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从新能源重卡的电驱动发展趋势给润滑油品创新带来的思考

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摘要:在政策与市场的合力推动下,不仅将带动新能源商用车的快速发展,对应的配套零件以及售后维修服务产品也必将紧跟步伐,不断创新。而且在技术发展上很有可能快于整车发展,形成两者相互推动拉动的新格局。
从新能源重卡的电驱动发展趋势给润滑油品创新带来的思考
2021年,我国新能源重卡出现爆发式增长,销量首次破万辆,同比增长299%。2022年新能源商用车政策环境更加优化,政策红利持续释放将成为催热新能源商用车推广应用的重要因素。根据交强险终端销量数据,今年1月,我国新能源重卡销量为2283辆,同比增长1318%,在重卡市场渗透率上升至7.5%,迎来开门红。
 
预计今年新能源重卡产销能达到5万辆左右,其中90%左右是纯电动重卡,10%左右是氢燃料重卡。而且这个比例在5年之内不会有太大改变,不过绝对值会快速增加。到2025年预计重卡年产量能达到100万辆左右,而新能源重卡会达到20万辆左右,能够完成国家规划的2025年新能源重卡达到重卡年产量20%左右的目标。2035年或许是个里程碑的年份(有可能提前),那时新能源商用车会超过传统燃油商用车的产销量,很有可能在总产销量中的比重超过50%甚至更多。虽然总体形势向好,但是也有一些不确定因素会短暂影响新能源重卡的发展,比如俄乌局势的影响、镍钴锂等原材料的短缺、车规级芯片价格暴涨甚至断供等。
 
一、新能源重卡的电动化对电驱动总成配套提出了较高的期望和要求
 
1.高可靠性。包括三合一(电机,电控,变速器),都要求具有质量稳定,故障率低,能够在各种场景工况进行良好可靠工作。这是最基本的要求。
 
2.高优良性。光可靠性好故障率低还不行,因为新能源重卡做为生产资料,还要赚钱。所以对电驱动总成,要求重量轻,体积小,功率密度大。尤其电控装置,其换挡逻辑算法水平的高低,会直接影响整车的电耗和续航里程。
 
3.高集成性。目前三合一电驱动系统广泛应用于新能源纯电重卡,是指将电机,电控和变速器通过共用的壳体组合在一起,从而起到降低体积,可使车辆内各系统的布局更加灵活,有利于整车企业的平台化设计。
 
4.高通用性。新能源重卡有各种场景,比如有运输车,牵引车,自卸车,环卫车等,希望电驱动总成做到最大的通用化,通过电控软件算法的变动,使得制造成本可控,维修方便。
 
5.高性价比。对新能源重卡来说,需要的电池数量多价格高,所以整车价格大大高于传统燃油重卡,那么自然对电驱动总成,也自然希望进一步降低成本价格,这无疑对所有电驱动总成企业都是个巨大考验和挑战。
作为电驱动总成企业,要做到上述“五高”,着实不易,这要求他们加大研发资金投入,加快新一代产品研发,密切和整车企业团结配合起来,进行产品升级换代,不断提升性能水平,以满足市场的需要。新能源整车企业也要理解这些电驱动总成企业,积极支持他们做大做强。尤其高性价比要循序渐进,如果电驱动总成企业没有利润,那么就难以实现“五高”。实际根据我对行业的了解,已经有相当一部分电驱动总成企业在亏损经营。要吸取过去历史的教训,曾经有一段时间,传统整零企业未处理好相互关系,造成整车水平进步缓慢的局面。
 
二、新能源重卡电驱动总成行业的竞争格局
 
目前电驱动总成企业已分为三个梯次:第一梯队,大约有三-五家,去年产销量都超过了3000台以上(包括新能源中重卡,环卫专用车,中大型客车等)。今年制定的目标都超过了1万台。第二梯队,大约有7-8家,去年产销量都超过了1000台,今年的计划目标都是要超过3000台。第三梯队,有20家左右,去年产销量在几百台,但在今年新能源重卡快速发展的大好形势下,也信心大增,准备借助本地区优势,急追直赶第一第二梯队。
 
各梯次的电驱动水平,客观来说,相差较大。尤其在电控上技术水平相比差别较大。因为新能源动力总成的机械部分相对来说比传统燃油车的简单,无论是电机比起发动机,还是多档位变速器(燃油车)比起单箱变速器(新能源重卡变速器没有同步器,一般也没有主副箱)。但是各企业电控软件的差别很大,这需要积累,它是电驱动总成的核心。
 
由于我们国家的电控软件发展时间较短,高级专门人才较少,路谱工况,逻辑算法等又需要时间积累,需要大量的试验参数验证。所以各企业最主要的差别是在电控水平的高低。
 
电驱动总成企业,目前应该基本能够满足整车企业的当下需求,无论是数量上还是技术水平上。但随着市场的要求不断提高,比如续航里程要更长,重量噪音要更低,性价比要更高等等,那么电驱动总成企业,谁能够在这些方面抢先占领制高点,谁就能发展的更快更好,也就能做的更大。
 
中国新能源商用车发展前景良好,市场规模足够大,容得下众多企业共同快速发展。新能源重卡才起步,从理论上来说,所有电驱动总成企业都有可能做大做强,因为目前没有一家在当前独占鳌头。从现实上来说,更有可能的是会形成几家电驱动总成企业并驾齐驱,各有特点,有序竞争,共同发展的新局面。同时,吸取了过去传统燃油重卡动力总成和新能源电池企业的经验和教训,在今后新能源商用车发展的大潮中,无论是整车制造商还是电驱动总成制造商,一家独大的局面将不复再现,今后将会形成多家相互激励、你追我赶、共同发展的新局面。笔者期盼在这一过程中,各整车企业和电驱动总成企业能通过友好有序的竞争,相互学习赶超,发挥各自特点,齐头并进。希望全行业努力拼搏,团结起来,使自主品牌新能源重卡像传统燃油重卡一样,牢牢占据中国市场的主导地位。
 
三,新能源重卡电驱动总成的未来发展趋势
 
1.永磁同步电机高速化。目前纯电重卡的电机转速大多在4000转/分左右,这样体积大重量大。除成本高以外,电机自身过重也消耗电能,还占用了过大的空间,不利于整车布置,下步电机将向高转速发展(10000转/分以上),以提高功率密度,减小体积和重量。
 
2.AMT变速器档位减少和精度将大幅提高。这是因为永磁同步电机的高速化,带来了功率密度大,而不需要那么多档位调节,将6-12档减少到2-4档。又因为电机转速的提高,齿轮制造精度随之要求提高,以减小齿轮转速高线速度高而造成NVH过大。
 
3.电控软件技术功能要求更高更完善。例如功能安全要严格符合ISO26262要求,对电机转速转矩控制精度更高,故障保护机制更完善,对电机的抖动抑制算法要提升,智能化波形控制策略更精细,充放电控制策略也要更细腻符合瞬间工况实际等等。
 
4.集成度更高更广。将由目前的三合一集成向多合一集成发展,既将电驱动总成集成到车桥上,把一个电机(或两个),2-4档AMT变速器,控制器,取力器,差速器,制动系统等都集成到车桥上,这样形成一个高度集成的电驱动动力域。以适应新能源重卡要求轻量化,智能化,模块化,通用化,高密度化等性能要求。另外,这种高度集成中央式布置,很适合纯电重卡车型应用,方便动力电池包的整车布置。由于占用整车纵向空间小,特别适合最近比较火的重卡快速换电车型的应用,还有未来新能源商用车滑板式底盘的应用。
 
可以预见,在政策与市场的合力推动下,不仅将带动新能源商用车的快速发展,对应的配套零件以及售后维修服务产品也必将紧跟步伐,不断创新。而且在技术发展上很有可能快于整车发展,形成两者相互推动拉动的新格局。
 
到2025年电驱动动力系统(包括电机,电控,AMT变速器等),整个市场规模可达百亿元以上。更为可喜的是未来很长时期仍将保持高速发展的局面。
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