純電動客車市場開始爆發-中港車|粵港通|琦昌汽車租賃

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發布日期:2020-05-16 14:55
作者:網站管理員


      公交客車結束連續十多年的高增長。公交客車市場 2005-2016 年銷量連續增長(除 2009 年金融危機導致的小幅調整),從 3 萬輛增長至 12 萬輛,銷量規模擴大了 4 倍。2017 年,公交市場首次大幅調整,同比下滑 17.5%,2018 年公交客車銷量未 見明顯改善。 新能源客車受到租賃市場質疑,是否能完全替代燃油大巴產品,還需驗證。新能源大巴的增量有待於更有性價比的方案,趨勢推向嘗試燃料電池的配置,豐田最新基於HEV的做法,可能的價值是折衷改為增程式的要求,對燃料電池的功率要求低一些。隨著全球各地低排放補貼政策出臺,新能源客車租賃市場的完善,2019年成為純電動市場爆發元年。中國動巴士生產商比亞迪和宇通以不同形式進入全球市場,以不同的產品定位滿足不同層次運營商的電動巴士需求。



      豐田和比亞迪的合作
      在東京奧運會的節點,豐田是要在混動以外開拓和推進的,在燃料電池領域,乘用車還比較遙遠,在大巴領域一方面豐田可以繼續推進應用,在確定中國的兩個合作夥伴以後,有了固定的渠道向中國提供氫燃料電池技術和零部件,而在這套系統裡面,            動力電池也是模塊化的組件,是雙方可以合作的點。今年比亞迪的大巴業務其實掉的挺快的,深圳租賃公司均擔心新能源大巴出行續航憂慮,市際包車業務講究的是效率。2018年的新能源客車市場,宇通、金龍和比亞迪位列三甲,市場份額分別為 23.8%、13.5%、12.2%;但是2019年新能源客車銷售1,842輛,同比下滑48.93% ,2019年上半年宇通 29.57%、中通12.4%、福田10.7% 、中車5.35% 、南京金龍5.16%,之前的優勢損失殆盡。從可能的考慮,合作的可能性在電池、乘用車和客車&燃料電池方面都有涉及,是個交叉的方向,對於比亞迪而言可能是從純電動大巴往燃料電池來切的契機。


      豐田最新推出的燃料電池大巴SORA就充分體現了燃料電池模塊化的設計思路。這套系統是在原有的基礎上迭代過來的,所使用電機(Motor)、功率控制單元(PCU)和蓄電池(Battery)、甚至儲氫罐,是在開發Mirai後復用的。燃料電池功率和容量相互獨立,如此可見,豐田基於原有的燃料電池電堆和已有的鎳氫電池,弄成挺複雜的電壓拓撲結構,可以通過在和國內的電池合作夥伴的配合,更換鎳氫電池,在中國調節系統參數來進行調節落地應用。SORA的結構,實從早期的FCV大巴獨立的系統,演化為兩套獨立的系統並聯到變速驅動橋上,SORA對每條獨立的子系統分別增加了一組蓄電池。



      燃料電池的混動系統,一般由燃料電池和動力電池組成,燃料電池管理系統,主要是涉及兩功率分配,匹配電機功率。這個其實是一套混動的邏輯設計:
      Stage1:大巴的小功率輸出階段,燃料電池為系統中的主要動力來源。
      Stage2:汽車需求功率進一步上升,燃料電池的單體電壓被限制到0.7V,即燃料電池的第一階段保護電壓,輸出功率不再增加。電機所需功率不足部分,由動力電池補足。
      Stage3:當汽車持續高功率運行,動力電池的SOC較低時候,燃料電池的輸出功率將重新增加,單體電壓從0.7V下降到0.6V,達到第二階段的保護電壓。汽車動力功率需求下降時,燃料電池給動力電池充電。我們可以看到在這套混動的邏輯裡面,整套燃料電池混動系統中燃料電池是輸出的主體,功率瞬間的變化由蓄電池加以調節,以保證燃料電池工作電壓變化區間和變化速度,從而保證催化劑的壽命。在中國如果下一步推廣燃料電池,結合燃料電池和目前BEV電池特別是LFP電池的特性,是可以改造成一套不一樣的邏輯,恆定功率補電,以動力電池為驅動單元的增程式燃料電池的邏輯。我個人覺得,在增程式路線決定圍繞發動機來做的時候,很多的問題需要克服,但是如果圍繞現有的動力電池大巴把動輒300kWh的電池往下降低到50-100kWh,然後配合一個較小的豐田/本田的電堆。



      宇通和比亞迪的推廣進展
      宇通客車被譽為全球最大的客車廠,憑借優秀的銷售能力和及時的政策響應速度,宇通客車銷量穩居世界第一。面對城市新能源公交市場,提供E10和E12兩款車型,目前各有1個訂單,共計24臺。但截至目前,僅有兩臺試驗車提供給國外運營商試用。宇通E10純電動客車在運營商旗下線路試運營。
      比亞迪從2013年進入歐洲市場,至今有五款車型,向8個運營商銷售近300臺,包括車輛長度從9.6米到12米的單層及雙層巴士。在早期投入市場的車型中,均為比亞迪國內工廠生產並整車出口,後期與英國最大巴士製造商亞歷山大·丹尼士成立合資公司,經比亞迪國內或匈牙利工廠生產底盤後,在英國本地組裝車身。


技術對比
      電動汽車核心技術主要體現在「3電」,及電池、電機、電控。部分品牌銷售不著重介紹其產品的「3電」技術,給客戶造成其產品很先進的假象。實際上,「3電」技術會直接影響車輛的可靠性和使用壽命。選擇更先進的三電技術,是保證車輛可以高效運轉的基礎。全國租賃公司都十分重視三電技術是否能保障新能源客車的技術考核。我們將著重對兩個品牌「3電」技術進行對比。為保證公平,涉及電量及功率等參數時,從車輛長度相同的車型上採集數據。



      1、電池對比
      宇通純電動客車E10採用寧德時代324度磷酸鐵鋰電池,無液冷結構。根據已知的運營數據,該車在全年普遍溫度(10-15℃)環境下,續航里程為130英里(約208公里)左右。
      宇通E10在無需使用空調時,從早7時左右行駛至15點時余電量為61%。據相關集團工作人員介紹,該運營商在2月對通E10特供版進行試用,並與已在運營79臺比亞迪純電動車型進行比較。實際運營上,運營商發現宇通E10在典型天氣情況下,需要在白天補電才能完成整日的運營計劃,僅從續航上已無法滿足集團的更高要求,還不包括車身可靠性、車門故障等問題。



      同時,比亞迪已投入商業化運營的車輛續航的調查數據現實。溫度約5-8℃時,車齡近3年、行駛里程接近8萬公里的比亞迪12米純電動大巴。從早05:30行駛至17:57,余電量50.5%。
      溫度約8-15℃時,車齡1.5年、行駛里程接近7萬公里的比亞迪Enviro200EV (D8UR)車型。從早6時30分許,行駛至17時51分,余電量69%。正如巴士運營商所說:「宇通E12純電動客車在巴士公司試運行。130英里的電池續駛里程能滿足幾個小時的運營,但不足以支持全天行駛?!箤哆\營商來講,在不增加配車數量的情況下實現電動化(甚至由於更低的故障率可以減少配車),是最理想的解決方案。每臺純電動大巴在24小時內由2-4名駕駛員持續駕駛,為保證班次和駕駛員工作時間的穩定,如果使用不能滿足整日運營的純電動巴士,將必須採購更多車輛。在電動公交車採購價本就高昂的情況下,運營商無法承擔數次翻倍的車輛採購費用。這個也是新能源豪華大巴的租賃市場痛點,深圳租豪華大巴、豪華中巴的汽車租賃業務量一直趨向良好發展態勢,如何獲得更長的續航,需要新能源客車廠家深思。
      同時,電池熱管理系統也是決定電池壽命的關鍵要素。眾所周知,由於電池的化學特性,其工作狀態隨溫度變化影響較大。這一性質不僅體現在低溫下電池不耐用,在溫度高時也有體現。電池在高溫狀態下大功率充放電,不僅會帶來短時的不耐用、更會為電池帶來不可輓回的衰減,也就是電池壽命的減少。打開宇通純電動客車電池倉,可以看到電池由鋼制外殼包裹,並有由數條高壓線纜連接,沒有找到電池液態熱管理系統。上圖呈現的是代表最新技術狀態的ADL工廠中比亞迪ADL E400EV系列車型的電池系統。從上圖可見,在後部動力艙集成了12組標準尺寸電池箱體。2018年比亞迪為中國本土市場製造K系列電動客車(19年交付的底盤車都是使用標準尺寸電池箱體),大部分依舊採用鋁合金電池總成殼體,內裝電芯模組和熱管理循環管路的設定。而部分K系列電動客車(長沙基地製造),開始引入標準尺寸電池箱體概念,不再用沈重的鋁合金外殼體進行防護,在強化電池模組塑料外殼同時,對模組的裝載電量,熱管理循環管路進行尺寸和規格的統一化。事實上,宇通的電池供應商寧德時代可以提供電池液冷技術。宇通作為方案整合商,沒有配備液冷系統可能是出於成本考慮。



      2、電機對比
      在宇通純電動城市客車的參數中,由於宇通對於技術的官方宣傳很模糊,筆者沒有找到E10車型準確的電機數據??梢源_定的是,宇通的E12車型,搭載了採埃孚 AV132的輪邊驅動後橋。這款後橋在歐洲廣泛使用,具有空間利用率高的優點,可實現地板設計。採埃孚 AV132輪邊驅動後橋
      而歐洲市場的BYD-ADL純電動客車,全部使用比亞迪自主生產的輪邊電機系統。比亞迪自主研發並生產的BYD-TYC90A型輪邊驅動電機(後橋)比亞迪更新換代的TZ2712XSB型輪邊驅動電機(後橋)






      輪邊驅動系統工作原理:1-動力電池,2-固定速比減速器,3-輪邊驅動電機
      輪邊電機作為分布式驅動器的一種,車輪側電機驅動器將驅動電機安裝在副車架的驅動輪側,並在有或沒有減速器的情況下驅動相應的側輪。帶減速器的驅動模式是將電機連接到固定速比減速器,並通過車軸驅動相應的側輪。
      如圖所示,兩個電機可以通過相應的側面減速器分別驅動相應的側輪。電機速度可以獨立控制,左右車軸的速度差可以通過電子差速器實現。
      無論是宇通搭載的採埃孚 AV132,還是比亞迪自主研發的BYD-TYC90A和TZ2712XSB,都是經歷了幾千甚至上萬臺實車的驗證,可以說都是成熟、穩定的產品,具有較高的可靠性。

      2.3、電控對比
     宇通E10 電驅動控制系統採用了「X合1」集成技術,充電機和其他高壓模塊進行整合,這種做法也是2018年-2019年中國國內電動客車行業普遍遵循的設定。

      但是,在宇通E10特供版車型後部動力艙內,除了4組電池總成、2套控制模塊外,不下10余組、單體長度超0.8米的高壓線纜集中捆扎「擰麻花」式佈置。
      打開2016年版本的比亞迪-ADL Enviro200 EV車型,可以看到與2018年宇通E10的後機艙風格迥異。

      這臺生產於2016年的E200EV,後機艙簡潔清晰,使用鋁合金電池外殼和下沈式電控技術;冷卻液補液壺的兩條藍色的硅膠管,連續使用溫度範圍更廣,柔軟、耐電弧、耐電暈、耐高壓。配備滅火器裝置,即便走線更加合理,也做到了防患於未然。
宇通「黑金剛」版本E10電動客車的除霜器存在瑕疵問題,或為加熱器持續通電並升溫,或引發自燃。倫敦版宇通E10是否存在除霜器安全隱患,目前仍不得而知。宇通「黑金剛」純電動客車資料圖,以黑色為主色調,造型十分炫酷。據悉,這批宇通「黑金剛」搭載「碰撞預警系統」、「油門防誤踩系統」等多種高科技配置,是宇通為服務「進博會」設計的產品。據悉,該產品在進博會受到了來自全世界的展商和參觀者的檢閱,其中包括奔馳等。進博會參展商奔馳的純電動客車產品,以黑色為主色調,造型十分炫酷。

      今年純電動客車市場開始爆發,中國品牌純電動巴士憑借豐富的經驗和優秀的品質受到了全球客戶的青睞。無論宇通還是比亞迪,對比競品都是異常出色的——甚至一些國外品牌純電動巴士還停留在充電久續航短的局面。相信在不久的將來,全深圳的租賃公司都會普及新能源客車租賃服務,一起為藍天夢貢獻一份力量。
      期待更多的中國新能源客車企業在海外高端市場百家爭鳴,憑借中國品牌電動汽車的優勢,達到中國汽車行業新的頂峰。