電動商用車系統工程技術體系及關鍵技術研究

劉成東

(山東浩睿智能科技有限公司，煙臺，264100)

發展新能源汽車已成為全球共識。我國從“十二五”時期開始，便重視新能源汽車的整車關鍵技術和關鍵零部件的攻關，其中一些技術已處于世界先進水平。現階段，以純電動為代表的新能源汽車的推廣應用規模在不斷增長，新能源汽車行業發展已步入快車道。其中，電動商用車的應用領域和市場規模迅速拓展，并出口到海外，走出了具有鮮明特色的發展道路。

1 電動商用車系統工程技術體系

在電動商用車(包括客車、卡車、專用汽車)方面，其發展應用規模往往會被制造成本、動力電池等因素所影響，因此應從系統工程這一角度做好它的規劃應用。在其技術體系內，主要涉及電動商用車平臺、實時運營監管系統和充換電基礎設施，它們互相支撐，可以將電動汽車在充電時間、續航里程等方面的需求順利解決。

純電動汽車較早在城市公交領域得到大規模示范應用，純電動城市客車的 發展即體現了這一技術體系的概念。圖1為目前在我國普遍應用的純電動城市客車，通過“零排放”形式，體現了人文、科技和綠色的理念。在相關企業、機構的共同努力下，快速、智能的充換電站建設等方面不斷取得新的突破，整車的設計理論、核心技術等也實現了系統創新。如今，純電動汽車也開始在環衛、工程等領域有所應用，其技術體系也獲得了發展與完善。

圖1 目前已經在公交領域普遍應用的純電動城市客車

2 電動商用車系統工程關鍵技術應用

在這一系統工程內，關鍵技術的應用會涉及電動商用車平臺技術、實時運營監管系統和充換電的基礎設施等內容，具體如下。

2.1 電動商用車平臺技術

在電動商用車的系統體系內，此類技術屬于關鍵的子系統，經過長期研究及發展，已經形成一套完整、成熟的技術鏈條，其中主要涉及整車系統集成等技術，打破了以往主要做改裝設計的思路，開發了能對電池箱即時更換的技術，促進了動力傳動、冷暖空調等技術的一體化，也順利解決了整車輕量化方面研究比較停滯等問題，促進了自主電動車的創新發展。此外，在數字化技術支持下，傳統技術中共享數據、車輛協調及控制等問題也被有效解決，當下可以實時自動完成整車故障、隱患監控診斷，保障了整車安全。而在電池成組技術中，應用模塊化封裝等技術，使得操作人員能在電池箱內對動力線等快速更換，實現了對線的同步、自動插接，順利解決了電動商用車內的長期問題，提高了成組電池的實際使用壽命。圖2為一種電池模塊化裝置的制作方法。最后，在冷暖系統的控制等方面，當下也超越了傳統技術，解決了整車空調制冷劑泄漏等問題，保障了空調效果，也落實了節能觀念。

圖2 一種電池模塊化裝置的制作方法

2.2 實時運營監管系統

在新能源類型汽車技術發展下，一些相關的技術理念也不斷成熟，并被投入使用。在電動商用車系統內，其監管系統同樣在不斷成熟，以政府、企業等為監控主要模式的監管技術，變成了商用車系統內比較重要的子技術，可以有效檢測車輛運行的安全，及運行的規范性，實現對消耗、車輛里程等的實時檢測，在其檢測系統內，各檢測主體也要負責檢測不同內容，檢測活動的側重點同樣存在差異，這能共同地維護車輛的安全使用。

2.3 充換電基礎設施

在電動車的研究和發展中，充電時間較長、利用效率低下、有安全隱患等，都屬于需要重點研究的問題。而充換電的基礎設施技術，便能將上述問題順利解決。在傳統電池方面問題處理中，主要是利用快速充電、電池箱的快速自動更換等方法。在快速更換類型方案中，一般是在快速更換區內，以自動更換的機械快速更換電池，常用方法是分箱組合方法，更換電池只需5 min。在換電模式內，規劃建設比較重要，此外，互聯共享等技術內容，也屬于此項技術內比較關鍵的內容，會和其可行性等有密切聯系。現階段的很多企業都在研究、實施大功率式充電技術，在一些跨國大型車企內，也提出大功率的充電需求，如1 000 V等，電動商用車用戶會對此類需求更為需要，而此類需求會源自用車習慣等要求。在現階段，國內對大功率充電模式方面的研究比較重視，這和電網運行、行車安全都聯系密切。但大功率式充電模式會影響成本控制，和當下成本預估相比，其成本預估會成倍增加，而這和大功率式充電中電控單元、電池系統等有聯系。雖然此類充電模式容易增加成本，但它也有充電安全、整車效益高等優勢，這遠非傳統充電能比，所以它也屬于必然、可行的一類發展趨勢。圖3為大功率充電樁示意圖。

圖3 大功率充電樁示意圖

2.4 技術應用展望

首先，應該提高整車智能化水平，并對智能駕駛、整車控制等技術進行研究。在電動汽車的未來發展中，智能化將是其發展的關鍵技術，這也是提高整車性能的技術抓手，關鍵技術包括整車的智能化輔助駕駛、網聯整車的控制器等。對相關技術重新設計以及開發，讓整車可以變得更為安全、可靠。

其次，提升整車的動力性。對電驅動的高效系統進行研發，進一步提高整車的動力性能，并降低能耗，對電機及其控制器等會有較高要求。其中的關鍵技術包括高密度的電機、控制器等，高集成度、高效的電驅動分布式系統，也變成可行的一類技術方案。

再次，突破低溫禁區，對高效的熱泵空調技術進行研究。在夏季、冬季，電動車內的空調系統屬于耗能的主要部件；而使得空調系統提升制熱、制冷的效率，屬于促進整車節能、提高續駛里程的有效舉措。在現階段，低溫增焓的技術具備節能、高效的明顯優勢，在嚴寒的條件下也能提高汽車性能，屬于升級電動商用車的關鍵技術。而通過相關技術支持，低溫增焓式的空調在低溫制熱方面的能效，會比預期效果更好，在-15 ℃條件下，制熱能力能夠得到提高，即使在-25 ℃同樣能正常運轉，可以滿足嚴寒時使用汽車的供暖要求。

最后，應該對全氣候類型動力電池等技術進行研究，提高動力電池的能量密度、安全性以及降低成本都十分重要。在低溫環境中，鋰離子類的動力電池會有能量密度降低的狀況，它在低溫時的應用會受嚴重限制。而全氣候類動力電池屬于電池的新型技術，它能將低溫中電池在性能上的局限突破。在此類電池內，會有一片鎳片，能以更少的電能在零下環境中完成電池的自加熱，在電池的溫度有所上升后，它也會自動停止加熱，不會損失更多能量。此技術可以大大提升傳統電池在嚴寒工況下的功率，也不會使得電池減弱常溫中的壽命和性能。

3 結束語

綜上所述，電動商用車系統工程技術體系屬于復雜概念，在新能源等理念發展下，此系統也會獲得不斷發展，整車也能提高智能化的水平，車輛的綜合性能也能獲得提升。本文主要分析了它的技術體系及關鍵技術，關鍵技術主要有電動商用車平臺技術、實時運營監管系統和充換電的基礎設施等方面，期望共促這方面的技術發展和進步。