近日,全国道路运输标准化技术委员会发布《电动营运货运车辆选型技术要求(征求意见稿)》,并公开征求意见。上期周报分析了载质量利用系数的影响,详见“研究周报 | 从意见稿的载质量利用系数标准看电动物流车的优化方向”。“意见稿”还同时对电动营运货运车辆的经济性提出了新的要求,在补贴政策的基础之上,对单位载质量能量消耗量(Ekg)加严至0.45Wh/km·kg。
Ekg指标用以衡量纯电物流车有效电能的利用效率,即搭载单位质量的货物所消耗的电量,重点在于突出新能源物流车的功能(载质量)和性能(能量消耗率)比,而不是续驶里程。这项系数标准要求之下,到底有多少比例的纯电动物流车能达标,对今后的产品优化方向又有什么样的影响?本文同样以工信部发布的《2017第11批新能源汽车推广应用车型目录》为例,做一个详细的分类说明。
1. 淘汰率28%
对应Ekg指标,该标准意见稿对营运电动货运车辆的续驶里程提出了要求:N1 类车辆按照GB/T 18386 的工况法进行试验,N2、N3 类车辆按照 GB/T 18386 的等速法进行试验,续驶里程应不低于 200km。(N1:最大总质量
第11批公告目录共有纯电动物流车型39款,其中N1类5款,1款里程不达标;N2类26款,1款里程不达标;N3类1款,里程达标。Ekg指标不达标车型总计11款,淘汰率28%。其中电动冷藏车型7款,有4台不达标,是淘汰率最高的车款。
序号 | 车型及公告号 | Ekg(Wh/km·kg) | 状态 |
1 | JX5043XXYTGC25BEV纯电动厢式运输车 | 0.437 | 是 |
2 | DNC5041XXYBEV01纯电动厢式运输车 | 0.49 | 否 |
3 | SX5040XXYBEV331N纯电动厢式运输车 | 0.419 | 是 |
4 | STQ5049XXYNBEV纯电动厢式运输车 | 0.469 | 否 |
5 | PLT5041XXYBEV01纯电动厢式运输车 | 0.45 | 是 |
6 | CTT5041XXYGC2BEV纯电动厢式运输车 | 0.413 | 是 |
7 | BYD5040XXYBEV纯电动厢式运输车 | 0.405 | 是 |
8 | BYD104014BBEV纯电动货车 | 0.379 | 是 |
9 | BJ5030XXYDMN5X1BEV纯电动厢式运输车 | 0.489 | 否 |
10 | DD5040XXYEV纯电动厢式运输车 | 0.486 | 否 |
11 | SY5040XXYD-EV5纯电动厢式运输车 | 0.353 | 是 |
12 | DFA5040XXYBEV纯电动厢式运输车 | 0.3 | 是 |
13 | HLT5040XXYEV纯电动厢式运输车江天牌 | 0.37 | 是 |
14 | ZQZ5041XXYBEV纯电动厢式运输车中汽牌 | 0.43 | 是 |
15 | DFA5040XXYKBEV2纯电动厢式运输车 | 0.35 | 是 |
16 | LCK5048XXYEVH7纯电动厢式运输车 | 0.491 | 否 |
17 | HX5022XXYBEV纯电动厢式运输车 | 0.41 | 是 |
18 | EQ1045TTBEV纯电动载货汽车 | 0.342 | 是 |
19 | HQG5042XXYEV11纯电动厢式运输车 | 0.399 | 是 |
20 | DFA5040XXYKBEV1纯电动厢式运输车 | 0.336 | 是 |
21 | HFC5030XXYEV1纯电动厢式运输车 | 0.475 | 否 |
22 | SCH5025XXYD1-BEV3纯电动厢式货 | 0.496 | 否 |
23 | SQJ5040XXYS2BEV纯电动厢式运输车 | 0.327 | 是 |
24 | JX5040XXYTH-M5BEV纯电动厢式运输车 | 0.365 | 是 |
25 | SY1040DEV5S纯电动载货 | 0.291 | 是 |
26 | YTK5040XXYEV5纯电动厢式运输车舒驰牌 | 0.246 | 是 |
27 | YTK5040XXYEV6纯电动厢式运输车通途牌 | 0.254 | 是 |
28 | ZKJ5040XXYEV3纯电动厢式运输车新日牌 | 0.26 | 是 |
29 | BJ5040XXYCJ07EV 纯电动厢式运输车 | 0.335 | 是 |
30 | JX5043XXYTGB25BEV纯电动厢式运输车 | 0.252 | 是 |
31 | XRF5031XXYBEV纯电动厢式运输车中汽牌 | 0.42 | 是 |
32 | NXG5081XXYBEV纯电动厢式运输车 | 0.2 | 是 |
33 | BJ5049XLCEV1纯电动冷藏车 | 0.5 | 否 |
34 | EQ5041XLCACBEV1纯电动冷藏车 | 0.483 | 否 |
35 | ZQZ5040XLCBEV纯电动冷藏车中汽牌 | 0.44 | 是 |
36 | LCK5048XLCEVH7纯电动冷藏车 | 0.5 | 否 |
37 | HFC5030XLCEV1纯电动冷藏车 | 0.495 | 否 |
38 | EQ5060XLCPBEV纯电动冷藏车 | 0.426 | 是 |
39 | ZQZ5070XLCBEV纯电动冷藏车三角行牌 | 0.26 | 是 |
2. 典型案例分析
单位载质量能量消耗量(Ekg),计算公式如下:
Ekg =E/M(单位:Wh/km·kg)
E:表示电能消耗率,试验检测项。按照电动汽车GB/T 18386《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》试验中消耗的电能除以行驶里程所得的值,单位Wh/km。
M:表示附加质量,车辆基本参数。GB/T 18386检测试验中的所需附加质量规定如下:
最大允许装载质量小于或等于180kg,附加质量=最大允许装载质量;
最大允许装载质量大于180kg,但小于360kg,附加质量=180kg;
最大允许装载质量大于或等于360kg,附加质量=1/2最大允许装载质量。
注:按GB/T 3730.2《道路车辆质量词汇和代码》中定义:最大允许装载质量=最大允许总质量-整车整备质量。
以其中代表性的一款车型,作为计算实例说明,该车型公告参数如下:
DNC5041XXYBEV01纯电动厢式运输车 | |
车辆基本信息 | 配置ID: NC253798 |
外廓尺寸长(mm): | 5995 |
外廓尺寸宽(mm): | 2100 |
外廓尺寸高(mm): | 3050 |
总质量(kg): | 4495 |
整备质量(kg): | 3450 |
最高车速(km/h): | 80 |
续驶里程(km,等速法): | 325 |
Ekg单位载质量能量消耗量(Wh/km·kg): | 0.49 |
电池系统能量密度(Wh/kg): | 144.3 |
储能装置种类: | 三元锂离子动力蓄电池 |
驱动电机类型: | 永磁同步电机 |
驱动电机峰值功率/转速/转矩(kW /r/min/N.m): | 100/4500/850 |
储能装置总储电量(kWh): | 84 |
(1)E(电能消耗率):
续驶里程D(km):取最高325Km(等速法);
充电电量E:84KWh;
E(电能消耗率)=84KWh/325Km=258.46Wh/Km;
(2)M(附加质量)
最大总质量(kg):4495;整备质量(kg):3450;
额定载质量(kg):1045>360kg
M=1/2最大允许装载质量=1045/2=522.5(Kg);
(3)Ekg(单位载质量能量消耗量)
Ekg(单位载质量能量消耗量)=E(电能消耗率)/M(附加质量)= 258.46/522.5=0.49>0.45
(4)如何提高:
增加载质量
额定载质量(kg)增加到:1148kg;即整备质量减重104kg;
1/2最大允许装载质量:1148/2=574(Kg);
Ekg(单位载质量能量消耗量)=E(电能消耗率)/M(附加质量)= 258.46/574=0.45
减少电能消耗量
续驶里程D(km):提高到358Km;增加33公里;
E(电能消耗率C)=84KWh/358Km=234.6Wh/Km;
Ekg(单位载质量能量消耗量)=E(电能消耗率)/M(附加质量)= 234.6/522.5=0.45
3. 优化方向
可以看出,若使Ekg指标更小,应当通过优化设计和匹配,优化E、M两项指标。
M最大化,对应的是整车轻量化,大容量:通过结构优化和大批量采用轻量化材料,如铝合金、FRP等来有效减轻自身重量,提高最大有效载荷。通过车身的重新布局,采用集成化结构,尽量减小设备占用空间,使得载货空间和有效载荷最大化。
车辆参数对续行里程的影响如下图所示:
从图中可以看出电池组容量对续驶里程的影响最为明显,其次是传动系传动比、整车质量、滚动阻力系数、空气阻力系数。这主要是因为续驶里程与电池组容量有直接的关系,电池组容量越大,电池组所贮存的电能越多,续驶里程相应延长,但电池组的重量增加,整车的整备质量增加,导致行驶阻力也增加,反过来又影响续驶里程。
降低电能消耗,使E最小化的途径如下:
1)当电池总量一定时,提高系统能量密度,可以减轻自重,提高E值;
2)提高整体传动效率;
3)选用综合效率η更高的电机驱动;
4)选用低阻力轮胎,降低轮胎的滚动阻力系数;
5)对车身进行流线型优化设计和改进,以减小迎风面积、降低迎风阻力系数。
来源:第一电动网
作者:冰封之城
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