根据商车邦对电动卡车市场走访调研发现,电费已经成为很多车队运营费用占比第一的开支项。“省的就是赚的”,如何进一步降低电耗来提升收益?本文中,商车邦将对影响电耗的滚动阻力、传动、电损等因素进行相关分析。
滚动阻力
影响车辆滚动阻力的关键要素是:轮胎滚阻系数、轮胎气压、整车重量、轴荷等。商车邦曾调研过某欧洲品牌重卡,其牵引车采用“前导后驱”的轮胎花纹,半挂车采用425/65R22.5的大宽胎,并可以通过多种花纹轮胎,精准满足车辆各种场景的行驶需求。在国内,很多企业为了减少轮胎种类、降低轮胎管理难度,都采用了“全位胎”,即一个型号一种花纹的轮胎安装在导向轮、驱动轮、非驱动承载轮(6×2R)。商车邦建议:电动重卡应推广“前导后驱”的轮胎花纹,挂车企业推广425/65R22.5大宽胎,在精准满足各种道路工况需求的前提下,能够降低整车滚动阻力8%(大宽胎贡献较大),降低电耗约4%。
轮胎花纹与道路工况精准匹配可以有效降低电耗
关于匹配低滚阻轮胎,商车邦曾做过研究:低滚阻轮胎的关键是配方和制造工艺,其两侧胎肩刚度更大,在相同轴荷、相同气压下,低滚阻轮胎的接地面积会降低,从而降低滚动阻力。但是从TCO角度分析,低滚阻轮胎暂时还没有竞争优势。例如重卡使用的295/80R22.5轮胎,国内品牌的价格为1500元/条,而国外品牌低滚阻轮胎高达3000元/条,6×4牵引车将增加1.5万元。另外,低滚阻轮胎不能在雪地、泥地上行驶,也限制了整车的使用场景。
传动系统
传动速比的选择非常重要,燃油卡车用户高度关注后桥速比。在轻卡领域,重载山区运输选择4.875,综合路况选择4.333,城际运输全程高速选择4.111。在重卡领域,随着大马力发动机的快速推广,“大马力大扭矩发动机+直接挡变速箱+小速比车桥”就成了最佳技术路线。然而在电动卡车领域,由于电机的MAP图最佳效能区域比较宽泛,因此就淡化了传动速比,甚至很多电动卡车用户都说不出具体的速比值。
中央驱动变速箱不受空间限制,可达到9挡
目前,中央驱动的变速箱不受安装空间限制,有4、6、9挡等多种。而电驱桥受空间限制,通常只有2、3挡。从应对更多工况、降低电耗的角度而言,变速箱的挡位越多越好。
在电动轻卡领域,目前单挡电驱桥的速比为16.X,各品牌相差很小。在两挡电驱桥的速比匹配方面,要兼顾山区重载和全程高速,通常最大挡速比在23—26,最小速比在11—13。两挡电驱桥的节能关键在于换挡逻辑和整车标定。例如:某品牌轻卡的换挡逻辑仅仅是速度阈值,在40km/h以下选择头挡(速比25.X),在40km/h以上选择二挡(速比11.X)。车辆轻载或空载时在城市道路行驶,在车流量较大时速度小于40km/h,依然选择头挡,造成电机长时间处于高转速区域,会导致电耗偏高;而重载时在高速公路上行驶,速比太小导致电机输出扭矩严重偏高,也会导致电耗偏高。因此,商车邦建议:电动卡车的换挡逻辑和整车标定,一定要有自称重系统,能够根据自身重量、行驶工况、坡度大小来选择合适的挡位,最终达到降低电耗的效果。
内部电损
控制器性能对整车电耗有直接影响
电动卡车最大的内部能量损耗就是发热。电池、电机、电控、高压电线在工作时都会持续发热,其关键要素是电阻、电压、电流。
在降低电阻方面,目前很多车型都匹配了碳化硅(SiC)控制器,开关损耗降低70%以上,导通电阻更低,支持更高开关频率(可达100kHz–200kHz+),系统效率提升3%–8%(尤其在600V以上高压/高负载场景),功率密度显著提高(体积/重量减少30%–50%),耐高温(结温可达175°C–200°C),高温下性能衰减小。
功率=电压×电流,在功率固定的情况下,降低电流最有效的方式就是提升电压平台。目前电动中VAN、电动微卡等车型通常采用400V平台,电动重卡和电动轻卡通常采用600V平台,未来将全面向800V迈进。建议用户在购买车辆时,尽可能选择更高的电压平台车型,选择碳化硅(SiC)控制器,从而降低电耗。
在电动卡车总布置方面,尽可能减少高压电缆长度。商车邦发表的《商用车电机控制器是放到电驱桥上好还是驾驶室下方好?》一文中已做了详细分析。电机控制器布置在电驱桥上,省去了三根高压电缆,降低了能量损失,是未来发展的方向。
电机控制器布置在电驱桥上方,减少了三相交流电缆的电损耗
电动卡车要降低电耗,关键是“抠细节”,必须要将每一个影响因素全部展开,从每一个小细节入手不断改善,最终“积少成多”,以实现降低电耗的目标。

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