电驱动方案加速轻卡电气化进程

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一直以来，发动机、变速器和车桥被视为卡车的核心“三大件”。其中，车桥在车辆动力传输过程中发挥着纽带作用，并直接影响整车的动力性和稳定性。　　在新一轮科技革命推动商用车行业变革的关键时期，车桥作为重要部件，紧随整车电动化发展趋势，正加速向电驱化方向转型。　　电驱桥：轻卡新能源化的又一热点在公路运输市场中，随着新能源轻卡渗透率逐步提升，电驱桥技术在轻卡领域的应用愈发普及。　　近来，包括远程星智H8E、解放领途纯电轻卡、江西五十铃EV、潍柴蓝擎新能源轻卡、中国重汽蓝立方电动轻卡、宇通T系列新能源轻卡、欧马可智蓝ES纯电轻卡等，均配装了集成电驱桥。　　不仅如此，从全球市场来看，国际化零部件供应商也为车桥电驱化提供了全方位解决方案。在前不久的上海车展上，采埃孚展示了其最新电驱动产品和技术方案，包括新型中央电驱动系统CeTrax 2和即将面世的电驱桥，面向轻型、中型和重型车辆，并计划将最先进的商用车电驱动解决方案引入中国，进行本土化生产和组装。　　现阶段，新能源轻卡的动力布局大致分为两种，一种是电机搭配变速器（减速器）和后桥；另一种则是电机与电驱桥的组合。其中，电驱桥能够高度集成电机、减速器、差速器等零部件，最大优势在于减轻车身重量，释放底盘空间，进一步提升综合效率。　　商用车从业人士陈晨表示，商用车作为生产资料，必须考虑到成本、可靠性以及舒适性等因素。相较而言，轻卡主要应用于城市工况，使用环境并没有那么复杂，因此，电驱桥适用于轻型货车，同时也符合国家“公共领域全面电动化”的号召。　　“电驱桥将分散的零部件高度集成，可以减轻系统重量，有效提升系统功率密度和综合效率；伴随着结构的简化，系统整体耐用度大大提高，故障率直线下降，NVH性能也能得到有效改善。除此之外，由于多个零部件集成在系统内部，更有利于企业进行组装生产，节省管理成本。”成都新能源汽车产业推广应用促进会秘书长范永军介绍说。　　轻卡电驱桥多元技术路线并行借力“双碳”目标以及新能源汽车利好政策的东风，电驱桥在轻卡领域的应用有望迎来快速上量期。在此趋势下，整零企业积极应对，根据目标车型和使用工况，开发出不同技术路线的电驱桥产品，以迎合市场需求。　　“目前来看，乘用车电驱动构型已基本确定，即二合一、三合一或多合一系统，偏轴、半同轴、平行轴以及全同轴电驱桥在乘用车上均有所应用。相较而言，商用车电驱桥的推广速度略慢于乘用车。”五菱工业技术质量总监陈俊告诉记者，从商用车电动化发展进程来看，电驱桥系统将率先在微卡和部分轻卡上实现应用。但当前的轻卡领域，“油改电”技术路线依然是主流，只要将原来的发动机和变速器总成更换成电机和减速器，便可实现“华丽变身”。　　范永军表示，在新能源物流车发展初期，由于市场体量较小，且新车研发设计成本高，致使主流车企大多采用“油改电”的方式，基于传统燃油轻卡的架构，无需对底盘、前后桥或差速器进行较大改动，而且后期车辆售后维修更加便捷，保养成本相对较低。不过，随着新能源轻卡市场体量的不断增长，配装电驱桥的车型将会逐渐增多。由于电动汽车的底盘与传统燃油车有所不同，采用电驱桥技术的车型，立项之初就需根据电动车的特点开发、设计以及调校，所以无论是在整体性能、管理成本，还是操控性和安全性上，都要优于“油改电”车型。　　目前，电驱桥技术路线大致可分为两种（按照电机在车桥中的布置位置）：集成式电驱桥和分布式电驱桥。其中，集成式电驱桥又可分为单电机驱动桥（平行轴电驱桥和同轴电驱桥）和双电机驱动桥；分布式电驱桥可分为轮边电驱桥和轮毂电驱桥。在新能源商用车领域中，普遍应用的是轮边电驱桥、集成电驱桥、同轴电驱桥和平行轴电驱桥。轮边电驱桥主要应用于低地板公交客车，集成电驱桥常用于6～12米全系城市客车，同轴和平行轴电驱桥则多配装在轻型货车、智能小巴和无人驾驶微循环客车上。　　“在轻型和中型商用车市场上，平行轴电驱桥应用较多，它结构简单，在原有平台基础上，不需做太大改动，但不足之处是传动效率和NVH性能稍差。此外，半同轴驱动桥系统也是商用车主流技术路线之一，相较于平行轴驱动桥，其刚性、传动效率和空间利用率更佳，但对生产企业的制造能力提出了更高要求，一旦半同轴驱动桥出现故障，无法单独更换减速器，进而会带来更高的维修成本。”陈俊说道。　　“全同轴电驱桥的传动效率和NVH性能俱佳，并且系统整体更小、更紧凑，不占用太大空间，但它对齿轮的加工精度要求更高，装配的工艺难度也更大。因此，目前很少有轻卡配装全同轴电驱桥。”陈俊补充说。　　“每一类电驱桥系统都有自己的优缺点。”陈晨介绍说，比如同轴式电驱桥维保拆卸困难，平行轴电驱桥的齿轮箱存在应力突变问题，导致对总成件的选用极为严格（轴承、油封）。总体来看，由于车桥重心与箱体不重合，进而导致车辆起步、加速或遭遇恶劣工况时的适应性下降，以及桥壳开裂等疲劳断裂缺陷，是电驱桥普遍性问题。　　技术进步赋能新能源轻卡发展采访中，不少轻卡经销商表示，无论是从综合效率还是空间利用上来看，“油改电”的新能源轻卡都无法满足多种场景的运输需求。今后，在“双碳”目标的指引下，配装电驱桥的新能源轻卡将会迎来发展机遇期。　　“不过，目前依然有用户对使用电驱桥车型存在顾虑。”北京某品牌轻卡经销商刘立文指出，在新能源轻卡上，电机与后桥的放置位置过近，而电机又是一个巨大热源，在长时间的高温炙烤下，电驱桥很可能会出现漏油的现象。另外，由于电驱桥扭矩、功率较低，目前并不适用于复杂工况。　　宇通轻卡开发部相关负责人告诉记者，电机与电驱桥的布置方式将是车企未来持续关注的重点。“由于电机集成在车桥上，导致后悬架簧下质量偏大，未来还需结合车辆实际运行情况进行相应调整。同时，电机的工作环境较为恶劣，如何保证其可靠连接也是需要解决的一大难题。此外，提升电机的防水、防尘能力以及进行壳体加强也是研发、设计过程中需要特别关注的地方。”该负责人表示。　　与此同时，我们也应清醒地认识到，我国电驱动技术起步相对较晚，产业化制造能力不足，电驱动系统与国外产品相比还存在一定差距，行业发展尚有诸多问题待解，如提高电机与驱动器的功率、提高电机可靠性和耐久性、减轻驱动电机质量等。　　对此，陈俊表示，单从机械结构和生产工艺来看，电驱桥系统要比传统发动机和变速器的研发制造难度小很多，而且更容易打破技术垄断，这也给了国内零部件企业和整车企业更多的发展机遇。　　“目前来看，我国电驱桥领域主要有两大阵营，一是传统车桥和传动系企业，它们的优势是掌握桥壳、差速器等传统车桥部件资源，劣势是对电驱动的理解不够；另一大阵营是电驱动新势力企业，它们的优势是更熟悉电驱动结构特性，对电机、齿轮箱的选用更有经验，但对传统机械资源掌控能力较为欠缺（桥壳等），一般可通过外购或有限度的自制解决。”陈晨介绍说。　　“就电驱桥系统而言，未来需要在减速器的轴承和高速油封上下足功夫。另外，电驱桥的高速、高扭矩、高响应带来的总成可靠性及NVH问题，也需自主企业加大力度攻克。”陈俊最后说道。　　（图片来自本报资料库）

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