随着城市配送使用场景的市场容量饱和,很多电动轻卡开始跑重载山区道路、长途等线路。根据很多用户反馈,目前电动轻卡跑山区道路最大的问题就是重载爬坡,当车辆满载爬5公里以上的长上坡时,电机温度快速升高后就会出现限扭,车辆必须停在半坡等5—10分钟,电机温度下降之后才能继续行驶。然而在西南区域的山区道路,很多长上坡的距离超过20公里,电动轻卡反复3—5次才能爬完,严重降低了运输效率,并且存在严重的道路安全隐患(很多山区道路只有双车道,一旦长时间停车就会造成拥堵、逆向超车等安全隐患)。

图片 1.png某品牌重载型大电量电动轻卡

为什么电动轻卡重载爬坡能力不如柴油轻卡?如何有效解决这一问题?用户该如何选择?商车邦在本文中进行了详细解析。

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某电动轻卡电机的铭牌

了解参数的差异

电动轻卡的电机铭牌上有四个主要参数,即峰值功率、额定功率和峰值扭矩、额定扭矩。在重载爬坡的恶劣工况中,电机的峰值功率、峰值扭矩是“虚”,额定功率、额定扭矩才是“实”。峰值功率和峰值扭矩是车辆短时间输出的最大功率和最大扭矩,用来起步、急加速、爬短坡等,通常只能坚持6分钟。额定功率和额定扭矩是车辆长时间输出的功率和扭矩,通常用来匀速行驶。特别说明一点,由于工作原理不同,电机的峰值功率、峰值扭矩和柴油机的最大功率、最大扭矩并不是一个概念,柴油机可以长时间以最大功率或最大扭矩输出,但电机只能坚持很短时间。

另外,目前电动轻卡的电驱桥以单速比为主,通常会喷在后桥外壳上,例如16.23,即电机转16.23圈、轮胎转1圈。这个16.23的速比是综合考虑了轻载、重载、加速、爬坡、高速行驶、低速行驶等工况。相比之下,柴油轻卡的变速箱有6或8个挡位,可以根据不同的工况来选择合适挡位。

匹配双挡电驱桥

即在原有变速箱位置安装两组齿轮,再通过小电机驱动拨叉来选择挡位。头挡速比主要用于起步、加速、爬坡、低速行驶等工况;二挡速比主要用于高速行驶。挡位选择是由整车控制程序控制,不需要司机手动换挡。目前,商车邦在市场上找到了三款双挡电驱桥。

图片 3.pngA款双挡电驱桥,速比为25.34和11.8‌

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B款双挡电驱桥,速比为25.03和11.47‌

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双挡电驱桥铭牌的速比一栏,有两个数字

A款,速比为:25.34和11.8‌;B款,速比为:25.03和11.47;C款,速比为:23.7和12.9。相对于单挡电驱桥的速比16.23,头挡的轮端驱动扭矩会增大46%—56%,车辆在起步时动力更好,承载和爬坡能力更强,可以有效解决电动轻卡重载爬坡问题。另外,二挡速比降低之后,可以提高高速行驶的经济性,更适合长途运输。根据厂家公布的数据:在高速工况下,双挡电驱桥的电耗比单挡电驱桥低10%,不仅可以有效降低运营成本,而且提高了续航里程。

图片 6.pngC款双挡电驱桥,速比为:23.7和12.9‌

在选车时用户如何判断车辆是否为双挡电驱桥?最简单的方式就是看是否有一个小电机,这个小电机用来控制换挡拨叉。另外,在车桥铭牌上的速比一栏也有两个数字。

设计爬坡挡

理论上来讲,采用了双挡电驱桥之后,在重载爬长坡时依然还会出现电机过热、动力限扭的问题。这就需要设计一个爬坡挡,即将电机的输出功率进行控制,只能以额定功率、额定扭矩输出。此时车辆行驶速度会非常缓慢,通常不到35km/h,远低于柴油轻卡。但爬坡挡可以有效解决电动轻卡重载爬坡的电机过热问题,是一个非常实用的功能。

图片 7.pngL为爬坡挡

需要注意一点,某些电动轻卡在匹配爬坡挡之后,常常会说“这是两挡电动轻卡”,这个说法是不正确的。爬坡挡不是真正意义上的挡位,只是一个程序控制装置。

选择大功率电机

电动轻卡最初的使用场景是城市配送,4.2米电动轻卡电机功率通常为:峰值功率为120kW,额定功率60kW。随着电动轻卡出现重载跑山区、跑长途的场景需求,各大企业都在提升电机功率。目前很多大功率电机的峰值功率已经提升到167、170kW,甚至200kW。商车邦建议用户,在选择大功率电机时主要看额定功率,例如:A电机为(170 kW、90 kW),B电机为(167 kW、75kW)。在峰值功率上两者基本相当,但是在额定功率上相差了20%,建议选择A电机。

双挡电驱桥的不足

虽然双挡电驱桥能够解决电动轻卡重载爬坡问题,但是也存在一些不足,用户在选择时需要重点考虑。

第一,故障率高。从工业设计角度而言,零部件越少、功能越简单,则可靠性越好。双挡电驱桥比单挡电驱桥的零部件数量增多,并且使用电机来驱动操控换挡拨叉,后期故障率可能会偏高。

第二,有很强的顿挫感。由于目前双挡电驱桥的变速箱内部没有同步器,车辆在换挡时,退挡的瞬间需要用程序来调节电机转速,以保证顺利进挡。而目前双挡变速箱的两个速比相差了一倍,电机转速需要瞬间提升或降低,才能保证顺利进挡。但从目前的用户使用效果来看,车辆在换挡时有明显顿挫感,并且退挡到进挡的时间超过2秒,给用户造成“不安全的感觉”。商车邦建议用户:在驾驶电动轻卡重载爬坡时,必须提前锁定头挡,中途不换挡,以保证车辆不会瞬间失去动力。

另外,还有成本和重量问题。这需要用户自己去评估。目前很多大电量(130kWh以上)电动轻卡都开始匹配双挡电驱桥,其整车购置成本超过了20万元,自重已经达到了3.5吨。

商车邦建议:是否选择双挡电驱桥,需要用户根据自己实际的使用场景来判断,不能盲目跟风。如果经常在西南山区重载行驶,则建议选择双挡电驱桥;如果仅仅是重载跑长途,选择L爬坡挡即可。