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为什么电动轻卡重载爬坡没劲?
来源:ballbet贝博在线 作者:BB贝博ballbet网页登录时间:2024-02-06 19:14:42 浏览:7

  近期,商车邦在西南地区进行沉浸式市场调研。该地区使用场景最大的特点是坡长、坡陡,其上坡下坡的长度占比高达70%以上,最陡峭的坡度能高达6—8%,坡长能达到20—30公里。随着西南地区大力推进商用车电动化,电动轻卡的渗透率已经超过了10%,尤其是成都市区及周边地区,对电动轻卡给予了路权政策,占比高达60%以上。

  商车邦在调研中发现,当地司机反馈最大的问题是电动轻卡在长距离爬坡时,电机持续高温导致限扭,爬坡速度仅为30—40km/h。因为电动机内的永磁体长期处于超负荷高温状态下,会出现不可逆的退磁现象,导致电机性能衰退,2—3年必须要更换。经过调研之后商车邦认为,针对这一问题的最佳解决方案是匹配2挡AMT变速箱,在现有单挡变速箱的基础上增加一个“爬坡挡”。

  目前电动轻卡电动机功率为额定功率70kW,峰值功率135kW,有两种驱动方式:集中驱动和电驱桥。目前都是单挡变速,车辆速度直接由电动机转速来决定,车辆倒车则由电动机反向旋转。这种结构最简单,成本低廉,但是很难兼顾低速大扭矩和高速小扭矩区域的电动效率。

  以某电驱桥为例,传动速比为16,最高转速为12000r/min,车辆最高行驶速度为107km/h。根据电动机的MAP图显示,电动机最高效率转速为3000—6000 r/min,对应的车辆行驶速度为27—54km/h。当车辆以35km/h速度重载爬陡坡时,此时电动机转速为3925 r/min钟,扭矩处于额定扭矩130Nm,根据MAP图显示:此时的电动机效率为70%,那么剩下的30%能量全部转化为热能,导致电动机处于高温高负荷状态。目前国内主流的电动轻卡都采用水冷,即在定子的外壳有水套进行循环水强制冷却,但是中间旋转的转子无法进行冷却,这会导致转子温度超过警戒温度,从而导致电动机限扭和输出功率下降;另外,车辆速度超过80km/h,电动机处于高速小扭矩区域,其电动机效率为75%左右。总之,目前的电动轻卡只适合城市标载工况,其最佳行驶速度控制在40—75km/h。根据商车邦调研发现,西南地区的电动轻卡经常会重载运输,因此电动机效率处于非最高区域,其续航里程大致会下降20%。

  从理论上来看,电动轻卡安装2挡AMT变速箱不存在任何问题,目前电动中重卡都有4挡AMT和6挡AMT,需要充分考虑空间、重量、成本等问题。

  对于集中驱动电动轻卡,由于是按照传统燃油车的空间进行布置,电动机和变速箱安装在车架中间,因此将现有的单挡变速箱更改为2AMT或4AMT变速箱,在纵向方向会增加0.3m,远小于传统的手动变速箱,因此在安装空间上没有问题。

  目前在电动轻卡领域,电驱桥已经成为行业主流,是在传统的轻卡后桥基础上,通过主减的安装法兰固定电动机和变速箱,腾出车架中间位置后可布置“大单包”电池。依然使用板簧悬架,由于簧下质量增加降低了车辆的平顺性和舒适性。目前电动轻卡的车架宽度为800mm,为了满足电动机和变速箱的布置,则将差速器位置向左移动150mm。商车邦对比了某品牌电动中卡,其车架宽度为850mm,匹配了2AMT变速箱。根据尺寸进行简单类比,证明电驱桥电动轻卡匹配2AMT变速箱在空间上没有问题。

  目前制约电动轻卡匹配2挡AMT最大的问题是重量和成本,根据预估,以上两种方案,从单挡变速箱提升为2挡AMT变速箱,需要对外壳进行重新设计,增加换挡拨片和多个齿轮,重量预计会增加20—30kg。由于成本和销量强相关,在前期销量较少的情况下,其成本大致会增加3000元以上,如果有70%的电动轻卡匹配2挡AMT,则成本只需要增加1000元左右。

  从性能表现来看,假设2挡AMT的速比为22和12:在车辆以35km/h速度重载爬陡坡时,变速箱选择低挡(速比22),其电动机的转速为5880r/min,扭矩为86Nm,则此时的电动机效率为85%;车辆以90km/h高速重载行驶时,变速箱选择高挡(速比12),其电动机的转速为7570r/min,扭矩为60Nm,则此时的电动机效率为88%。相比之前的单挡变速箱,由于在低速重载爬坡和高速重载行驶时电动机效率提升15%,则续航里程大致可提升17%。

  根据商车邦沉浸式调研发现,西南地区的电动轻卡采用2挡AMT变速箱,不仅能够解决低速重载爬坡问题,而且能够提升续航里程,建议各车企尽快开发相应产品,通过差异化竞争抢占西南市场。

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