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張松:新能源商用車多元電動化轉型解決方案

2025年3月26日-28日,2025商用車產業發展會議在湖北省十堰市舉辦。本次會議由中國汽車工業協會主辦,以“開辟新賽道,匯聚新動能——發展商用車產業新質生產力”為主題,采用“1+1+6+N”模式,即1場閉門會議,1場開幕式暨主旨會議,6個主題分會場和其他相關對接、展示等活動,旨在深入分析商用車發展面臨的新機遇、新挑戰,探討商用車產業未來發展的新趨勢、新方向。其中,在3月27日下午舉辦的“主題分會場二:新能源商用車可持續發展”上,玉柴芯藍新能源動力科技有限公司新能源動力研究院副院長張松發表精彩演講。

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以下內容為現場發言實錄:

前面幾位專家都是從行業以及整車的角度來講了新能源商用車可持續發展的路徑,我從整車核心零部件-動力系統的角度做一些介紹。

主要從三個方面做介紹,首先是電動化的驅動力。第二,電動化的適配應用場景。第三,玉柴電動化轉型的實踐。

電動化化的驅動力從全球角度看主要是節能減排。對我國來說,我國能源對外依存度比較高。國家的雙碳戰略驅動交通領域通過電動化實現低碳轉型,。從政策角度來說,國家在商用車碳積分、第四階段油耗、公共領域電動化以及燃料電池示范性推廣政策,推動商用車低碳零碳轉型。

從當前各新能源技術路線看,有純電動、氫燃料電池、混動系統等,各個路線有各自的特點以及適配應用的場景。近幾年各個路線也得到了快速發展,尤其是在特定目標市場上,純電增長迅速。剛才各位專家也提到了,因為商用車的場景復雜,不同的場景使用的工況和用戶需求也是各不相同,因此技術路線也是多元化的。目前推動新能源車電動化應用的主要的驅動力還是路權以及TCO測算。

第二,商用車電動化適配應用場景。

在介紹適配應用場景前,首先說明一下混動系統的節油路徑,主要有幾個方面:發動機怠速停機,保持發動機持續高效工作和制動能量回饋。

我們提取了幾個典型的應用場景。首先就是水泥攪拌車,其使用的工況主要是城市道路工況,通過對水泥攪拌車實際路譜統計分析,其在等待裝料、卸料以及行駛過程中,發動機怠速工況占比達60%。再一個場景就是剛才提到的冷藏車,我們對冷藏車的路譜做了一個統計分析:其發動機怠速工況占30%以上,而且制動工況超過了15%,這為混動系統節能提供了應用場景。還有自卸車,以城市道路為主起起停停、車速變化頻繁等,也為混動系統的應用提供了一些場景。當然這些說是適配場景,不僅是適合用混動系統,在充電或換電便利的情況下,也適合用純電技術路線。

第三,玉柴電動化轉型思考與實踐。

大家都知道玉柴是做發動機的,實際上玉柴從2004年就開始研究混動系統,也是商用車行業里最早研發混動系統的,2009年已經批量在廣州應用。2016年我們成立了新能源動力事業部,2021年開始成立玉柴芯藍新能源動力科技有限公司,定位做行業專業的新能源動力系統供應商,并形成了四個產品線,首先是增程動力系統。增程動力的功率范圍從30千瓦覆蓋到500千瓦。

增程動力產品系列里還有智能動力單元,把增程器以及外圍的控制器、油箱、供氣系統等部件做成一個單元包,目前主要應用在特種裝備上。混合動力系列產品中有面向輕卡的單行星排DHT系統、面向中重卡的eCVT系統、面向重卡的P1混動系統和面向農機的eMCVT混動系統。純電驅動產品系列包括電驅動橋、純電直驅系統和純電箱驅系統,我們主要是圍繞降低能耗,突破高效油冷扁線電機技術、多合一深度集成技術、SIC電控技術。

由于時間關系,我只選擇其中兩款產品向大家介紹一下我們多元電動化轉型情況,首先介紹一下增程動力系統,其主要特點是系統在結構和性能上做了深度的發動機和電機的集成,實現系統高油電轉化率。此外,為實現最優的性能,我們采用了多目標尋優技術。為了滿足冬季低溫環境用車和充電不便的海內外場景,我們也正在聯合整車廠采用大電量和小功率增程器的方案,以最低的成本解決純電動續駛里程和充電焦慮問題。

第二款產品是面向中重卡的eCVT混動系統,為了獲得最優的系統構型,我們分別定性和定量地對國內典型混動構型進行了綜合對比分析,最終選擇了功率分流式構型,采用雙高速電機、雙行星排及多個執行機構方式。為了提高系統性價比,首先是做了高度集成化開發,采用了高速永磁電機,最高轉速超過18000rpm。

為了挖掘節油潛力,采用行星排,保持發動機工作在最優工作區;對關鍵件發動機做了深度混動專用化開發。另外為了提高舒適性,換擋過程實現動力不中斷,我們采用雙功率流的方案,通過功率補償的方式實現換擋過程中沒有動力中斷的感受。

為提升系統適配性,通過模塊化設計,通過柔性選裝不同的模塊,滿足不同車型的需求。混動系統的開發需要混動專用發動機的加持,為深度挖掘節油的潛力,玉柴對發動機也做了混動專業化的開發,在燃燒室、噴油系統、供氣系統都做了定制開發,在排放系統、輕量化、降摩擦功等方面做了很多工作。目前對于混動系統來說,從構型上看,可挖掘的空間已經比較少了,但是后續進一步降低油耗,需要借助于大數據以及智能控制的技術,進一步挖掘混動系統的節油空間。

總結來看,我們認為在雙碳戰略下,低碳和零碳多元化的技術路線在比較長期內會共存發展,混動和純電優勢互補,市場將針對細分市場和應用場景來選擇最優路線。玉柴堅持只做動力,做全、做新、做強動力產品,我們希望能和行業同仁一起推動新能源商用車可持續發展。

謝謝大家。

(注:本文根據現場速記整理,未經演講嘉賓審閱)

來源:中國汽車工業協會

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