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從新能源重卡的電驅動發展趨勢給潤滑油品創新帶來的思考

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摘要:在政策與市場的合力推動下,不僅將帶動新能源商用車的快速發展,對應的配套零件以及售后維修服務產品也必將緊跟步伐,不斷創新。而且在技術發展上很有可能快于整車發展,形成兩者相互推動拉動的新格局。
從新能源重卡的電驅動發展趨勢給潤滑油品創新帶來的思考
2021年,我國新能源重卡出現爆發式增長,銷量首次破萬輛,同比增長299%。2022年新能源商用車政策環境更加優化,政策紅利持續釋放將成為催熱新能源商用車推廣應用的重要因素。根據交強險終端銷量數據,今年1月,我國新能源重卡銷量為2283輛,同比增長1318%,在重卡市場滲透率上升至7.5%,迎來開門紅。
 
預計今年新能源重卡產銷能達到5萬輛左右,其中90%左右是純電動重卡,10%左右是氫燃料重卡。而且這個比例在5年之內不會有太大改變,不過絕對值會快速增加。到2025年預計重卡年產量能達到100萬輛左右,而新能源重卡會達到20萬輛左右,能夠完成國家規劃的2025年新能源重卡達到重卡年產量20%左右的目標。2035年或許是個里程碑的年份(有可能提前),那時新能源商用車會超過傳統燃油商用車的產銷量,很有可能在總產銷量中的比重超過50%甚至更多。雖然總體形勢向好,但是也有一些不確定因素會短暫影響新能源重卡的發展,比如俄烏局勢的影響、鎳鈷鋰等原材料的短缺、車規級芯片價格暴漲甚至斷供等。
 
一、新能源重卡的電動化對電驅動總成配套提出了較高的期望和要求
 
1.高可靠性。包括三合一(電機,電控,變速器),都要求具有質量穩定,故障率低,能夠在各種場景工況進行良好可靠工作。這是最基本的要求。
 
2.高優良性。光可靠性好故障率低還不行,因為新能源重卡做為生產資料,還要賺錢。所以對電驅動總成,要求重量輕,體積小,功率密度大。尤其電控裝置,其換擋邏輯算法水平的高低,會直接影響整車的電耗和續航里程。
 
3.高集成性。目前三合一電驅動系統廣泛應用于新能源純電重卡,是指將電機,電控和變速器通過共用的殼體組合在一起,從而起到降低體積,可使車輛內各系統的布局更加靈活,有利于整車企業的平臺化設計。
 
4.高通用性。新能源重卡有各種場景,比如有運輸車,牽引車,自卸車,環衛車等,希望電驅動總成做到最大的通用化,通過電控軟件算法的變動,使得制造成本可控,維修方便。
 
5.高性價比。對新能源重卡來說,需要的電池數量多價格高,所以整車價格大大高于傳統燃油重卡,那么自然對電驅動總成,也自然希望進一步降低成本價格,這無疑對所有電驅動總成企業都是個巨大考驗和挑戰。
作為電驅動總成企業,要做到上述“五高”,著實不易,這要求他們加大研發資金投入,加快新一代產品研發,密切和整車企業團結配合起來,進行產品升級換代,不斷提升性能水平,以滿足市場的需要。新能源整車企業也要理解這些電驅動總成企業,積極支持他們做大做強。尤其高性價比要循序漸進,如果電驅動總成企業沒有利潤,那么就難以實現“五高”。實際根據我對行業的了解,已經有相當一部分電驅動總成企業在虧損經營。要吸取過去歷史的教訓,曾經有一段時間,傳統整零企業未處理好相互關系,造成整車水平進步緩慢的局面。
 
二、新能源重卡電驅動總成行業的競爭格局
 
目前電驅動總成企業已分為三個梯次:第一梯隊,大約有三-五家,去年產銷量都超過了3000臺以上(包括新能源中重卡,環衛專用車,中大型客車等)。今年制定的目標都超過了1萬臺。第二梯隊,大約有7-8家,去年產銷量都超過了1000臺,今年的計劃目標都是要超過3000臺。第三梯隊,有20家左右,去年產銷量在幾百臺,但在今年新能源重卡快速發展的大好形勢下,也信心大增,準備借助本地區優勢,急追直趕第一第二梯隊。
 
各梯次的電驅動水平,客觀來說,相差較大。尤其在電控上技術水平相比差別較大。因為新能源動力總成的機械部分相對來說比傳統燃油車的簡單,無論是電機比起發動機,還是多檔位變速器(燃油車)比起單箱變速器(新能源重卡變速器沒有同步器,一般也沒有主副箱)。但是各企業電控軟件的差別很大,這需要積累,它是電驅動總成的核心。
 
由于我們國家的電控軟件發展時間較短,高級專門人才較少,路譜工況,邏輯算法等又需要時間積累,需要大量的試驗參數驗證。所以各企業最主要的差別是在電控水平的高低。
 
電驅動總成企業,目前應該基本能夠滿足整車企業的當下需求,無論是數量上還是技術水平上。但隨著市場的要求不斷提高,比如續航里程要更長,重量噪音要更低,性價比要更高等等,那么電驅動總成企業,誰能夠在這些方面搶先占領制高點,誰就能發展的更快更好,也就能做的更大。
 
中國新能源商用車發展前景良好,市場規模足夠大,容得下眾多企業共同快速發展。新能源重卡才起步,從理論上來說,所有電驅動總成企業都有可能做大做強,因為目前沒有一家在當前獨占鰲頭。從現實上來說,更有可能的是會形成幾家電驅動總成企業并駕齊驅,各有特點,有序競爭,共同發展的新局面。同時,吸取了過去傳統燃油重卡動力總成和新能源電池企業的經驗和教訓,在今后新能源商用車發展的大潮中,無論是整車制造商還是電驅動總成制造商,一家獨大的局面將不復再現,今后將會形成多家相互激勵、你追我趕、共同發展的新局面。筆者期盼在這一過程中,各整車企業和電驅動總成企業能通過友好有序的競爭,相互學習趕超,發揮各自特點,齊頭并進。希望全行業努力拼搏,團結起來,使自主品牌新能源重卡像傳統燃油重卡一樣,牢牢占據中國市場的主導地位。
 
三,新能源重卡電驅動總成的未來發展趨勢
 
1.永磁同步電機高速化。目前純電重卡的電機轉速大多在4000轉/分左右,這樣體積大重量大。除成本高以外,電機自身過重也消耗電能,還占用了過大的空間,不利于整車布置,下步電機將向高轉速發展(10000轉/分以上),以提高功率密度,減小體積和重量。
 
2.AMT變速器檔位減少和精度將大幅提高。這是因為永磁同步電機的高速化,帶來了功率密度大,而不需要那么多檔位調節,將6-12檔減少到2-4檔。又因為電機轉速的提高,齒輪制造精度隨之要求提高,以減小齒輪轉速高線速度高而造成NVH過大。
 
3.電控軟件技術功能要求更高更完善。例如功能安全要嚴格符合ISO26262要求,對電機轉速轉矩控制精度更高,故障保護機制更完善,對電機的抖動抑制算法要提升,智能化波形控制策略更精細,充放電控制策略也要更細膩符合瞬間工況實際等等。
 
4.集成度更高更廣。將由目前的三合一集成向多合一集成發展,既將電驅動總成集成到車橋上,把一個電機(或兩個),2-4檔AMT變速器,控制器,取力器,差速器,制動系統等都集成到車橋上,這樣形成一個高度集成的電驅動動力域。以適應新能源重卡要求輕量化,智能化,模塊化,通用化,高密度化等性能要求。另外,這種高度集成中央式布置,很適合純電重卡車型應用,方便動力電池包的整車布置。由于占用整車縱向空間小,特別適合最近比較火的重卡快速換電車型的應用,還有未來新能源商用車滑板式底盤的應用。
 
可以預見,在政策與市場的合力推動下,不僅將帶動新能源商用車的快速發展,對應的配套零件以及售后維修服務產品也必將緊跟步伐,不斷創新。而且在技術發展上很有可能快于整車發展,形成兩者相互推動拉動的新格局。
 
到2025年電驅動動力系統(包括電機,電控,AMT變速器等),整個市場規模可達百億元以上。更為可喜的是未來很長時期仍將保持高速發展的局面。
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