新能源重卡發展綜述
作者：陳漢君，曾壯丨廣州汽車
近幾年，在對于新能源動力系統的要求更高的重卡領域，混合動力、純電動和燃料電池技術不斷發展，新應用場景不斷開發，需求持續增長，新能源重卡已然表現出發展潛力。
1.1 混合動力重卡的技術現狀
新能源汽車技術發展至今，混合動力技術最為成熟，增加的成本最小。目前混合動力系統包括串聯式、并聯式和混聯式三種。
并聯式混合動力系統由傳統的內燃機系統和電機驅動系統組成，發動機、電機和變速器配合使用組合成不同的動力模式，可適用于多種不同的行駛工況，能量利用率高。
目前國內外混合動力重卡基本都采用了并聯式混合動力系統。該系統技術成熟度高，最大限度保持原車型動力系統布置方式，結構簡單，重量較輕，成本較低，系統穩定性較高。
1.2 主要的混合動力重卡產品
1.2.1 國外現狀
混合動力在日本和歐洲發展較早，歐洲的汽車制造商推崇混合動力，日本大力投入混合動力研發，引領著混合動力汽車的發展。除此之外，近年來混合動力在北美市場的快速增長也不容小覷。
早在2009 年已投產的沃爾沃FE 垃圾回收車，采用并聯式混合動力系統，最多可省油20%。
2019 年日野發布日野Profia 重卡的混合動力車型Profia Hybrid。Profia Hybrid 采用并聯式混合動力系統，應用人工智能系統進行控制，根據重卡的載重情況、道路坡度、發動機狀態、道路交通狀況、駕駛員駕駛風格和習慣等，自行判斷并采用不同的動力輸出模式。根據道路實測試驗結果，與傳統燃油車相比，日野Profia Hybrid 可節省約15%的燃油，并相應減少CO2的排放。
圖1 日野Profia Hybrid 混合動力重卡
美國伊頓公司的混合動力系統為并聯式混合動力系統。目前，伊頓與戴姆勒、達夫等卡車公司均有合作關系，其系統廣泛應用在多種卡車產品上。
1.2.2 國內現狀
國內混合動力重卡的研究相對較少。2019 年3 月，國內有三款混合動力重卡同時登上工信部第318 批新車公告。青汽解放悍V 6×4 混合動力牽引車，搭載了261kW 柴油機和額定功率75kW 的永磁同步電機。東風天龍6×4 混合動力牽引車，搭載了343kW 柴油機。中國重汽HOWO 6×4 插電式混合動力自卸車，采用并聯混動系統，搭載了276kW 柴油機和額定功率40kWh 的電池。
1.3 混合動力重卡小結
在自重和環保壓力之間，混合動力重卡找到了平衡點，尤在中長途運輸方面具有優勢。
我國目前的補貼政策，對于混合動力貨車僅插電式享受補助，混合動力重卡沒有純電動和燃料電池重卡的政策引導，發展稍顯緩慢。
2.1 純電動重卡的技術現狀
純電動重卡的技術路線靈活多樣，主要包括中心電機驅動、中央電機驅動橋、輪邊電機驅動橋等方案。中心電機驅動方案，與傳統燃油車的布置方式基本一致，取消了發動機和離合器，用驅動電機連接變速器，原車平臺的借用程度最高。中央電機驅動橋方案在原傳動驅動橋主減速器的位置上集成驅動電機（一般為橫置）、變速器等零部件，集成度高，布置空間占用小。輪邊電機方案將兩個驅動電機及變速器分別集成在車橋左右兩側，由兩個電機分別驅動該側的車輪。目前以上三種方案都有廠家采用。
由于純電重卡的續駛里程仍有待提高，且充電時間長，對充電站等基礎配套設施要求高，目前更適用于行駛范圍固定、行駛時間固定的領域，如場地用車和固定線路運行等。
2.2 主要的純電動重卡產品
2.2.1 國外現狀
戴姆勒eCascadia 半掛卡車，用于城際間物流和港口運輸，配備550kWh 電池組，續航里程為400km 左右，可在90分鐘內完成80%的充電。2019 年首批兩輛eCascadia 已交付客戶。
達夫CF 4x2 牽引車，用于輕載城市物流，配備了170kWh的鋰離子電池，續航里程為100km 左右；快充30 分鐘，充滿則需要1.5 小時。
沃爾沃純電動FL 卡車，配備300kWh 電池組，用于城市配送和垃圾處理，快充需要兩個小時。
2.2.2 國內現狀
比亞迪T10 純電動自卸車，采用中央驅動橋方案，三電系統均為比亞迪自主研發，電機額定功率150kW，電池容量435kWh，續航里程260km。在2018 年深圳的深圳藍政策發布后，拿下首批500 輛訂單，2019 年銷售超過3000 輛。
開沃純電動8×4 重型自卸車，采用中心電機驅動方案，電機額定功率240kW，電池容量411kWh。2019 年10 月，開沃正式交付首批300 臺純電動8×4 重型自卸車（共計1000臺訂單）。
大運重卡純電動6×4 牽引車，采用中心電機驅動方案，電機額定功率250kW，電池容量374kWh。該車2014 年推出，已實現國內首個純電動牽引車批量下線。
2.3 純電動重卡小結
鑒于環保壓力，純電動重卡的潛在需求巨大，受限于自重、配套設施、價格等，市場未能進一步打開。在專用車和短途貨運領域，純電動重卡的需求已經呈現，市場銷量正在穩步增長。
3.1 燃料電池重卡的技術現狀
燃料電池重卡目前主要的技術線路有3 種：增程式、混合功率模式以及全功率模式。
增程式大多應用于燃料電池功率與整車功率需求差距較大的情況；全功率模式對燃料電池的要求最高，燃料電池的額定功率基本上大于或者接近于整車的最大功率；混合功率模式介于兩者之間，在燃料電池功率進一步提升前，混合功率模式應用最廣泛。
目前，燃料電池汽車已基本完成燃料電池系統、動力系統和整車的集成及性能研發，進入商業化示范階段。由于燃料電池系統功率偏低，車載儲氫能力尚有不足，燃料電池重卡的發展仍有限制，后續的發展重點集中在關鍵技術升級、加氫基礎設施建設、推廣示范運行等方面。
3.2 主要的燃料電池重卡產品
3.2.1 國外現狀
豐田FCET 氫動力卡車，由豐田和美國肯沃斯聯合開發，采用豐田燃料電池系統（TFCS），搭載了2 個114kW 的燃料電池，續航里程480km，用于港口及周邊區域集裝箱運輸，目前已進行了兩年的測試，2020 年將投入示范運行。
現代燃料電池重卡，以創虎重卡為原型，搭載了2 個95kW 的燃料電池，續航里程400km?，F代和瑞士氫能公司H2 Energy 達成諒解備忘錄，擬從2019 年到2023 年投放1000輛燃料電池重卡。
3.2.2 國內現狀
2017 年中國重汽推出一款氫燃料港口牽引車，成為國內首臺重卡產品。該車采用增程式技術路線，以小功率燃料電池匹配大容量動力電池，燃料電池產生的電能僅供給動力電池。
2019 年10 月，江鈴重汽推出威龍4×2 氫燃料牽引車，該車技術路線為混合功率模式，燃料電池系統功率為95kW；大運推出6×4 燃料電池牽引車，燃料電池系統功率為87kW。
2019 年11 月，上汽紅巖推出8×4 燃料電池自卸車，采用混合功率技術路線；陜汽推出了搭載120kW 燃料電池系統的旗艦重卡X5000。
在示范運行方面，2019 年10 月，3 臺氫能牽引車在青島港投入測試運營，實現了國內氫能重卡的首次落地應用。2019年12 月，山西長治市簽署了《長治市氫能重卡物流示范園區建設項目戰略合作協議》。
3.3 燃料電池重卡小結
作為新能源重卡的重要方向，燃料電池重卡目前處于起步階段，需集中突破核心部件、系統集成、關鍵材料等技術領域，并推動燃料電池重卡的規模化示范運行。
國內新能源重卡整體處于起步階段，其發展現狀呈現出根據其自身的不同技術路線匹配不同適用領域的特點。簡言之，純電動適合短程使用，高環保要求的領域對純電動的需求更明確；混合動力適合中程使用，適用于城市復雜工況（頻繁起停、加減速等），考慮出勤率和可持續性等因素，混合動力相對其他新能源形式更高的技術成熟度體現出優勢；燃料電池適用于長途重載，在關鍵技術攻關后，將成為新能源重卡的終極解決方案。
綜上，純電動、混合動力、燃料電池等技術路線各有其特點，也均有其適用的應用場景，應建立合理細致的發展規劃，依托產業聯盟，促進技術發展，進行配套設施建設，全面推動新能源重卡的發展。
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拓展解析
純電動重卡：
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