在全球新能源重卡领域,虽然中国在纯电动、氢燃料重卡的生产数量和运营里程方面都遥遥领先,但是在技术先进性方面,中、美、欧都有各自的优势。美国在新能源重卡领域做了大量深入的研究和实践,其中,商用车行业领先企业肯沃斯的电动重卡和氢燃料重卡已经批量交付使用。

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美国肯沃斯氢燃料重卡T680FCEV

肯沃斯公司成立于1923年,至今已有101年发展历史,是全球少有的商用车百年老店。肯沃斯最擅长的领域是工程车、特种专用车等,其细分市场占比高达40%以上。目前肯沃斯、彼得比尔特、达夫共同隶属于佩卡集团,共享发动机、变速箱、后桥等核心模块,以及新能源领域的核心技术,最终能够降低研发成本和车辆成本。

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肯沃斯全系列产品图谱

肯沃斯长途干线运输车型T680,这款车型在空气动力学设计方面非常优秀,风阻系数大约为0.42,比上一代老款方方正正的长头重卡W900L,其风阻系数下降了12%。长头重卡相对于欧洲的平头重卡,其轴距加长了2米以上,因此车架中间和车架两侧就拥有了更大空间,可以容纳大功率电池、电控等零部件。

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肯沃斯T680E的三电分布图

肯沃斯T680E是在2022年最新推出的电动重卡产品,是基于T680平台的“油改电”产品。油改电和全新开发新能源汽车是两条技术路线,油改电具备平台模块化的成本优势。肯沃斯T680E在总布置方面,将所有的动力控制单元、小三电(电动打气泵、PTC空调、电动转向油泵等)、冷却模块全部集成在一个矩形框架内,在总装线上提前进行分装和调试,然后将这个矩形框架一次性吊装到车架前部,提高了总装线的工作效率。

肯沃斯T680E的电池箱容量396kWh(度电),布置在车架中间和两侧,相对于驾驶室后背式的电池箱,前者可大幅降低整车质心高度,在高速转弯时前者的整车侧倾远低于后者。肯沃斯T680E的整车电压为650V,相对于目前国内主流的400V,前者的能量损失会更低,从而提升了续航里程。整车重量37.2吨的续航里程为241.5km,可以满足150km半径的倒短运输需求(重载去、空载回)。采用2速的电驱桥,最大持续功率为536马力,最大峰值功率为670马力,电动机扭矩为2200牛米,这三项参数可保证车辆在最恶劣道路、陡峭坡道上行驶的需求。车辆最高速度能达到112km/h,在高速公路上行驶可确保时效性。目前肯沃斯T680E已经在美国多地投入使用,为美国电动重卡的发展积累了大量实践经验和数据。

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肯沃斯T680E的总布置图

肯沃斯氢燃料重卡T680FCEV是在肯沃斯T680E的基础上进行开发,目前已经开发了两代产品。氢燃料发动机选用丰田310kW的双模块氢燃料发动机,可持续输出功率为415马力,可满足37.2吨重卡以112km/h高速巡航。丰田在氢燃料发动机领域已经研究了多年,目前已经开发了第二代电堆,并且采用模块化设计,可以根据需求进行模块化组装。单个电堆的重量为635kg,功率为160kW,可用于乘用车、大VAN、轻卡、中卡专用车等产品;将两个电堆组装在一起,功率为310kW,可用于重卡、大客车等产品。理论上,可以继续进行组合,三个电堆可用于矿山重载运输,四个电堆可用于大件运输。在氢燃料发动机模块化设计方面,丰田具备了很强的技术优势。

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肯沃斯T680FCEV的总布置图

肯沃斯T680FCEV的氢气最大存储量为58.8kg,再加上200kWh的高功率动力电池(支持快充快放),最大续航里程达到了724.5km,以港口为中心,可满足450公里半径的运输任务。按照氢耗计算公式,肯沃斯T680FCEV百公里氢耗为8.1kg,假设换算成总重49吨,百公里氢耗为9.9kg。目前国内某品牌49吨氢燃料重卡氢耗实际测试值为百公里12.5kg。总之,肯沃斯T680FCEV在整车总布置、三电匹配、氢发动机效率等方面在全球处于领先水平。

目前美国在大力推广氢能源,加氢站数量日益增加,在高速干线上分布日益合理。肯沃斯T680FCEV加氢时间仅为30分钟,可以满足美国长途干线物流的时效性需求。在爬坡能力和最大行驶速度方面,肯沃斯T680FCEV沿用了T680E的电驱桥,两者动力性保持一致,可满足总重37.2吨时最大行驶速度112km/h。

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肯沃斯T680FCEV投入运营

目前全球氢燃料重卡都在做示范运营,包括美国市场在内,其TCO暂时还无法超越柴油重卡、燃气重卡和纯电动重卡。

从技术层面来看,虽然美国肯沃斯T680FCEV和T680E重卡投放市场的数量还比较有限,但是在柴油、电动、氢燃料产品的平台模块化设计方面已经形成很强的技术优势。