商用车纯电动化后,底盘发生了翻天覆地的变化!

翻开2021前半年的新闻资讯,随处可见纯电动汽车的报道。大到商用车、乘用车制造巨头的战略发布,基金股市的波动,小到地方政府对纯电动车型的招标采购。纯电化已经成为不可避免的趋势,也成为了各大OEM、Tier1的“指导思想”。

6月30日,梅赛德斯-奔驰卡车公司(Mercedes-Benz Trucks)全球首发了其新一代纯电动卡车的标杆产品——eActros,成为了其纯电动产品布局过程中的重要产品。

商用车纯电动化后,底盘发生了翻天覆地的变化!

7月5日,欧洲三大领先的商用车制造商沃尔沃集团、大众商用车Traton与戴姆勒卡车签署了一项非约束性协议。三方将为电动重型商用车安装并运营高性能公共充电网络,该网络将面向全欧洲的重型卡车与长途客车。

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既然纯电动车型如此火爆,也对整个行业带来了变革性的影响。那么,今天就带大家来探究一下纯电动趋势下的商用车辆底盘发生了怎样的变化,我们带大家逐一分析底盘结构发生的变化。

底盘布置情况

电动商用车的底盘组成可分为以下几部分:

  • 布置在驾驶室下方的:电动转向油泵、主控箱和电机控制器等;
  • 布置在车架纵梁外侧或驾驶室后方的动力电池;
  • 布置在车架纵梁内侧的电机、变速器、油泵控制器、电动气泵及其控制器等。

在此之前,大部分纯电动汽车的底盘布置结构仅仅是简单的将发动机替换为驱动电机,并在传动轴的两侧布置动力电池。其中存在着较为严重的问题:基于燃油车辆改造的纯电动车型,在底盘布局时,受制于燃油车辆的传统结构特征,不合理的布置结构与管路线束走向减少了动力电池布置空间。同时,不合理的空间布置一定程度上降低了整车的安全性、舒适性以及售后维修不便利的问题。针对上述问题,主机厂开发出了面向纯电动车型的新型底盘布局结构。

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驾驶室下方布局了车辆的部分散热器、电动转向油泵、主控制器以及电机控制器。此外,驾驶室周围还布局了低压启动电源、继电器盒、手动断电开关、充电座与噪声抑制部件等。将大量的电器控制部件放在此区域还可以有效降低这些部件直接淋雨的可能。

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底盘中下部是布局车辆动力链的位置,从前到后依次为:电动机、变速箱、传动轴与驱动桥。

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纯电动商用车不同于目前的纯电动乘用车,它仍然需要变速器来对电机输出的动力进行转化。纯电动商用车上常见的为2挡、4挡和6挡AMT变速箱。以苏州绿控用于纯电动重卡的AMT变速箱为例:

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结合商用车在使用场景中的一些功能性需求,往往需要更大的扭矩,因此,为其额外匹配一台变速器是十分必要的。目前,在变速器方面的技术已经十分成熟,同时结合电动机良好的控制特性,将二者匹配进行动力传递是十分容易的。

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在纯电动车辆上,散热也是必不可少的内容之一。上图为布置在车辆侧方的散热器与储气罐。

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图中的这个结构对大多数朋友来说,都是比较陌生的。这些繁多、粗壮的管路以及散热设计也说明了它的重要性。众所周知,气刹是商用车上的主流制动方式。在传统的车辆中,带有一个由发动机驱动、向储气罐打气的气泵。到了电动车上,发动机这一持续的动力来源被抹掉了,就不得不使用这种电动打气泵来为车辆的制动提供充足的气压。这种结构的为电动活塞式打气泵,高压油管用于对活动部件的润滑。上图所示的侧面的布置方式只是其方案之一,还有部分车型会将该装置放到驾驶室的下方。

关于电池的布置形式,目前国内外有着不同的形式、标准。国内的轻型商用车大多数采取了布置在车架纵梁外侧的方案。车架中间留出了传动系统的布局空间,如下图所示。

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在中重型商用车中,目前我国的各大主机厂采用了标准的动力电池箱托架来将硕大的动力电池箱固定在驾驶室后方。目前这样的布局方案一方面统一了中重型商用车的电池标准,另一方面也为纯电动商用车的快捷换电提供了可能。

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不过,动力电池的布局绝不止这两种形式。以一个月前发布的梅赛德斯奔驰eActros为例,其采用了将电池组完全布置在底盘整个下方的方案。

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如图,安装工人在总装生产线上将动力电池从车辆侧方安装到底盘下,一辆车要携带四块这样的电池模组。

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动力电池模块通过导轨滑入车辆底盘下方的固定位置。将整个纵梁后方的空间进行了完全的利用,动力电池可携带的电量达到了422KW·h;要知道目前我们在国内所见到的重型商用车动力电池可携带的电量只是达到了282KW·h。

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奔驰这样的方案占据了原来传动系统所在的空间,取而代之的是通过集成化的纯电驱动桥来进行车辆的驱动。车辆后方的两根轴均为纯电驱动桥(eAxle),总的输出功率达到了400KW。

总结

经过对纯电动商用车底盘各个组成部分的介绍,相信大家也看出了纯电动车型这一全新“品种”与我们熟知的汽、柴油车型在底盘结构上的不同。尽管纯电动车型的发展受制于多个领域内技术瓶颈的限制,合理性有时还会受到一定的争议,但就整体的发展方向是没有错的。我们也看到,纯电动车型在底盘布局中的整齐程度要高于现有的传统车型;动力传输也变得十分高效——高度集成化的电驱动桥可以将动力链的三大部分直接取代;得益于驱动方式从根本上的改变,纯电动车辆NVH的提升不言而喻。

新事物在其出现、发展的过程中受到质疑是正常的,但它们所具有的优点有朝一日能大规模地为我们所用、造福社会也是令人兴奋与期待的!

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