摘要：

1） "碳奢侈品"政策是通过花"明天的油费"来购买新能源汽车。

2） 从能源使用角度出发，商用车，货车运车辆等大型交通工具的能源配置。

3） 未来几年已经完全不需要燃油作为大型交通工具的能源。

在碳奢侈品政策中，从能源的源头太阳到能源的各个利用环节都进行了详细的规划，以求找到最佳的太阳能利用方案。

本文介绍一种大型车辆电动化方案，这个方案可以降低货车、卡车、大客车等大型交通工具的购车成本，使用成本。并彻底解决了车辆的能源调配问题。

作者是从事生物质发电电站设计的，从来没有把电动车看成一个交通工具。只是把电动车当成一个用电器。如何调配电能才是电动车设计成功的关键。

车辆使用电能可以使得物体移动。我们使用吨百公里耗电为衡量电能使用的效率。按照当前工信部测试数据乘用车吨百公里耗电大约在11~15度。我们将1吨移动物体中司机、乘客和货物的质量占比称为交通工具有效载荷率。将电池、燃油等储能部件质量占比称为能源储存质量比重。将电动机、发动机、发电机和传动装置等能源变换部件质量占比称为能源变换质量比重。电动化车辆设计的目标就是提高有效载荷率，降低能源存储和变换质量比重。

从如何让生命周期使用成本更低上来说，燃油车需要考虑省油，纯电车需要考虑如何降低购车成本，至于纯电动车的能源使用效率则对全生命周期成本影响不大。

基于提高电动化车辆载荷率、降低购车成本两个出发点。我设计了下面三种概念型产品

第一种：48V系统的A00/A0级，短途（100~200公里）纯电，长途（200公里以上）增程。购车成本3~6万。(用来取代摩托车、三轮车、电单车。市场容量1亿辆以上。此内容较多，详细内容见其他文章）

第二种：纯电动乘用车、增程乘用车，外置增程乘用车。偏油气车。（此内容较多，详细内容见其他文章）。

第三种：耗电量大（吨百公里电耗大，整车电耗也大）如卡车、大型货车、大型客车等。

第三种，大型交通工具怎么样定义才算大型呢？没有明确的区分界限。本文主要集中介绍百公里电耗60度以上大型车辆。至于百公里电耗60度以内，按当前电池水平电池水平0.12~0.3度/千克。两百公里120度电需要1~0.4吨电池。大多数车辆可以接受这样的电池。百公里电耗60度以内的车辆可以直接采用图1的典型LY混动车结构。

图 1 典型LY混动车

如果百公里电耗在60度以上。我们应该如何设计车辆？

有人说要用氢能源、要用超大型的电池。其实这些想法都不对。

我们应该使用的方案如下。

大型交通工具如解放JH6 型号重卡平台。其车身外形如图2

图 2 大型交通工具外形图

这个全新的大型交通工具平台跟现在车辆有什么不同呢？

这是一个由两辆电动车组成的大型车辆平台。其车头是如图3、4所示

图 3 车头外形图如解放JH6重卡牵引机

图 4 车头牵引机的动力配置

由图3、4可知。这个车头跟当前重卡的牵引机没有太多的外观差别。只是将动力系统更换成LY混动结构。车身则是最大改变的地方。如图5所示。

图 5 车身也是一辆纯电动车

车身也是一辆纯电动车。可以在没有车头牵引机的情况下保持低速移动，有电动驾驶室。开车身就如同开电动玩具车一样，还可以遥控操作。其电池可以满载续航5~10公里，最高时速满载20公里每小时。车身可以配置快换电池组。电池组可以扩容到满载续航100公里。车头牵引机是由一个固定的增程系统，发电电动机、动力系统等和200~400公里续航里程所需可调整电池组。也就是说这个车辆最大的纯电续航在500公里，具体要看出行需求，如果货物运输只有200公里，车载电池只有250公里。

我们知道货车的装卸时间通常很长，如果牵引机和车身分离，车身去装卸。牵引机去找换电站，或者快速充电装充电。这样补能问题得到解决。如果货车需要从北京运送到广州，24小时不间断，需要一两天的时间。这样的大型交通工具电动化方案是否满足？可以满足的，其车载增程系统，就如同使用燃油车一样。另外还有一个只用电的方案，那就是电量快耗尽的时候，停车。更换牵引机。2200公里，需要更换5次牵引机。只用电或只用油是比较少见的情况。最好的情况是电量耗尽，使用燃油增程到附近的快充电站。如果车载电量是200公里的，百公里电耗60~140。总电量需要120~280度。每隔180公里（按平均时速60，已经行驶了3小时）停车快充。设定快充时间是15~20分钟。那么需要120KW快充4~10个。中途快充补能也可以满足只用电的需求，对于没有充电条件的地方则开启增程系统。保证了货物运输需求，只是燃油成本会高一些。

以上是对大型交通工具的电动化方案的简单描述。这个方案还有很多可以完善的地方。这样的方案对于运送距离200~500公里的需求能够做到100%纯电。对于超长距离，连续24小时运行的车辆，其最好的方式是快速换电，车上有基本续航200公里的固定电池组，有300公里的可搭配、可替换电池组。固定电池组使用快充补能，可替换电池组采用换电方式。

这个方案最大的好处是车头和车身分离，车主可以只购买车身，或车头。降低了车辆购置费用，如购买一个车头，三个车身，车头24小时不间断行驶。这样回收车头购置成本的时间大幅缩短，而车身本来也是一个低速短距离货车。这样的大型交通工具以用电为主，用油为辅。柴油油按每升6元、30%的燃油内能化为车辆动力。折算为电力价格每度成本2元。而用电，即便是快充快换也需要1.2~1.8元以上，另外柴油的效率可能比30%要高一些。故这样的方案。最好的是使用更短的纯电续航，如100~200公里。然后使用甲醇和生物柴油混合燃料等再生燃料。从能源角度看，最佳的方案是使用沼气提纯后的天然气作为能源。而超长途的货物运输，以铁路货运运输。

下一篇文章我们将讨论 碳奢侈品在生物质能源方面的内容。

"碳奢侈品"政策一个全面的介绍，如下：

什么是碳奢侈品？碳奢侈品是一类价格高于传统能源的非化石能源的能源消费总称。我们不去争论温室效应是否发生，是否会深刻影响人类未来。也不去讨论化石能源什么时候会枯竭。这些争论没有意义，当下人们应该做的、更有意义的事情是如何实现能源革命的第一阶段目标。即以太阳能利用为核心，以"STS"（即solar to service。即太阳能转换为服务人们生产生活的有用功）和经济经济价值为评判标准，找出太阳能应用的终极方案，并以太阳能空间能源的规模应用为成熟标志（如空间电推、月球、火星、空间站能源的规模化能源应用）。

"碳奢侈品"政策中，包含三个方面的内容：

第一，大力发展个人分布式屋顶光伏、用电企业自发自用、城市城郊集体光伏和水光互补抽水蓄能。通过激活住房维修基金、给集体住房安装上光伏面板。给高收入人群、盈利能力好的企业减税，引导他们去投资光伏自用光伏面板。建立一个由水电企业库容税及所有税收组成的水光互补基金，让水电企业零成本建设水光互补，抽水蓄能电站。上面四个方面的经济刺激措施，使得全国每年安装量200GW~400GW以上，投资总额每年在0.6~1.2万亿之间。从2020年持续到2040年，光伏发电将占总用电量的50%~100%。光伏投资中，能够获得补贴、退税的只有光伏面板，其他的投资，如支架、人工成本，基建等不会纳入退税范围。

第二，新能源汽车消费。对购买新能源汽车的高收入人群，减免个税。采用短途纯电，长途增程备用的方式发展新能源汽车。

第三，生物质能源作为储能方式的利用。利用电气化、电站化农业机械化和农业废弃物、野生杂草（总量30亿吨，发电量2万亿度以上）。这些电能是可存储的，主要用来给电动车直流快充，及没有阳光的时候补充电网电力。产生的沼液作为肥料，超过农业需求。沼渣碳化后可以得到数亿吨沼渣碳作为燃料。

当前能源革命主要技术变革发生在三个领域，分别是：1）能源的来源，2）能源的存储，3）可移动能源。

三个技术领域看起来相近、创新点相同，可实际上三个领域的突破口完全不一样。

光伏是最高效可靠的能源来源，必需不遗余力地发展光伏发电。

解决储能问题点方法有三个：

A. 使用水光互补，抽水蓄能方式可以提供50%也就是5万亿度电力（当前水电17%，水光互补后增加到40%，其他通过抽水蓄能实现）。

B. 电动车储能，中国目前汽车保存量约3亿量。如果所有车辆都电动化，每个车辆电池平均储电量为40度，那么可以储能120亿度。而中国年用电6.8万亿度的日用电最高峰是220亿度，就在2019年夏天突破的用电峰值记录。当2040年年用电量为10万亿度时，日用电最高峰会是320亿度以上。电动车储能可以贡献最多约三分之一的电力储能能力。

C. 而农机电站化可以提供装机10亿KW容量以上，沼气发电可以提供20%以上的电力，这些电力都是可存储的。

上面是描绘2040年电力宏图，目标有点过于着急。如果我们将这个目标变为最高目标（可再生发电100%）的三分之一，也就是光伏、生物质等新增发电份额占到30%，也就3万度。这样的目标是轻而易举就实现了。

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