隨著2017年電動(dòng)物流車補(bǔ)貼政策的出臺(tái),電動(dòng)物流車市場(chǎng)必將重現(xiàn)2015年的火熱。大部分專用車企業(yè)早在該市場(chǎng)做好布局,同時(shí)動(dòng)力電池和電機(jī)電控的核心零部件企業(yè)也將電動(dòng)物流車領(lǐng)域列為了未來(lái)幾年的重點(diǎn)市場(chǎng)。
“總體來(lái)說(shuō),電動(dòng)汽車的大量推廣應(yīng)用,車輛故障多發(fā)、電池衰減、零部件一致性差、慢充時(shí)間長(zhǎng),充電設(shè)施不全等各方面問(wèn)題,電動(dòng)物流車作為一種生產(chǎn)運(yùn)輸工具,更是如此。”
近期,由中國(guó)汽車技術(shù)研究中心舉辦“2016國(guó)際新能源汽車用戶評(píng)價(jià)與應(yīng)用創(chuàng)新研討會(huì)”上,重慶小康新能源汽車設(shè)計(jì)研究院商用車平臺(tái)總監(jiān)程波這樣直言。
據(jù)介紹,目前市場(chǎng)上運(yùn)營(yíng)的電動(dòng)物流車存在五大較為集中和突出的問(wèn)題??梢哉f(shuō),這些技術(shù)和性能的問(wèn)題不解決,將嚴(yán)重影響電動(dòng)物流車的大規(guī)模運(yùn)營(yíng)。
一、絕緣趴窩。據(jù)介紹,電動(dòng)汽車內(nèi)配置的電池屬于高電壓和高電流,對(duì)整車絕緣要求極高,整車零部件并串聯(lián)后絕緣電阻應(yīng)大于100-200KΩ。
“雖然這個(gè)指標(biāo)已經(jīng)很低,但是一到下雨天或者涉水時(shí),電機(jī)電控、電池組、BMS、DC直流轉(zhuǎn)換器、充電機(jī)等高壓系統(tǒng)零部件的IP防護(hù)等級(jí)不達(dá)標(biāo),整車因?yàn)榻^緣故障保護(hù)而趴窩的情況經(jīng)常出現(xiàn)。”程波說(shuō)道。
二、高溫故障。主要表現(xiàn)在大載荷和長(zhǎng)坡道運(yùn)行時(shí)導(dǎo)致高溫,或者頻繁充放電和夏季過(guò)熱時(shí)產(chǎn)生高溫,這種情況下車輛往往會(huì)動(dòng)力性能降低,嚴(yán)重時(shí)車輛趴窩。
三、里程衰減。電池容量衰減導(dǎo)致里程數(shù)量縮短,電池維護(hù)頻次越來(lái)越高,這直接物流車運(yùn)營(yíng)維護(hù)的成本時(shí)間成本的上升。
四、低溫時(shí)充電難,里程變短。有些車輛直接表現(xiàn)出低溫環(huán)境下不能進(jìn)行充電,同時(shí)車輛的動(dòng)力減弱,行駛里程縮短。
五、SOC估算不準(zhǔn),客戶里程焦慮。據(jù)介紹,不少物流配送企業(yè)對(duì)電動(dòng)物流車最大的擔(dān)憂在于剩余里程,而SOC是電動(dòng)汽車剩余里程的最重要的參考指標(biāo)。在實(shí)際的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,經(jīng)常出現(xiàn)SOC顯示剩余電量還比較多,但實(shí)際電池卻沒(méi)電的情況。
出現(xiàn)上述問(wèn)題的原因是什么,又該如何解決,有何好的建議?
首先,出現(xiàn)絕緣故障的原因主要是以下幾個(gè)方面,動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)零部件進(jìn)水或者箱內(nèi)出現(xiàn)雨水凝露導(dǎo)致絕緣性能下降;動(dòng)力系統(tǒng)零部件供應(yīng)商為了降低成本,才用的箱體普遍不開(kāi)模,采用的鈑金折彎、焊接和尺寸等一致性難控制;另外為了達(dá)到防水等級(jí)IP67,大部分采用密封膠進(jìn)行封箱,但往往涂膠工藝一致性差、抗老化和耐候型差,使用一段時(shí)間防水和密封性能不達(dá)標(biāo)等等。
針對(duì)絕緣故障,可以通過(guò)投入模具,是零部件標(biāo)準(zhǔn)化一致性提高來(lái)提高。同時(shí)采用高防護(hù)性能的零部件,通過(guò)線束的布局合理,電池安全設(shè)計(jì)等,最后加強(qiáng)出廠的安全檢測(cè),尤其是涉水與淋雨試驗(yàn)中的絕緣檢測(cè)。
其次,高溫故障的原因主要是設(shè)計(jì)階段對(duì)零部件的熱分析不充分,電機(jī)過(guò)載時(shí)能力不足,導(dǎo)致小馬拉大車;動(dòng)力電池方面存在放電倍率低,內(nèi)阻大,導(dǎo)致升溫過(guò)快?;蛘哒嚵悴考O(shè)計(jì)不合理不利于散熱。
這種情況下,需要采用動(dòng)力性能更高的電機(jī)和放電倍率更高的電池,同時(shí)對(duì)零部件的發(fā)熱情況進(jìn)行仿真分析,同時(shí)優(yōu)化零部件布局和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。例如風(fēng)冷系統(tǒng)中,將發(fā)熱零部件的散熱面與車輛運(yùn)行方向平行有利于空氣流動(dòng)帶走熱量;對(duì)水冷系統(tǒng)而言,需要優(yōu)化管路結(jié)構(gòu)和流量。對(duì)電池包而言,則可通過(guò)優(yōu)化內(nèi)部模塊布局,可以增加熱管理系統(tǒng)等等。
第三,里程衰減和電池容量減少的問(wèn)題也是電動(dòng)汽車目前較為突出的問(wèn)題,例如電芯循環(huán)壽命較低,高低溫環(huán)境下電池循環(huán)壽命急劇衰減。或者電芯與電池模塊間的自放電差異大,均衡電路精度與效率較低等等,例如短板效益。都會(huì)嚴(yán)重影響電動(dòng)的性能與表現(xiàn)。
第四,低溫環(huán)境下電動(dòng)車故障有以下幾點(diǎn)原因,一是低溫下電池電壓平臺(tái)的降低,導(dǎo)致內(nèi)阻增加和放電量減少和輸出功率降低。目前大多數(shù)供應(yīng)商因?yàn)榭紤]成本控制,多數(shù)沒(méi)有采用熱管理系統(tǒng)。
第五,影響SOC計(jì)算的因素包括電池容量衰減、電阻變化、一致性、環(huán)境溫度、放電工況等等。
那么針對(duì)電池容量、續(xù)航里程和SOC的問(wèn)題,則需要從以下幾方面入手解決:一是選擇循環(huán)壽命更高的電芯,常溫下大于2000次,高溫45度循環(huán)壽命要高于1200次;二是電芯放電倍率相對(duì)實(shí)際的應(yīng)用要預(yù)留空間,同時(shí)放電容量也要預(yù)留余量避免滿充滿放。要選擇自動(dòng)化程度高的電芯和一致性高的電池配組,模塊間的電壓差要小于10mV,容量小于3%,內(nèi)阻小于10%,自放電差異小于1%;更需要監(jiān)測(cè)許多不同工況和溫度下的電芯衰減數(shù)據(jù),作為BMS偵測(cè)SOCde參考數(shù)值作為基數(shù)數(shù)據(jù),提高SOC偵測(cè)的精度。
對(duì)于發(fā)展電動(dòng)物流車的建議
1.改變補(bǔ)貼模式
物流車的重要屬性是拉物,對(duì)電動(dòng)物流車的補(bǔ)貼應(yīng)該從補(bǔ)貼生產(chǎn)端變?yōu)檠a(bǔ)貼使用端,以運(yùn)營(yíng)里程來(lái)計(jì)量運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼。在補(bǔ)貼方法上,要計(jì)算綜合收益,對(duì)電動(dòng)物流車的載重量、電耗和電價(jià)、載貨率等進(jìn)行綜合考量后,再進(jìn)行補(bǔ)貼。
2.完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面,盡快完善純電動(dòng)貨車和低速電動(dòng)車的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),綜合考慮外部尺寸、質(zhì)量、安全要求、道路特性、動(dòng)力蓄電池和標(biāo)識(shí)等多個(gè)方面,保障車輛的安全性和規(guī)范性。
3.提高制造水平,實(shí)現(xiàn)輕量化運(yùn)營(yíng)
物流車運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)、頻率高,對(duì)于質(zhì)量的要求也相應(yīng)更為嚴(yán)格。要實(shí)現(xiàn)物流領(lǐng)域的電動(dòng)化,必須得到質(zhì)量上的保障,在安全、可靠、耐用、易用等方面下功夫。
由于物流車的運(yùn)輸屬性,需要滿足輕量化的要求。目前的制造材料中,鋁材料是替代鋼結(jié)構(gòu)的最優(yōu)材料,其性能基本達(dá)到要求,使用合適的工藝可以適當(dāng)增加材料厚度,不僅可以滿足車輛的安全要求,還能夠減30%左右的車身重量。同理,其他零部件也可以實(shí)現(xiàn)輕量化。車輛整體重量的減少帶來(lái)的是電池組的增加,即在保證傳統(tǒng)整車裝備質(zhì)量一樣的前提下可以實(shí)現(xiàn)電池組的最大化,從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)物流車“多拉快跑”。
4.優(yōu)化充電服務(wù),解決充電難
在充電服務(wù)方面,可以實(shí)行“快換慢充”的模式。現(xiàn)有的純電動(dòng)物流車型存在著一定缺陷,通過(guò)對(duì)車型的設(shè)計(jì)改良,實(shí)現(xiàn)充換一體化的結(jié)構(gòu)升級(jí)。對(duì)于城市零散物流車采用快速換模式,對(duì)有固定集散地的物流車輛,則是以夜間慢模式為主,白天快充或快換為輔的方式進(jìn)行充電。
對(duì)于現(xiàn)有的運(yùn)營(yíng)車輛,可以通過(guò)自有充電設(shè)施來(lái)進(jìn)行充電。由于物流企業(yè)具有產(chǎn)業(yè)集中性的特點(diǎn),大多數(shù)物流公司都在同一個(gè)物流園區(qū)內(nèi),也可以通過(guò)園區(qū)的半公共充電樁群進(jìn)行充電;另外,城市里自建的完全開(kāi)放的公共領(lǐng)域的充電樁群也可以做應(yīng)急的補(bǔ)充。
新能源物流車在使用過(guò)程中的最大痛點(diǎn)就是充電服務(wù)。有關(guān)部門(mén)應(yīng)盡快出臺(tái)相關(guān)政策,引導(dǎo)和激勵(lì)電動(dòng)物流車優(yōu)先制定充電站規(guī)劃并進(jìn)行建設(shè),實(shí)現(xiàn)真正的優(yōu)化車輛運(yùn)營(yíng)方案。
5.開(kāi)放路權(quán)、資質(zhì)準(zhǔn)入等關(guān)鍵環(huán)節(jié)
電動(dòng)物流車最佳使用功能是用于支線配送和末端配送,建議更多城市對(duì)電動(dòng)物流車開(kāi)放路權(quán)。由于電動(dòng)汽車不存在排放問(wèn)題,開(kāi)放路權(quán)可使1輛電動(dòng)物流車完成之前2—3輛燃油車的運(yùn)輸量,具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益。
由于電動(dòng)物流車的前期購(gòu)置成本高,物流企業(yè)不愿承擔(dān)買(mǎi)車的資金壓力,大多采取租賃方式。在當(dāng)前行業(yè)重視輕資產(chǎn)化的情況下,應(yīng)讓租賃平臺(tái)也可以獲取物流車運(yùn)營(yíng)牌照,得到合法的身份。
除此之外,在電動(dòng)物流車的辦證手續(xù)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、城市通行、臨時(shí)停車等方面也需要給予相關(guān)的政策支持。
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