīng)該符合我們專用車的概念,就是根據(jù)我們港口運(yùn)輸?shù)拿恳粋(gè)需求去打造的底盤,還有它的托架,包括我們的軸距怎么定義,轉(zhuǎn)向怎么設(shè)計(jì),它的需求都不一樣,跟我們的道路車輛都不太一樣。包括前面有一些為了避免其他車輛沖擊過來,這還有一個(gè)防碰撞的。它一觸碰以后,整個(gè)動力會切斷,確實(shí)是一個(gè)專用場景打造的解決方案。
以上是我的報(bào)告,謝謝!
(注:本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理,未經(jīng)演講嘉賓審閱)
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