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比亞迪電動(dòng)重卡電驅(qū)動(dòng)技術(shù)詳細(xì)解析
1比亞迪電動(dòng)重卡概述
(1)比亞迪T8純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)
T8A車(chē)長(zhǎng)8870mm,滿載質(zhì)量16噸,T8A定位的是中重型垃圾收集、轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)。優(yōu)化了電控系統(tǒng),讓其更加適合環(huán)衛(wèi)作業(yè),同時(shí)針對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)方面也進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整,使其在低速工作時(shí)行走系統(tǒng)耗電量更小。
T8A采用的是磷酸鐵鋰電池,容量為270Ah,工作電壓為650V。極寒條件下電池會(huì)受到影響,導(dǎo)致車(chē)輛續(xù)航、工作時(shí)間下降,初到哈爾濱時(shí)T8A的續(xù)航能力直降40%左右。針對(duì)這樣的情況,比亞迪測(cè)試團(tuán)隊(duì)調(diào)整了電控系統(tǒng),優(yōu)化了電池策略,最終把續(xù)航衰減控制在10%左右。
(2)比亞迪T10純電動(dòng)自卸車(chē)
T10ZT的底盤(pán)驅(qū)動(dòng)形式為8×4,也就是我們常說(shuō)的前四后八車(chē)型,整車(chē)的尺寸為9610×2550×3210mm。
T10為前雙轉(zhuǎn)向橋、后雙驅(qū)動(dòng)橋、標(biāo)配2+2套氣囊懸架,最大爬坡度50%,上裝采用新型U型貨箱,容積10.6立方米,安裝鋁合金頂蓋密閉系統(tǒng)。搭載磷酸鐵鋰動(dòng)力電池,整車(chē)電量435kWh,一個(gè)半小時(shí)可以充滿,滿載續(xù)航里程280公里以上。
駕駛室采用四點(diǎn)懸浮架構(gòu),同時(shí)加裝了駕駛室橫向減震器,加上采用人體工學(xué)設(shè)計(jì)的氣囊座椅,可以很好的適應(yīng)工地等顛簸路況,可有效提高駕乘人員的舒適性,減輕駕駛疲勞。
純電動(dòng)的驅(qū)動(dòng)形式其實(shí)有效的緩解了駕駛室內(nèi)部的噪音,很多使用柴油機(jī)的自卸車(chē)在爬坡的時(shí)候會(huì)高轉(zhuǎn)速工作,車(chē)內(nèi)噪音一度會(huì)超過(guò)70分貝。而使用純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的T10ZT正常行駛狀態(tài)下沒(méi)有柴油機(jī)那么嘈雜的聲音。駕駛室下方的柴油機(jī)也被電池組取代,使得駕駛室的震動(dòng)降低。
在車(chē)輛電力補(bǔ)充方面,純電動(dòng)車(chē)型也有極大的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)榧佑驼驹O(shè)立在城區(qū)內(nèi)有很大的安全隱患,所以說(shuō)市區(qū)內(nèi)的加油問(wèn)題也困擾著很多車(chē)隊(duì)和駕駛員。而充電站可以在城市的每個(gè)角落、工地甚至是路邊普及,甚至可以跟隨工程作業(yè)的結(jié)束移動(dòng)到下一個(gè)工地??梢宰龅窖b卸貨充電,休息的時(shí)候充電,停工的時(shí)候充電。
2比亞迪電動(dòng)重卡開(kāi)發(fā)歷史
比亞迪早在2012年就開(kāi)始研發(fā)新能源卡車(chē),是國(guó)內(nèi)最早投入新能源卡車(chē)研發(fā)的企業(yè)。2014年,比亞迪成立卡車(chē)及專用車(chē)研究院,2014年晚些時(shí)候,比亞迪獨(dú)立研發(fā)并制造的T系列超級(jí)電動(dòng)卡車(chē),逐步走向市場(chǎng),與K系列電動(dòng)大巴進(jìn)入中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷(xiāo)售并試運(yùn)營(yíng)。
2015年提出“7+4”全市場(chǎng)戰(zhàn)略,推進(jìn)私人、出租、公交、公路客運(yùn)、城市建筑物流、城市商品物流、環(huán)衛(wèi)等7大常規(guī)領(lǐng)域及倉(cāng)儲(chǔ)、港口、機(jī)場(chǎng)、礦山等4大特殊領(lǐng)域車(chē)輛電動(dòng)化。
2015年8月,在北京天安門(mén)廣場(chǎng)舉行的“對(duì)日特種勝利70周年”閱兵式中,比亞迪與北京華菱合作生產(chǎn)的T8系列電動(dòng)掃洗車(chē)閃亮登場(chǎng)。
2016年-2018年,比亞迪制造的不同驅(qū)動(dòng)橋、不同載荷、不同功能T系列超級(jí)電動(dòng)卡車(chē),在中國(guó)和國(guó)際市場(chǎng)先后投入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。
目前,比亞迪共推出了T4、T5、T7、T8和T10型,不同載荷、不同類型驅(qū)動(dòng)橋(數(shù)量)的超級(jí)電動(dòng)卡車(chē)。其T4、T7和T8系列已經(jīng)在北京市承擔(dān)主城區(qū)和通縣行政副中心環(huán)境養(yǎng)護(hù)作業(yè)任務(wù)。2015年8月,比亞迪T8系列超級(jí)電動(dòng)卡車(chē)在北京市場(chǎng)批量進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。
3純電重卡動(dòng)力性能和燃油重卡的比較
目前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的前四后八車(chē)型,主流在340-400馬力這個(gè)區(qū)間,最大的能夠達(dá)到460馬力,但是使用的用戶十分稀少。我們拿一款市場(chǎng)上口碑較好的,使用較為普及的車(chē)型和比亞迪T10ZT對(duì)比一下,看看其動(dòng)力系統(tǒng)是否能夠達(dá)到8×4渣土車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)。
先來(lái)說(shuō)說(shuō)某品牌的8×4渣土車(chē),發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率為375馬力,最大扭矩為1800N.m。與其匹配的變速箱是12擋變速箱,最高擋位超速擋。后橋采用的是18噸級(jí)別,主減速比為5.262的輪邊減速橋。計(jì)算一下,頭擋的輪邊扭矩為114606N.m,二擋則是89128N.m,最高擋情況下輪邊扭矩可以達(dá)到7387N.m。
再來(lái)說(shuō)說(shuō)比亞迪T10ZT,該車(chē)配備了一對(duì)功率為180kW集成電機(jī),兩個(gè)電機(jī)加起來(lái)最大功率差不多是490馬力,而單個(gè)電機(jī)的輸出扭矩為1500N.m,兩個(gè)電機(jī)合起來(lái)一共能夠輸出3000N.m的扭矩,無(wú)論是馬力還是扭矩電機(jī)都遠(yuǎn)超于傳統(tǒng)的柴油渣土車(chē)。
其采用的比亞迪自主研發(fā)的集成電機(jī)輪邊減速橋,在車(chē)橋部分集成了4擋的變速箱,頭擋44.3的速比能夠輸出132900N.m的扭矩,最高擋7.07的速比能夠輸出21210N.m的扭矩。
4純電重卡的優(yōu)勢(shì)
很多人會(huì)想,純電動(dòng)渣土車(chē)的價(jià)格肯定會(huì)遠(yuǎn)超于普通的柴油車(chē)輛。但是純電動(dòng)車(chē)型是目前市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì),而且其后期使用維護(hù)成本也十分低廉。
T10ZT的百公里電耗是138kWh,深圳電價(jià)差不多是1.25元/kWh。也就是說(shuō)運(yùn)營(yíng)一百公里需要花費(fèi)170元左右的電,而同功率的柴油渣土車(chē)的百公里油耗差不多在40升左右,根據(jù)深圳當(dāng)日油價(jià)6.75元計(jì)算一下,柴油車(chē)型的8×4渣土車(chē)的油費(fèi)差不多在270元,要比T10ZT高出一百塊錢(qián)。每行駛一百公里就相差100元,一年的使用成本可想而知。
而且要說(shuō)純電動(dòng)渣土車(chē)的優(yōu)點(diǎn)還有一點(diǎn),那就是其噪音要比柴油車(chē)低很多。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的負(fù)責(zé)人介紹,由于T10ZT的低噪音,令他們的作業(yè)時(shí)間可以延長(zhǎng)一些,在不影響周?chē)用裆钚菹⒌那闆r下,提高了施工效率,縮短了工期。
再來(lái)說(shuō)一下它的電池,T10ZT有極大的電池安置空間,所以其磷酸鐵鋰電池組一共安裝了三組,兩組電池總?cè)萘窟_(dá)到了435kWh。這435kWh的電量使得T10ZT能夠續(xù)航280公里左右的路程,針對(duì)這種運(yùn)輸里程不大的渣土運(yùn)輸來(lái)說(shuō)完全能夠勝任。
5純電重卡低溫測(cè)試過(guò)程
眾所周知,極寒條件下電池會(huì)受到影響,導(dǎo)致車(chē)輛續(xù)航、工作時(shí)間下降,比亞迪T8初到哈爾濱時(shí)T8A的續(xù)航能力直降40%左右。針對(duì)這樣的情況,比亞迪測(cè)試團(tuán)隊(duì)調(diào)整了電控系統(tǒng),優(yōu)化了電池策略,最終把續(xù)航衰減控制在10%左右。
此外,在極寒條件下充電也是一項(xiàng)不小的挑戰(zhàn),相對(duì)于普通情況下,極寒條件下電池充電時(shí)間會(huì)比普通情況下要長(zhǎng),并且電池容易出現(xiàn)充電不飽和的情況。
尤其對(duì)未配置水冷高溫散熱低溫預(yù)熱功能的磷酸鐵鋰電池及控制系統(tǒng),4AT電液驅(qū)動(dòng)模塊與驅(qū)動(dòng)電機(jī)和一體化驅(qū)動(dòng)橋、在極寒環(huán)境不同工況下的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試。
這臺(tái)T8A超級(jí)電動(dòng)卡車(chē)剩余電量為76.7%時(shí),續(xù)航里程為92公里。根據(jù)比亞迪商用車(chē)官方信息看,搭載175度電磷酸鐵鋰電池的T8A超級(jí)電動(dòng)卡車(chē),空載工況最大續(xù)航里程超過(guò)230公里、最大滿載工況續(xù)航里程超過(guò)175公里。
1月15日的哈爾濱的清晨,地表溫度為零下23℃,在室外靜置一夜的比亞迪T8A超級(jí)電動(dòng)卡車(chē)駕駛艙前部格柵表面溫度為零下18℃,此時(shí)車(chē)輛啟動(dòng)2分鐘進(jìn)行預(yù)熱。
翻開(kāi)前部駕駛艙后裸露的1號(hào)動(dòng)力電池組件殼體的表面溫度為零下17℃。此時(shí)整車(chē)啟動(dòng)3分鐘進(jìn)行預(yù)熱。在整車(chē)啟動(dòng)4分鐘后,驅(qū)動(dòng)電機(jī)表面溫度為零下11℃,4AT電液驅(qū)動(dòng)模塊下殼體(鋼制)表面溫度零下14℃。
整車(chē)預(yù)熱5分鐘后,T8A和T5A超級(jí)電動(dòng)卡車(chē)圍繞哈爾濱三環(huán)進(jìn)行了標(biāo)定測(cè)試。為了配合記錄,T8A以60公里/小時(shí)、40公里/小時(shí)不同車(chē)速基礎(chǔ),進(jìn)行急加速和勻速行駛。
液壓轉(zhuǎn)向助力的轉(zhuǎn)向機(jī),測(cè)試工程單手即可掌控,按鍵式換擋按鈕反饋速度與傳統(tǒng)換擋桿式自動(dòng)變速器擋位切換速度幾乎等同。在零下30℃時(shí),啟動(dòng)T8A超級(jí)電動(dòng)卡車(chē),在氣壓達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后即可進(jìn)行正常垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)(操控上裝)使用(動(dòng)力輸出為正常工況的70%)。
在零下18℃時(shí),預(yù)熱5分鐘,4AT電液驅(qū)動(dòng)模塊即可進(jìn)行全扭矩工況運(yùn)行。而未配置水冷高溫散熱和低溫預(yù)熱功能的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池,因低溫?fù)p失一些電量,并不會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)失敗等關(guān)鍵問(wèn)題。
6比亞迪電動(dòng)重卡電驅(qū)橋
縱觀目前市場(chǎng)上的純電動(dòng)卡車(chē),在傳動(dòng)方面,大家都選擇取消傳動(dòng)變速箱,或者是采用AMT變速箱,更有甚者直接使用傳統(tǒng)的手動(dòng)擋變速箱。而比亞迪T8A完全不一樣,T8A采用的是比亞迪針對(duì)重型純電動(dòng)卡車(chē)自主研發(fā)的電動(dòng)多級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋總成,把電機(jī)、變速箱、車(chē)橋集成到一起,減少中間傳動(dòng)損耗,提升效率與可靠性。
另外采用電動(dòng)多級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋總成擁有不同的速比,以此來(lái)適應(yīng)不同的工況,低速運(yùn)行時(shí)可以適用低檔位,以獲得相對(duì)較慢的速度和穩(wěn)定性。而需要相對(duì)較高的時(shí)速時(shí),變速箱可以選擇高檔位,已獲得較快的速度。
同時(shí)驅(qū)動(dòng)橋還采用輪邊減速橋,進(jìn)一步放大電機(jī)輸出扭矩,據(jù)比亞迪方面介紹,4AT變速箱可以彌補(bǔ)輪邊減速橋大速比帶來(lái)的速度損失,通過(guò)4AT變速箱可以降低電機(jī)負(fù)載,減少耗電量,提升電池續(xù)航里程。
適配帶4AT電液驅(qū)動(dòng)模塊、軸間驅(qū)動(dòng)電機(jī)和輪間差速鎖的一體化驅(qū)動(dòng)橋。
比亞迪T8A適配的4AT+驅(qū)動(dòng)電機(jī)+差速鎖的一體化后驅(qū)動(dòng)橋后部細(xì)節(jié)特寫(xiě)。這也是比亞迪系電動(dòng)超級(jí)卡車(chē)最具技術(shù)含量的分系統(tǒng)。
由比亞迪自行研發(fā)和量產(chǎn)的4AT電液驅(qū)動(dòng)模塊,在滿足大扭矩傳遞的同時(shí),保證超過(guò)80%的傳遞效率。
其中,以T7系列超級(jí)電動(dòng)卡車(chē)為載具不同型號(hào)環(huán)衛(wèi)車(chē),適配了2AT電液驅(qū)動(dòng)模塊和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(減速器)的“一體化”驅(qū)動(dòng)橋。T8系列超級(jí)電動(dòng)卡車(chē)為載具的不同型號(hào)環(huán)衛(wèi)車(chē),適配了4AT電液驅(qū)動(dòng)模塊和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(減速器)的“一體化”驅(qū)動(dòng)橋。
經(jīng)過(guò)近3年是商業(yè)化運(yùn)營(yíng),T7和T8超級(jí)電動(dòng)卡車(chē)適配的“4合1”控制模塊、4(2)AT電液驅(qū)動(dòng)模塊可靠性優(yōu)異。
上圖中黃色箭頭為T(mén)7A超級(jí)電動(dòng)卡車(chē)(載具)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)橋總成;
紅色箭頭為T(mén)8SA(與T9和J9通用)超級(jí)電動(dòng)卡車(chē)(載具)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)橋總成。
T8A超級(jí)電動(dòng)卡車(chē)搭載的最大輸出功率180千瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī),與即將上市的二代唐后驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用相同技術(shù)源和可靠性。
比亞迪制造的4AT電液驅(qū)動(dòng)模塊以及“1體化”驅(qū)動(dòng)橋,在全球范圍商業(yè)化應(yīng)用層面,達(dá)到可靠性、使用效率以及成本管控最佳狀態(tài)。
也就是說(shuō),T8A載具可以在現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài),進(jìn)行拉長(zhǎng)軸距、增加前后驅(qū)動(dòng)橋,擴(kuò)展為3橋(前1后2)、4橋(前2后2)載具。擴(kuò)展后不同轉(zhuǎn)向橋和驅(qū)動(dòng)橋數(shù)量的載具,通過(guò)適配標(biāo)準(zhǔn)化的控制模塊和配置4AT電液驅(qū)動(dòng)模塊達(dá)到載荷的提升。
引入提升電驅(qū)動(dòng)效率(降低用電成本)的4AT電液驅(qū)動(dòng)模塊,將T系列超級(jí)電動(dòng)卡車(chē)成本降至最低,以商業(yè)化應(yīng)用全壽命周期絕對(duì)優(yōu)勢(shì),在不具備財(cái)政補(bǔ)貼支持的商用車(chē)市場(chǎng),進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)化推廣。
雙電機(jī)+4檔AMT變速器的配置,可實(shí)現(xiàn)不同動(dòng)力輸出,提高使用經(jīng)濟(jì)性。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)、自動(dòng)變速箱和驅(qū)動(dòng)橋完美整合,不僅使車(chē)輛結(jié)構(gòu)緊湊,有效節(jié)省了空間,還可以讓整車(chē)驅(qū)動(dòng)更加順暢,能夠大幅提高傳動(dòng)效率。
7比亞迪電動(dòng)重卡技術(shù)亮點(diǎn)
在諸多技術(shù)亮點(diǎn)中,最體現(xiàn)比亞迪深厚技術(shù)底蘊(yùn)的是以下三點(diǎn):
▲電動(dòng)集成橋總成技術(shù)
整車(chē)配備的電動(dòng)集成橋總成技術(shù)是全球首創(chuàng),是代表著全球純電動(dòng)重卡的頂尖科技。其將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、自動(dòng)變速箱和驅(qū)動(dòng)橋整合,結(jié)構(gòu)緊湊、驅(qū)動(dòng)更為順暢、提高傳動(dòng)效率,節(jié)省空間。
▲六合一集成控制器
車(chē)輛采用六合一集成控制器,集驅(qū)動(dòng)電機(jī)電機(jī)控制、制動(dòng)并網(wǎng)回饋、上裝高壓配電、轉(zhuǎn)向電機(jī)配電及控制、制動(dòng)空壓機(jī)配電與控制、空調(diào)PTC加熱器配電、整車(chē)低壓配電等功能于一體,功率密度高。
▲動(dòng)力電池及充電方案
動(dòng)力電池采用比亞迪磷酸鐵鋰電池,整車(chē)安裝兩組動(dòng)力電池,每組5個(gè)電池包,分別位于駕駛室下方及后方,總電量435kWh,充電時(shí)間約1.5小時(shí)。