對清潔空氣的追求促進電動卡車發展電池技術的進步有助于商用電動汽車的發展

／Antoinette Price中國電器工業協會標準化與技術評價中心 甄晗妤（譯） 張亮（校）／

乘用電動汽車的技術進步，以及世界各國政府和城市開展各種行動，通過禁止被認為是污染源的老舊柴油車減少溫室氣體排放，都促進了商用廂式貨車的電氣化發展。

戴姆勒 FUSO eCanter純電動輕型卡車解決城市中的噪音和污染問題（照片：戴姆勒股份公司）

根據國際能源機構（IEA）的數據，超過3億輛電動汽車（EV）將在2024年不久后在世界各地使用。改進的電池技術降低了成本，擴大了乘用電動車的運行范圍。

這些技術進展，連同在歐洲、美國和中國城市中為老舊柴油車建立“禁行”區域的官方舉措，都在推動商用車輛的電氣化發展，包括從輕型貨車到公共汽車和重型卡車的發展。

據《新科學家（New Scientist）》報道，電動卡車的大量使用預計將有助于減少運費的40%，這是一個在很多市場仍在不斷擴展的領域。然而，缺乏廣泛的充電基礎設施和對電池壽命的擔心，尤其是長途卡車，可能會阻止此行業下一個十年的增長。

多個IEC技術委員會（TC）和分技術委員會（SC）制定了各種電動卡車零部件的國際標準，包括電池和電動機、以及電子導航、車輛安全和駕駛員輔助系統，如碰撞緩解技術和車道偏離預警系統。

IEC TC 69：電動道路車輛與工業卡車，負責起草電動機及電動機控制器、車載電能存儲系統、電源和充電器標準。

中國推動商用電動汽車增長

隨著越來越多的電動公共汽車、貨車和輕型運載車輛在世界各地道路的使用，汽車制造商以及新的初創企業也正準備生產中型和重型電動卡車。電動客車領域的增長也可能減少電動卡車關鍵零部件的成本。

中國，預計將成為最大的所有類型電動卡車市場，正在推動全球商用電動汽車領域的增長。目前，中國大多數的公交汽車都是電動的，并且計劃在2020年以前全國運行450萬個電動汽車的快速充電站。中國比亞迪公司（BYD）是世界領先的電動公共汽車制造商，正在擴大電動卡車的出口及國內銷售量。

在2017，世界上最大的商用車制造商戴姆勒公司（Daimler）開始向美國和日本的客戶交付“第一批純電動輕型卡車系列”，被稱為eCanter的車輛具有一個輸出功率為185千瓦、扭矩為380納米的永磁同步電動機。根據戴姆勒公司公布的消息，該車輛是由鋰離子電池組供電的，取決于車身、負載和容量，在再次充電之前最多可以行駛120公里。

盡管戴姆勒公司還正在開發“純電動重型卡車概念”，其單次充電可達350公里，載重11噸，但該公司在2017年10月提出，“長途卡車的電氣化仍需要相當長的時間”。

包括斯堪尼亞（Scania）和曼恩（MAN）（兩家公司均為大眾卡車部門的一部分）在內的歐洲主要制造商和沃爾沃集團（Volvo Group，雷諾和麥克卡車公司的所有者）都打算在未來兩年內出售重型電動卡車。他們面臨著與歐洲、美國及中國已在當地市場推出了輕型電動卡車的小公司開展競爭，還包括美國專門生產電動汽車的企業特斯拉（Tesla）也加入了這方面的市場。其他競爭者，包括豐田（Toyota）和美國尼古拉汽車公司，都專注于氫能/電氣重型卡車。

用于較短的城市旅行和當地交貨的小型插電式電動貨車已被證明在歐洲市場特別流行。在這一類別中，包括雪鐵龍、標志、雷諾和尼桑在內的制造商提供了由鋰離子電池組供電的20～50千瓦時范圍內的動力模型，可以在中央站點充電。但當涉及到較小的城市內部交貨時，輕型電動貨車面臨著電動滑板車、三輪車和小型自主車的競爭。

電池、燃料電池或懸鏈線

電動機可以安裝在傳動系統中，以向驅動軸提供能量，然后向車軸提供能量，或者，電動機還可以直接安裝在卡車或拖車的車輪上。根據IEA 2017年的報道卡車的未來，電動卡車的車輪傳動效率可高達85%，大約比內燃機驅動的卡車大三倍左右。而且電動傳動系統比傳統傳動系統更輕、更便宜。目前，遠程卡車的純電動推進方案主要有三種：電池、氫燃料電池和架空懸鏈線系統。

IEC TC21：蓄電池，及其分技術委員會負責起草所有相關蓄電池的標準。包括電動道路車輛動力電池的性能、尺寸、安全安裝原則和標簽。

國際清潔運輸委員會（ICCT）在2017年11月的一份報告中評論說，“對于長途運輸應用來說，我們的關鍵結論是這三種方案中沒有明確的贏家，每個都有障礙及優點?！?/p>

電池價格下降

近年來鋰離子電池組的成本有所下降，由于經濟規模、電池設計和生產方法的改進以及供應商之間的競爭，預計其成本將進一步下降。

研究公司Frost & Sullivan于2017年12月報告說，自2010年來電池價格已經降低了約50%，預計在未來四至六年將再次減半。ICCT認為，成本效益的一個關鍵推動因素是電池包成本降低至每千瓦時150美元以下。然而，對增加鋰電池生產所需原材料的供應中斷可能會推翻這些預測。

氫燃料電池是另一種選擇，尤其對于長途運輸電動卡車來說，雖然氫燃料電池市場仍處于起步階段。燃料電池電動車輛的動力是用氧氣加壓氫氣以此產生化學反應，從而產生電力為車輛提供動力。與電池電動汽車充電相比，燃料電池提供更廣泛的范圍及更短的燃料補充時間。

IEC TC 105：燃料電池技術，負責起草燃料電池技術的國際標準，越來越多地應用于工業和商用電動汽車領域。第三種解決方案是卡車使用受電弓從架空線路中獲得電力，類似于無軌電車。這些配電系統正在歐洲和加利福尼亞進行測試，為電動卡車供電。

IEC TC 69：電動道路車輛與工業卡車，已經制定了IEC 61851系列國際標準，用于確保導電充電系統安全可靠。

無線電力傳輸

無線電力傳輸（WPT）系統是替代電動汽車充電的一種方式，無論汽車是靜態的還是運動的。WPT是基于高功率感應能量轉移。轉移發生在埋在路面下面的發送部件和安裝在車輛下面的接收設備之間。盡管這項技術依然在不斷發展，但是實際已經在包括德國、比利時、瑞典和韓國等國的電力城市公交車上應用了很多年。

IEC TC69下設一個工作組，IEC TC69/WG7，專門負責“電動汽車無線電力傳輸系統”。IEC TC69/WG7正在研制IEC 61980，這是一個由三部分組成的系列國際標準，適用于WPT中使用的設備，從“供電網絡”到“電動道路車輛”。這個系列標準還適用于現場存儲系統（例如緩沖電池等）所提供的WPT設備。

ISO通過其技術委員會與相應IEC技術委員會建立聯系，也參與了WPT的標準制定。

降低運營成本以提高銷售量

混合動力電動汽車和純電動卡車行業的分析師在評估市場如何增長方面存在顯著差異。2017年Navigant Research預測，銷售額每年將增長近25%，市場從2017年的1%增長到2017年的7%。McKinsey Energy Insights公司的一份報告更加樂觀，預測到2030年電動卡車可占全球卡車銷售量的15%。Frost & Sullivan估計到2050年，所有類型的混合動力和全電動卡車的全球年銷量總共可超過250萬輛，其中中國將占全球銷量的60%。

盡管目前電動卡車的前期成本很高，但電池技術、快速充電選擇和充電基礎設施的未來進展將降低運營成本。隨著大型貨車和卡車制造商的測試和推出一系列由電力技術驅動的新車型，將促進其更廣泛的應用。

（轉載請注明文章來自IEC e-tech。）