行稳致远，进而有为 --- 浅析新能源商用车领域的安全性要求

　　[第一车市 新闻]据中国汽车工业协会2023年9月统计分析,商用车产销呈现企稳增长态势。2023年9月,商用车产销分别完成35.4万辆和37.1万辆,环比分别增长17.9%和19.8%,同比分别增长34.6%和33.2%。2023年1-9月,商用车产销分别完成290.7万辆和293.9万辆,同比分别增长19.8%和18.3%。

　　在“碳达峰”与“碳中和”目标的推动下,新能源商用车的增长超过商用车整体的增长。根据终端上牌数据,2023年9月新能源重卡实销3173辆(不含出口,下同),销量创下今年1-9月各月新高,同比(2022年9月实销1860辆)增长71%,环比2023年8月的2907辆增长9%

　　与乘用车比较,商用车的使用强度更大、车辆更重、使用环境也更加恶劣,因此对于新能源商用的安全性也提出了更高的要求。

　　首先,纯电重卡为了满足基本的运营里程的需要,一般配备250-300kWh的电池包。根据2022年的统计,90%以上的纯电重卡采用磷酸铁锂电池方案。如果要在不增加体积重量的条件下,提升电池容量,就需要进一步提升电池包的能量密度,例如采用能量密度更高的三元锂电池或未来升级为固态/半固态电池,但是考虑到安全性、成本、与性能的综合平衡,磷酸铁锂电池还将是新能源商用车的主流选择。另一方面,虽然钠离子电池在成本方面具有潜在优势,但是过低的能量密度导致单位电池可以的续航里程有限,需要频繁充电或换电,限制了其在商用车领域的应用。所以,在磷酸铁锂电池体系内进一步提升能量密度是新能源商用车在确保安全性条件下可选的主流方案之一,其中就包括采用超薄铜箔降低重量和采用更优化的一体化电池方案,例如CTB和CTC等。

　　其次,商用车由于自身质量大,且需要“多拉快跑”实现最大的经济效应,因此对于驱动电机的输出功率有较大的要求。目前主流的纯电重卡的驱动电机峰值功率可以达到350KW以上,为了保证动力输出的安全稳定,大部分采用双电机或多电机方案。例如比亚迪的一款重型8X4超级电动卡车采用“前双转向桥、后双驱动桥”驱动,配备电动集成桥总成技术,使用2套180KW电机+4档AMT变速器+16吨级驱动桥,拥有4级可调再生制动,驾驶员可以根据路况与驾驶习惯设置再生能量回馈等级,能够极大的提高车辆的能量回能力,而且可以根据路况与负载情况设置单、双桥驱动,实现不同动力输出,提高驱动效率与经济效益。

　　此外,由于新能源商用车的电池容量和驱动电机功率都较大,导致其电气系统的负荷也较高。另一方面,由于商用车使用环境相对较为恶劣,常常会行驶在颠簸路面,对于电气系统的连接可靠性也有更高的要求。这就需要对于可能发生的故障电弧的风险给予充分考虑。新能源客车发展早期,由于新能源客车上使用的线束接触问题导致车辆自燃事故,曾经对于新能源汽车的发展造成了不良的负面影响。因此使用经过充分安全性认证的线束材料与接插件是必需要满足的安全要求。

　　综合而言,由于商用车使用时间长、油耗高、有害尾气排放量大,因此采用新能源商用车是实现“双碳”目标的必然选择。同时,由于新能源商用的使用环境与使用习惯,需要配备更大的电池,更强的驱动力,和更安全的电气系统。因此在动力电池的选择、驱动电机的布置、和电气系统的设计中,需要更全面的考虑安全性的要求。