對清潔空氣的追求促進(jìn)電動卡車發(fā)展電池技術(shù)的進(jìn)步有助于商用電動汽車的發(fā)展

／Antoinette Price中國電器工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)化與技術(shù)評價(jià)中心 甄晗妤（譯） 張亮（校）／

乘用電動汽車的技術(shù)進(jìn)步，以及世界各國政府和城市開展各種行動，通過禁止被認(rèn)為是污染源的老舊柴油車減少溫室氣體排放，都促進(jìn)了商用廂式貨車的電氣化發(fā)展。

戴姆勒 FUSO eCanter純電動輕型卡車解決城市中的噪音和污染問題（照片：戴姆勒股份公司）

根據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)（IEA）的數(shù)據(jù)，超過3億輛電動汽車（EV）將在2024年不久后在世界各地使用。改進(jìn)的電池技術(shù)降低了成本，擴(kuò)大了乘用電動車的運(yùn)行范圍。

這些技術(shù)進(jìn)展，連同在歐洲、美國和中國城市中為老舊柴油車建立“禁行”區(qū)域的官方舉措，都在推動商用車輛的電氣化發(fā)展，包括從輕型貨車到公共汽車和重型卡車的發(fā)展。

據(jù)《新科學(xué)家（New Scientist）》報(bào)道，電動卡車的大量使用預(yù)計(jì)將有助于減少運(yùn)費(fèi)的40%，這是一個(gè)在很多市場仍在不斷擴(kuò)展的領(lǐng)域。然而，缺乏廣泛的充電基礎(chǔ)設(shè)施和對電池壽命的擔(dān)心，尤其是長途卡車，可能會阻止此行業(yè)下一個(gè)十年的增長。

多個(gè)IEC技術(shù)委員會（TC）和分技術(shù)委員會（SC）制定了各種電動卡車零部件的國際標(biāo)準(zhǔn)，包括電池和電動機(jī)、以及電子導(dǎo)航、車輛安全和駕駛員輔助系統(tǒng)，如碰撞緩解技術(shù)和車道偏離預(yù)警系統(tǒng)。

IEC TC 69：電動道路車輛與工業(yè)卡車，負(fù)責(zé)起草電動機(jī)及電動機(jī)控制器、車載電能存儲系統(tǒng)、電源和充電器標(biāo)準(zhǔn)。

中國推動商用電動汽車增長

隨著越來越多的電動公共汽車、貨車和輕型運(yùn)載車輛在世界各地道路的使用，汽車制造商以及新的初創(chuàng)企業(yè)也正準(zhǔn)備生產(chǎn)中型和重型電動卡車。電動客車領(lǐng)域的增長也可能減少電動卡車關(guān)鍵零部件的成本。

中國，預(yù)計(jì)將成為最大的所有類型電動卡車市場，正在推動全球商用電動汽車領(lǐng)域的增長。目前，中國大多數(shù)的公交汽車都是電動的，并且計(jì)劃在2020年以前全國運(yùn)行450萬個(gè)電動汽車的快速充電站。中國比亞迪公司（BYD）是世界領(lǐng)先的電動公共汽車制造商，正在擴(kuò)大電動卡車的出口及國內(nèi)銷售量。

在2017，世界上最大的商用車制造商戴姆勒公司（Daimler）開始向美國和日本的客戶交付“第一批純電動輕型卡車系列”，被稱為eCanter的車輛具有一個(gè)輸出功率為185千瓦、扭矩為380納米的永磁同步電動機(jī)。根據(jù)戴姆勒公司公布的消息，該車輛是由鋰離子電池組供電的，取決于車身、負(fù)載和容量，在再次充電之前最多可以行駛120公里。

盡管戴姆勒公司還正在開發(fā)“純電動重型卡車概念”，其單次充電可達(dá)350公里，載重11噸，但該公司在2017年10月提出，“長途卡車的電氣化仍需要相當(dāng)長的時(shí)間”。

包括斯堪尼亞（Scania）和曼恩（MAN）（兩家公司均為大眾卡車部門的一部分）在內(nèi)的歐洲主要制造商和沃爾沃集團(tuán)（Volvo Group，雷諾和麥克卡車公司的所有者）都打算在未來兩年內(nèi)出售重型電動卡車。他們面臨著與歐洲、美國及中國已在當(dāng)?shù)厥袌鐾瞥隽溯p型電動卡車的小公司開展競爭，還包括美國專門生產(chǎn)電動汽車的企業(yè)特斯拉（Tesla）也加入了這方面的市場。其他競爭者，包括豐田（Toyota）和美國尼古拉汽車公司，都專注于氫能/電氣重型卡車。

用于較短的城市旅行和當(dāng)?shù)亟回浀男⌒筒咫娛诫妱迂涇囈驯蛔C明在歐洲市場特別流行。在這一類別中，包括雪鐵龍、標(biāo)志、雷諾和尼桑在內(nèi)的制造商提供了由鋰離子電池組供電的20～50千瓦時(shí)范圍內(nèi)的動力模型，可以在中央站點(diǎn)充電。但當(dāng)涉及到較小的城市內(nèi)部交貨時(shí)，輕型電動貨車面臨著電動滑板車、三輪車和小型自主車的競爭。

電池、燃料電池或懸鏈線

電動機(jī)可以安裝在傳動系統(tǒng)中，以向驅(qū)動軸提供能量，然后向車軸提供能量，或者，電動機(jī)還可以直接安裝在卡車或拖車的車輪上。根據(jù)IEA 2017年的報(bào)道卡車的未來，電動卡車的車輪傳動效率可高達(dá)85%，大約比內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的卡車大三倍左右。而且電動傳動系統(tǒng)比傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)更輕、更便宜。目前，遠(yuǎn)程卡車的純電動推進(jìn)方案主要有三種：電池、氫燃料電池和架空懸鏈線系統(tǒng)。

IEC TC21：蓄電池，及其分技術(shù)委員會負(fù)責(zé)起草所有相關(guān)蓄電池的標(biāo)準(zhǔn)。包括電動道路車輛動力電池的性能、尺寸、安全安裝原則和標(biāo)簽。

國際清潔運(yùn)輸委員會（ICCT）在2017年11月的一份報(bào)告中評論說，“對于長途運(yùn)輸應(yīng)用來說，我們的關(guān)鍵結(jié)論是這三種方案中沒有明確的贏家，每個(gè)都有障礙及優(yōu)點(diǎn)?！?/p>

電池價(jià)格下降

近年來鋰離子電池組的成本有所下降，由于經(jīng)濟(jì)規(guī)模、電池設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方法的改進(jìn)以及供應(yīng)商之間的競爭，預(yù)計(jì)其成本將進(jìn)一步下降。

研究公司Frost & Sullivan于2017年12月報(bào)告說，自2010年來電池價(jià)格已經(jīng)降低了約50%，預(yù)計(jì)在未來四至六年將再次減半。ICCT認(rèn)為，成本效益的一個(gè)關(guān)鍵推動因素是電池包成本降低至每千瓦時(shí)150美元以下。然而，對增加鋰電池生產(chǎn)所需原材料的供應(yīng)中斷可能會推翻這些預(yù)測。

氫燃料電池是另一種選擇，尤其對于長途運(yùn)輸電動卡車來說，雖然氫燃料電池市場仍處于起步階段。燃料電池電動車輛的動力是用氧氣加壓氫氣以此產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生電力為車輛提供動力。與電池電動汽車充電相比，燃料電池提供更廣泛的范圍及更短的燃料補(bǔ)充時(shí)間。

IEC TC 105：燃料電池技術(shù)，負(fù)責(zé)起草燃料電池技術(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)，越來越多地應(yīng)用于工業(yè)和商用電動汽車領(lǐng)域。第三種解決方案是卡車使用受電弓從架空線路中獲得電力，類似于無軌電車。這些配電系統(tǒng)正在歐洲和加利福尼亞進(jìn)行測試，為電動卡車供電。

IEC TC 69：電動道路車輛與工業(yè)卡車，已經(jīng)制定了IEC 61851系列國際標(biāo)準(zhǔn)，用于確保導(dǎo)電充電系統(tǒng)安全可靠。

無線電力傳輸

無線電力傳輸（WPT）系統(tǒng)是替代電動汽車充電的一種方式，無論汽車是靜態(tài)的還是運(yùn)動的。WPT是基于高功率感應(yīng)能量轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移發(fā)生在埋在路面下面的發(fā)送部件和安裝在車輛下面的接收設(shè)備之間。盡管這項(xiàng)技術(shù)依然在不斷發(fā)展，但是實(shí)際已經(jīng)在包括德國、比利時(shí)、瑞典和韓國等國的電力城市公交車上應(yīng)用了很多年。

IEC TC69下設(shè)一個(gè)工作組，IEC TC69/WG7，專門負(fù)責(zé)“電動汽車無線電力傳輸系統(tǒng)”。IEC TC69/WG7正在研制IEC 61980，這是一個(gè)由三部分組成的系列國際標(biāo)準(zhǔn)，適用于WPT中使用的設(shè)備，從“供電網(wǎng)絡(luò)”到“電動道路車輛”。這個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn)還適用于現(xiàn)場存儲系統(tǒng)（例如緩沖電池等）所提供的WPT設(shè)備。

ISO通過其技術(shù)委員會與相應(yīng)IEC技術(shù)委員會建立聯(lián)系，也參與了WPT的標(biāo)準(zhǔn)制定。

降低運(yùn)營成本以提高銷售量

混合動力電動汽車和純電動卡車行業(yè)的分析師在評估市場如何增長方面存在顯著差異。2017年Navigant Research預(yù)測，銷售額每年將增長近25%，市場從2017年的1%增長到2017年的7%。McKinsey Energy Insights公司的一份報(bào)告更加樂觀，預(yù)測到2030年電動卡車可占全球卡車銷售量的15%。Frost & Sullivan估計(jì)到2050年，所有類型的混合動力和全電動卡車的全球年銷量總共可超過250萬輛，其中中國將占全球銷量的60%。

盡管目前電動卡車的前期成本很高，但電池技術(shù)、快速充電選擇和充電基礎(chǔ)設(shè)施的未來進(jìn)展將降低運(yùn)營成本。隨著大型貨車和卡車制造商的測試和推出一系列由電力技術(shù)驅(qū)動的新車型，將促進(jìn)其更廣泛的應(yīng)用。

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