特約撰稿oliver willms
天然氣與新能源卡車(chē)評(píng)測(cè)
特約撰稿oliver willms
Assessment Report of Comparative Analysis of the Natural Gas and Newenergy Trucks
German based trade magazine
顯然,大部分歐洲卡車(chē)制造商已經(jīng)開(kāi)始在天然氣卡車(chē)領(lǐng)域發(fā)力了,盡管目前這種卡車(chē)的價(jià)格比傳統(tǒng)燃料卡車(chē)要貴一些,但對(duì)于環(huán)保是有貢獻(xiàn)的。
世界著名的幾大商用車(chē)制造商如依維柯、斯堪尼亞和雷諾公司都參加了近期歐洲舉辦的天然氣卡車(chē)峰會(huì),這是否意味著使用更加清潔的天然氣卡車(chē)或是類(lèi)似扶桑Canter的純電動(dòng)卡車(chē)將會(huì)逐步替代傳統(tǒng)的柴油卡車(chē)成為未來(lái)的主流呢?
在卡車(chē)領(lǐng)域使用天然氣作為替代燃料是否是條正確的道路?盡管使用天然氣在環(huán)保方面更有優(yōu)勢(shì),車(chē)輛的行駛靜音性也更為出色,但目前大部分地區(qū)還未能被天然氣加氣站所覆蓋。此外,要是沒(méi)有政府的稅費(fèi)補(bǔ)貼,使用天然氣的車(chē)輛就沒(méi)有什么價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)了。目前歐洲的柴油價(jià)格已經(jīng)降到0.9歐元/L以下了,而1 L天然氣價(jià)格超出柴油約0.25歐元,這使得天然氣車(chē)輛很難比柴油車(chē)成本更低,經(jīng)濟(jì)性變得更差。
現(xiàn)如今,使用天然氣車(chē)輛必須要好好考慮一下實(shí)際的成本因素,除非有什么其他的原因。例如,利用其環(huán)保優(yōu)勢(shì),目前使用天然氣作為燃料可以很好地滿(mǎn)足歐Ⅵ排放法規(guī)。當(dāng)人們采用生物天然氣時(shí),其環(huán)保的優(yōu)勢(shì)則更為突出,對(duì)于車(chē)隊(duì)整體的排放水平控制有一定的貢獻(xiàn)。此外,針對(duì)城市內(nèi)有噪聲限制的地區(qū),使用天然氣車(chē)輛具有一定優(yōu)勢(shì)。例如在荷蘭,其PIEK噪聲法規(guī)限定了市區(qū)內(nèi)的噪聲最大限值,也只有天然氣或電動(dòng)汽車(chē)才能滿(mǎn)足相應(yīng)的要求。
作為車(chē)隊(duì)管理者,要想將天然氣卡車(chē)投入日常的運(yùn)營(yíng)中,一方面要考慮其環(huán)保特性,另一方面要考慮其當(dāng)?shù)氐氖姓ㄒ?guī)限制,還要考慮車(chē)輛的續(xù)駛里程。目前大多數(shù)天然氣卡車(chē)的續(xù)駛里程最多只有400 km左右。即便在德國(guó),天然氣加氣站的數(shù)量已經(jīng)超過(guò)900家,網(wǎng)絡(luò)覆蓋也比較均衡,但實(shí)際使用過(guò)程中,很多加氣站經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)無(wú)氣可加的狀態(tài)。
表1 依維柯Stralis天然氣卡車(chē)主要技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)
表2 依維柯Eurocargo天然氣卡車(chē)主要技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)
表3 雷諾D wide天然氣卡車(chē)主要技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)
表4 斯堪尼亞G340主要技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)
表5 扶桑Canter Hybrid/E-Cell主要技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)
理想的狀態(tài)是使用LNG,通過(guò)特殊的天然氣存儲(chǔ)罐可以實(shí)現(xiàn)1 500~2 000 km的續(xù)駛里程。2015年秋季,依維柯公司在德國(guó)推出了首款LNG卡車(chē),這批卡車(chē)應(yīng)用在距離荷蘭邊境較近的區(qū)域,以便更好地利用荷蘭的LNG加氣網(wǎng)絡(luò)。德國(guó)境內(nèi)目前已經(jīng)關(guān)閉了唯一1家LNG加氣站。但是在未來(lái),據(jù)依維柯公司介紹,德國(guó)南部會(huì)建一家新的LNG加氣站。
受限于石油資源和政治因素,原油價(jià)格會(huì)經(jīng)常性出現(xiàn)巨幅波動(dòng),而與此不同的是,天然氣儲(chǔ)藏資源比較豐富,足夠下一代人的開(kāi)采使用。前期,卡車(chē)制造商們還是將使用天然氣作為一種過(guò)渡方案,但現(xiàn)如今幾大廠(chǎng)商已經(jīng)推出了價(jià)格合適的可替代柴油車(chē)型。只有達(dá)夫和曼恩還未推出相應(yīng)的天然氣車(chē)型。
相對(duì)于純電動(dòng)卡車(chē),天然氣卡車(chē)存在起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小,提速較慢的缺點(diǎn),但受限于電池技術(shù)的發(fā)展水平,目前還未有重型卡車(chē)有純電動(dòng)車(chē)型推出。但是在本次峰會(huì)上,三菱扶桑的Canter E-Cell純電動(dòng)卡車(chē)給人留下了安靜靈巧的良好印象。相信積累一定的用戶(hù)體驗(yàn)后,這種純電動(dòng)輕型卡車(chē)一定會(huì)在不久的將來(lái)投入到實(shí)際的應(yīng)用中。德國(guó)《Lastauto Omnibus》雜志對(duì)幾款天然氣卡車(chē)及三菱扶桑的Canter E-Cell卡車(chē)做了一次詳盡的對(duì)比分析。
顯然,大部分歐洲卡車(chē)制造商已經(jīng)開(kāi)始在天然氣卡車(chē)領(lǐng)域發(fā)力了,盡管目前這種卡車(chē)的價(jià)格比傳統(tǒng)燃料卡車(chē)要貴一些,但對(duì)于環(huán)保是有貢獻(xiàn)的。此外,在巨大的物流市場(chǎng)如美國(guó)和中國(guó),盡管沒(méi)有稅費(fèi)上的補(bǔ)貼,LNG卡車(chē)也早已投入使用,并證明比柴油車(chē)具備更佳的經(jīng)濟(jì)性。
依維柯早在20年前就開(kāi)始深入研究將天然氣作為柴油的替代燃料應(yīng)用到重型卡車(chē)上。目前,在歐洲南部地區(qū)已經(jīng)有大型運(yùn)輸車(chē)隊(duì)在使用天然氣卡車(chē),并且在荷蘭投放了首批LNG卡車(chē)?,F(xiàn)如今,大約有2 500輛11~44 t級(jí)別的依維柯天然氣卡車(chē)正在應(yīng)用。
在這次實(shí)際測(cè)試中,依維柯Stralis CNG重卡采用的是自動(dòng)變速器,LNG半掛牽引車(chē)上匹配的是手動(dòng)變速器。這輛半掛牽引車(chē)加滿(mǎn)LNG儲(chǔ)存罐,能夠行駛大約1 500 km,十分適合長(zhǎng)途運(yùn)輸。當(dāng)拖上一個(gè)城市掛車(chē)或緊湊型2軸掛車(chē),情形自然又會(huì)有所不同。采埃孚16擋手動(dòng)變速器性能表現(xiàn)還是很突出的,經(jīng)濟(jì)性不錯(cuò)。不過(guò),現(xiàn)如今重卡上越來(lái)越多使用自動(dòng)變速器,畢竟擋位數(shù)量過(guò)多的手動(dòng)變速器總會(huì)令人有些不知所措,沒(méi)有自動(dòng)擋來(lái)得輕松自如。因此這輛依維柯Stralis LNG牽引車(chē)的駕駛樂(lè)趣會(huì)有些不同,但它絕不會(huì)把你丟在半路上。至于LNG與CNG的區(qū)別,駕駛員很難感受到,畢竟在燃料噴射時(shí),低溫液化的LNG天然氣會(huì)重新變成氣態(tài)的CNG。測(cè)試中的依維柯Stralis CNG重卡的6缸發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出與LNG車(chē)型相似,都能達(dá)到243 kW(330 PS),但動(dòng)力表現(xiàn)出的差別主要取決于變速器的不同,16擋和6擋的速比覆蓋范圍還是會(huì)有很大差異。不過(guò),這款自動(dòng)變速器對(duì)于18 t級(jí)別的車(chē)型來(lái)講動(dòng)力傳輸還算是應(yīng)對(duì)自如。這2款Stralis重卡都能證明:那些習(xí)慣了開(kāi)卡車(chē)慢起步的駕駛員會(huì)很好地適應(yīng)駕駛這樣的車(chē)輛。因?yàn)椋酥?,其他的駕駛感受與傳統(tǒng)的Stralis重卡不會(huì)有什么不同,依舊是操控簡(jiǎn)單,非常容易上手。
依維柯在輕型卡車(chē)領(lǐng)域也有望成為使用天然氣燃料的先驅(qū)。先從12 t級(jí)別的卡車(chē)開(kāi)始,未來(lái)還將驅(qū)動(dòng)15 t級(jí)別的卡車(chē),這里采用6 L的6缸天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)是十分合適的。這款發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸規(guī)格已經(jīng)得到認(rèn)可,幾年前就已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)并投入到實(shí)際的應(yīng)用中。
鑒于直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)所特有的振動(dòng)小優(yōu)勢(shì),這種天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不強(qiáng)勁就沒(méi)什么可指摘的了。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到2 700 r/min時(shí),可達(dá)到最大輸出率150 kW(204 PS),這對(duì)于城市物流配送車(chē)而言足夠了。盡管最大輸出轉(zhuǎn)矩有750 Nm,但是所匹配的6擋手動(dòng)變速器仍需駕駛員經(jīng)常性地?fù)Q擋,好在換擋操作并不費(fèi)力,這令其在城市交通中能夠輕松應(yīng)對(duì)各種配送線(xiàn)路,難怪這款Eurocargo車(chē)型逐漸成為該地區(qū)最暢銷(xiāo)的物流配送車(chē)。一只手操控轉(zhuǎn)向盤(pán),另一只手時(shí)刻準(zhǔn)備著換擋,能夠提升駕駛這款車(chē)的機(jī)動(dòng)靈活性,當(dāng)駕駛員熟悉后,一切自然會(huì)顯得輕松自在。
由于這款天然氣Eurocargo物流配送車(chē)能夠滿(mǎn)足嚴(yán)苛的歐Ⅵ排放法規(guī),又具備良好的低噪聲特性,十分適合在城市內(nèi)使用。盡管最近一段時(shí)間內(nèi)柴油價(jià)格較低,使用天然氣的車(chē)輛并沒(méi)有成本優(yōu)勢(shì),但其環(huán)保優(yōu)勢(shì)確保其在特定的市場(chǎng)環(huán)境中被推廣開(kāi)來(lái)。該車(chē)在車(chē)架外側(cè)攜帶了6瓶1組的天然氣儲(chǔ)存罐,能夠確保車(chē)輛續(xù)駛里程達(dá)到400 km,這也足夠其每日工作所需。
此外,依維柯還有一款新Daily車(chē)型也采用天然氣作為燃料,其經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)成為行業(yè)標(biāo)桿,只不過(guò)它的有效載荷只有4 t,作為大城市的物流配送車(chē)運(yùn)輸能力還是略有不足,因而這款Eurocargo CNG車(chē)型目前在該級(jí)別領(lǐng)域還未有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
一旦需要運(yùn)輸重型貨物時(shí),這款Eurocargo還是存在一定局限性。對(duì)于價(jià)格敏感度更高的輕卡而言,必須在使用成本上比柴油車(chē)更有優(yōu)勢(shì)時(shí)才會(huì)被運(yùn)輸公司廣泛采用。否則,這款Eurocargo CNG車(chē)型在德國(guó)只能適合作為城市內(nèi)的物流配送車(chē)輛來(lái)使用。
雷諾卡車(chē)在推出可替代燃料車(chē)型方面可謂是全面開(kāi)花。從3 t級(jí)別的純電動(dòng)Maxity輕型車(chē)及其相應(yīng)的燃料電池車(chē)型,至18 t級(jí)別的D系列重卡,也有純電動(dòng)車(chē)型及增程式混合動(dòng)力車(chē)型正在試驗(yàn)當(dāng)中。
至于天然氣卡車(chē)方面,雷諾早在幾年前就已成功推出了一系列車(chē)型,用戶(hù)在法國(guó)可以輕松采購(gòu)到。雷諾天然氣重卡采用的是一臺(tái)全新的6缸9 L發(fā)動(dòng)機(jī),輸出動(dòng)力達(dá)到239 kW(325 PS),匹配的是艾里遜6擋自動(dòng)變速器。此外使用天然氣燃料的雷諾D wide垃圾清運(yùn)車(chē)也正在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用測(cè)試,在法國(guó)首都巴黎有25輛已投入到市政垃圾清運(yùn)中。
這款緊湊型2軸卡車(chē)的駕駛感受并沒(méi)有什么值得抱怨的地方,D wide系列的寬敞駕駛室十分實(shí)用,并沒(méi)有過(guò)多的裝飾,但駕駛席的舒適性很高。簡(jiǎn)潔的轉(zhuǎn)向盤(pán)上沒(méi)有多余的操控按鍵,更加凸顯出駕駛席處的寬敞。副駕一側(cè)車(chē)門(mén)上的三角窗,可以方便駕駛員無(wú)死角地觀察車(chē)外的垃圾箱。
位于駕駛席旁的換擋臺(tái)上采用了按鈕式操作,大大縮短了駐車(chē)擋、空擋和前進(jìn)擋位之間切換的時(shí)間,減輕了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。此外該變速器還有經(jīng)濟(jì)模式和運(yùn)動(dòng)模式可供選擇,便于在不同的工況下更好地發(fā)揮車(chē)輛的性能。垃圾清運(yùn)車(chē)輛日常使用中車(chē)速一般很難超過(guò)65 km/h,這需要駕駛員有一定的耐心。而在城市內(nèi)的垃圾收集過(guò)程中,這款靈活敏捷的天然氣卡車(chē)十分勝任,得益于這款2軸緊湊型卡車(chē)的軸距只有3.5 m,并且在2軸之間還有足夠的空間用于安置天然氣儲(chǔ)存罐,不愧為節(jié)省空間的代表作。車(chē)架上方是涂著法式色拉綠的垃圾收集箱的車(chē)身上裝。針對(duì)大城市,這款卡車(chē)還可以提供6×2帶有可轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的垃圾清運(yùn)車(chē)型,方便從事城市內(nèi)挨家挨戶(hù)垃圾收集清運(yùn)的工作。
在垃圾清運(yùn)領(lǐng)域,這款天然氣卡車(chē)要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的柴油車(chē),匹配上艾里遜的自動(dòng)變速器,更加適合城市里低速行駛,不斷走走停停的工況。
斯堪尼亞在天然氣卡車(chē)方面也是不遺余力。其打造的一款5缸9.3 L的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)是目前歐洲最大的車(chē)用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī),分別有206 kW(280 PS)和250 kW(340 PS)2個(gè)不同的動(dòng)力版本,曾經(jīng)在2014年的德國(guó)漢諾威車(chē)展上展示過(guò)。根據(jù)斯堪尼亞的技術(shù)人員介紹,這款天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)特性與相同排量的柴油機(jī)相差無(wú)幾。從發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)上看,無(wú)論是最大功率還是最大轉(zhuǎn)矩,以及特性曲線(xiàn)都很接近。但是當(dāng)駕駛員一旦啟動(dòng)該車(chē)輛之后,立馬就能體會(huì)出有所不同。與測(cè)試中的載貨車(chē)上采用的艾里遜自動(dòng)變速器不同的是,在半掛牽引車(chē)上匹配的依舊是手動(dòng)變速器?,F(xiàn)如今越來(lái)越多的重卡采用自動(dòng)變速器,因此面對(duì)12擋手動(dòng)變速器,駕駛員需要重新適應(yīng),除此之外并無(wú)其他可擔(dān)憂(yōu)的問(wèn)題。
斯堪尼亞這款大型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)適配P系列和G系列底盤(pán),車(chē)輛在起步時(shí)能夠感受到動(dòng)力略顯不足。在匹配自動(dòng)變速器時(shí),能有所掩蓋這一不足,但在匹配手動(dòng)變速器時(shí),起步時(shí)轉(zhuǎn)矩輸出的弱勢(shì)就讓人立刻體會(huì)到了。而一旦車(chē)輛行駛起來(lái),其加速性和靈活機(jī)動(dòng)性又變得一如既往的犀利。而且天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的低噪聲不僅僅是在理論上,現(xiàn)實(shí)中,即便車(chē)輛在高速公路上車(chē)速達(dá)到85 km/h時(shí),巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)也只發(fā)出較低的嗡嗡聲??磥?lái)這種本身運(yùn)轉(zhuǎn)并不是很均勻的5缸發(fā)動(dòng)機(jī)在滿(mǎn)負(fù)荷下的實(shí)際表現(xiàn)還是十分出色。
測(cè)試車(chē)中的斯堪尼亞載貨車(chē)上采用的是206 kW的動(dòng)力版本,并且應(yīng)用了全空氣彈簧懸架系統(tǒng),提升了車(chē)輛的舒適性,而半掛牽引車(chē)上采用的是250 kW的動(dòng)力版本,應(yīng)用了空氣懸架和板簧懸架相結(jié)合的組合方式。這款半掛牽引車(chē)十分適合長(zhǎng)途運(yùn)輸,LNG確保了充足的續(xù)駛里程,舒適性和操控精準(zhǔn)度也不差。作為40 t級(jí)別的天然氣重卡,并不適合在復(fù)雜地形環(huán)境中使用,最理想的是作為定期跑固定線(xiàn)路的運(yùn)輸車(chē)隊(duì)來(lái)使用,如汽車(chē)零部件或生活物資的運(yùn)輸。理論上,這款采用LNG儲(chǔ)存罐的斯堪尼亞重卡續(xù)駛里程可達(dá)1 500 km。在固定線(xiàn)路上的應(yīng)用領(lǐng)域,可選擇在常規(guī)加氣站加氣的CNG車(chē)型,它的續(xù)駛里程大約為400 km。
盡管斯堪尼亞才剛剛開(kāi)始涉足天然氣重卡領(lǐng)域,但已表現(xiàn)出了比較成熟的技術(shù)水平。目前除了天然氣重卡先驅(qū)依維柯Stralis重卡之外,就只有這款斯堪尼亞天然氣重卡了,而且其十分適合作為長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)陌霋鞝恳?chē)來(lái)使用。
作為戴姆勒集團(tuán)下的子公司,三菱扶桑已經(jīng)推出了純電動(dòng)的卡車(chē)。早在10年前,該公司就批量投放了扶桑Canter混合動(dòng)力卡車(chē)。2014年三菱扶桑在葡萄牙向用戶(hù)交付了8輛扶桑Canter E-Cell純電動(dòng)輕型卡車(chē)用于道路實(shí)際測(cè)試使用,測(cè)試試用時(shí)間為1年,這批扶桑Canter E-Cell純電動(dòng)輕型卡車(chē)均由位于葡萄牙Tramagal市的工廠(chǎng)生產(chǎn)。目前,這批車(chē)輛已經(jīng)成功經(jīng)受住了葡萄牙用戶(hù)的實(shí)際考驗(yàn)。日本企業(yè)在這一技術(shù)領(lǐng)域之所以能取得飛躍,很大程度上離不開(kāi)日本政府的財(cái)政支持。此外,這款混合動(dòng)力版的Canter Hybrid輕卡還是世界上首款使用雙離合變速器的卡車(chē)。從2013年開(kāi)始這款混合動(dòng)力卡車(chē)在德國(guó)市場(chǎng)開(kāi)始銷(xiāo)售。目前,整個(gè)歐洲市場(chǎng)上大約有300輛Canter混合動(dòng)力卡車(chē)正在使用。相比普通的柴油版車(chē)型,這款混合動(dòng)力車(chē)型的售價(jià)增加不多,從而凸顯了其性?xún)r(jià)比。迄今為止,這在可替代燃料卡車(chē)領(lǐng)域十分少見(jiàn)。
Canter卡車(chē)上采用的是從FPT菲亞特動(dòng)力技術(shù)公司采購(gòu)的4缸柴油機(jī),輸出動(dòng)力為110 kW(150 PS),當(dāng)在車(chē)輛起步時(shí)或在鬧市區(qū)行駛時(shí),可以采用純電驅(qū)動(dòng)模式,只依靠40 kW的E-Motor來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。動(dòng)力電池采用鋰離子電池組,并且在車(chē)輛進(jìn)行制動(dòng)時(shí)能夠進(jìn)行能量回收。通過(guò)這樣的混合動(dòng)力技術(shù),以及戴姆勒公司的10年質(zhì)保承諾,相對(duì)于普通柴油版車(chē)型僅僅加價(jià)8 000歐元,這款7.5 t級(jí)別的混合動(dòng)力輕卡實(shí)在是物超所值。
而純電動(dòng)版的Canter E-Cell輕卡定價(jià)就有些尷尬。動(dòng)力電池采用容量為50 kW/h的鋰離子電池組,固定在車(chē)架側(cè)后方。額定功率為110 kW,并不比柴油版車(chē)型差多少。而在實(shí)際駕駛體驗(yàn)中,得益于電機(jī)的特性,起步時(shí)就能迅速獲得其最大輸出轉(zhuǎn)矩650 Nm,因此加速性能表現(xiàn)優(yōu)異。在濕滑的道路上,其優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)得更為明顯,動(dòng)力強(qiáng)勁的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后橋使得車(chē)輛具備更好的機(jī)動(dòng)性,目前7.5 t級(jí)別的卡車(chē)中很難找到比純電動(dòng)版Canter輕卡更加行駛自如的車(chē)型了。此外,該車(chē)的最高時(shí)速被限制在90 km/h。在車(chē)輛制動(dòng)時(shí),能量回收系統(tǒng)能夠反向?qū)﹄姵亟M進(jìn)行充電。作為貨物配送車(chē)輛,這款純電動(dòng)輕卡的續(xù)駛里程為100 km。在230 V常規(guī)充電模式下大概需要7 h能將電池充滿(mǎn),如果使用快速充電系統(tǒng)則只需要1 h充滿(mǎn)電。
在場(chǎng)地測(cè)試中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)小問(wèn)題:這款純電動(dòng)版的Canter E-Cell輕卡行駛起來(lái)過(guò)于安靜,行駛噪聲有時(shí)都不能及時(shí)給路邊的行人或車(chē)輛以警示。另外一個(gè)大問(wèn)題就是:純電動(dòng)卡車(chē)的價(jià)格太高,用戶(hù)還難以接受,這點(diǎn)也許會(huì)在未來(lái)幾年內(nèi)得以改善。