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为何被排放升级困扰的重卡,却不加速转向新能源汽车赛道

天和Auto 2495浏览 2024-12-17 IP属地: 未知

在二十余年里,燃油车的排放标准从国一升级到国六B;升级节奏可以说是相当之快,以排放升级为方法的商用燃油车淘汰速度也相当快。现在已经轮到国四排放的柴油卡车。快节奏的升级总会给卡友们带来一定程度的压力,想要一劳永逸似乎只有绕过排放问题。

于是有卡友提问:

为何卡车没有普及电动化呢?

似乎只有电动卡车可以实现零排放,并且具备普及应用的可能性。氢能汽车虽然也是零排放但车辆制造成本过高且补能便利性较低,重点是使用成本并不低。醇基燃料汽车有燃料能量密度低,车辆续航里程会打折扣的缺点;并且制备甲醇还是需要消耗常规能源的。所以电动汽车确实更有希望,但是以长途运输为主的重卡还是难以应用这项技术,因为这里有一个“质量能量密度”的难题。

为何被排放升级困扰的重卡,却不加速转向新能源汽车赛道

电池的质量能量密度

主要用于长途运输的重卡的总质量不能超过49吨,这是关键点。

总质量是“空车重量+货物重量”的概念,空车重量就是经常讲到的“整备质量。”假设一款重卡的总质量是49吨,整备质量按照9吨来计算,那么这款重卡就能运载40吨的货物。卡车总是多拉才能多赚,所以卡车总是整备质量越低才越好。

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可是电动汽车的整备质量普遍很大!曾经的中型轿车整备质量普遍在1.5吨左右,而同级别的纯电动汽车往往要在2.1~2.2吨左右,由此可见此类车辆的整备质量有多夸张。而造成整备质量过高的原因是动力电池的“质量能量密度”过低!尤其是曾经主要用于商用车型而现在连乘用车也在使用的磷酸铁锂电池。

这种动力电池的特点是能量密度偏低,低温性能略差,但是制造成本远低于三元锂电池。所以现在的少量纯电动卡车和大量的纯电动客车依然使用它。

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然而1kWh的磷酸铁锂电池质量往往要达到七八公斤,就算按照1kWh/5kg计算,长途运输重卡也用不了纯电动车型。

原因在于重卡满载之后的输出功率是相当高的,尤其是在高原或山区运输的车辆;其平均输出功率会达到300kW左右。而长途运输卡车往往是四个小时才要停车休息一次,于是卡车司机总会连续驾驶接近四个小时再按照规定休息20分钟。所以一台重卡至少要保证车辆能够连续以平均300kW左右的输出功率连续运行四个小时——动力电池组的容量就得达到1200kWh左右——也就是得有1200度电的容量才行。

而1200度的磷酸铁锂电池组按照低标准计算也得有6吨重!实际要达到八九吨重。

去掉发动机和变速器虽能让卡车的重量降低一些,但是装上动力电池组之后,整备质量还是能增加五到七吨。一台纯电动卡车就得少拉五到七吨货。

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除此以外还有另一个难题:充电速度。

磷酸铁锂电池的充电倍率往往略低,充电时间就会比较长;而对于卡车司机而言,时间成本是非常高的,根本等不起充电时间。尤其是运输绿通货物的卡车,有些时候迟几个小时就有可能让整车货物报废。

所以对于卡车司机而言,时间就是金钱!纯电动卡车拉得少,充电慢,必定不适合重卡使用或其他长途车辆使用。

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燃油则不同,一公斤的锂电池能量密度普遍只有0.2kWh左右,一公斤的汽油能量密度大约为12.8kWh/kg;拥有更长碳原子链的柴油能量密度大约为汽油的1.2倍,也就是可以达到大约15.3kWh/kg。柴油的能量密度可以是锂电池的76.8倍左右!也就是说柴油有远超过电池的“质量能量密度。”

通俗来说就是同样重量的液体燃料和动力电池,前者可以让汽车行驶的里程大幅超过后者。

以家用汽车为例,50L(升)容积的汽油可以让车辆行驶500公里左右;而50升汽油的重量不过是36.3公斤左右!而动力电池达到100kWh左右的电动汽车才有可能让真实续航里程达到500公里上下,而100kWh左右的动力电池组是可以达到1吨左右的。那么这些油箱容积动辄达到一千升的重卡,它究竟需要多重的动力电池才能实现相同的续航呢?

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所以长途运输重卡是搞不了纯电动的,可行方案只有增程;但是增程平台的制造成本并不低,因其需要高功率电动机且同时需要AMT(电控机械自动变速器)。这样的增程重卡要比手动挡燃油重卡贵不少,同时车辆依然有内燃机,无法从根本上解决排放难题,看来重卡的难题短期内是无解的。

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