稳扎稳打 日本8驱电动 带来的启示
前言:有这样一种乐观、自信的观点认为:当前我国纯电动汽车发展水平处于世界前列,未来纯电动汽车让我们避开了在传统发动机领域的弱势,将是我国与国际先进水平缩小差距的战略车型,使我们与国外汽车巨头几乎可以在同一起跑线上竞争。
然而,事实并非如此。日本在纯电动大型
方面的研发似乎是刚刚起步,但立马信誓旦旦地宣称要走在世界的前列。果然,2009年12月4日,日本庆应义塾大学环境情报学部清水 浩教授在东京举办的“2009国际宇博会”上,作了《拥有21世纪基础技术的日本-电动汽车的未来》的主题演讲,同时披露了正在研制的具有8个驱动车轮的五十铃(ISUZU)纯电动公交汽车(图1)。
启示1:电动
的设计要从零开始
定员为69人的8轮全驱动大型纯电动公交汽车由日本庆应义塾大学、日本五十铃(ISUZU)汽车公司共同研制。其中:庆应义塾大学主要承担驱动电机及其控制系统的研发;五十铃汽车公司主要承担车身和车内布置的研发。所需的大容量、高性能动力电池由东芝公司提供。
该产品并非利用现有车辆进行改造,而是从动力装置到整车的各个部分,一律根据纯电动公交汽车需要从零开始设计、研发,以期提高性能、降低造价、提高市场竞争力,并通过量产使整车价格大幅降低。
纵观国内纯电动
的兴起,似乎是在走这样的“捷径”:采用电池、电机取代传统燃料发动机的技术方案居多,缺乏从零开始创新的核心技术。连一些名不见经传、经营举步维艰的
企业,似乎也要通过大干、快上创造起死回生的奇迹,这是否存在技术上的先天不足呢?
启示2:车轮采用内置电机独立驱动
最为引人注目的是,该车采用的是8个小直径车轮,并将驱动电机安装在每个车轮的轮辋内。与以往的电动汽车的驱动方式相比,附着能力提高且能源利用效率提高了20%~30%。
试验表明,采用独立电机的车轮驱动方式与一个电机驱动多个车轮相比较,在相同动力条件下可延长续驶能力30%。此外,将驱动电机布置在车轮内,也大大降低了非悬挂质量,可降低车身的振动频率,增高车轮的振动频率,对行驶平顺性非常有利。
当然,车轮的驱动力控制、电子差速控制、制动防抱死系统(ABS)、电子稳定装置(ESP)等的实现,同样是它的核心技术之一。
启示3:真正意义上的低地板、无障碍
采用8车轮承载可以减小车轮尺寸,即:以较小尺寸轮胎满足整车的承载要求。由此可大幅降低只有一级踏步的内地板高度,只有200mm高度的低地板设计可为乘客上下车带来极大方便。
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将底盘零部件尽可能布置在乘客区之外,而且减少了相关部件对乘客区的干扰,使车厢内有效面积利用率达到前所未有的程度。车内空间增大,地板平坦,在车轮上方布置座椅也比传统公交汽车简单、容易,车内通道变宽给乘客乘车带来很大的便利。具有空间利用率高、有效载客量大、使用便利性好等优点。
而对于传统公交汽车,虽说采用了低地板结构,但是底盘上的车轮、车桥、发动机、变速器、传动装置等都要分别占据一定的车内空间。即使采用了价格较贵的门式车桥,车内通道宽度和地板的平坦程度也不尽人意。
启示4:整车轻量化程度高
这款车的整车轻量化也取得了突破性进展。配置空调的整车整备质量为8000kg,成功突破了纯电动公交汽车比传统柴油公交汽车过重的瓶颈。而国内10米电动
的整备质量至少要在10000kg以上。
这2吨差别的秘诀就在车身轻量化和动力电池组的水平上。整车根据8驱底盘的特点重新布置,将动力电池、整流器、控制系统等全部收纳到车身底架内,起到了轻量化、低重心、空间大和抗冲撞能力高的效果。
启示5:爬坡性能好、续驶
这款
的最大爬坡能力设计成20%和29.6%两种类型,以适应一般城市道路和山区城市道路条件下的使用要求。
电动汽车在加速和爬坡时输出功率大,需要动力电池组加大放电电流。而大电流放电将导致电压跌落幅度过大,使电池输出效率下降并导致电机效率降低,进而使整个系统容易处于过载工况。
延长续驶能力同样需要电池有充足的储备能量。续驶里程可以考察动力电池组的能量供给能力,最高车速反映了电池组功率提供能力,同样需要动力电池组能提供大容量和高功率,并面临轻量化要求的挑战。
这款
的最高车速、最大爬坡、续驶能力等技术性能能充分满足使用要求,并以充电10分钟可达80%的快速充电性能为用户提供了便利。
启示6:低成本、低能耗、低排放
这款
号称整个寿命周期的使用成本只相当于传统柴油公交汽车50%(按400台以上批量计算);日常运行能耗成本只相当于传统柴油公交汽车的10%;CO2排放量(以日本发电CO2 排放系数折算)分别为6kg/100km和 2.2吨/年。而传统
CO2排放量则分别为60kg/100km和22吨/年。
启示7:强强联合、快速发展
由庆应义塾牵头成立的“SIM-Drive”电动汽车制作联合体,包括整车制造工厂、动力电池及其关联企业、汽车零部件生产、精密仪器、相关工业、商社以及相关团体等34家单位,充分体现了产、官、学的强强联合。2010年1月22日,“SIM-Drive”召开第一次记者会,宣布该产品将于2010年秋完成试制并通过政府评价,然后投放到横滨市的城市公交系统运行,2011年以后开始在神奈川县的12家公共交通公司普及推广。到2014年,这种公交汽车在神奈川县的保有量将达到3000辆,快速充电装置也将陆续增至1000台。
我国政府出台的财政激励政策,推动着电动
的“大跃进”。但是,与国外
企业稳扎稳打、步步为营的态度相比,我们是否应该从他们的技术路线受到启示,以科学、审慎的态度来对待纯电动
的发展呢?