商用车之今日观

聚焦效率、减排和电动汽车

电动汽车仍处在起步阶段,柴油发动机在未来几年内仍将无法替代,这种情况正在影响着重型商用车的市场。 莱茵金属汽车公司正在走向电动汽车的发展道路上,与此同时,企业也打造了旨在提高内燃机效率的有效解决方案。

 

整个交通运输世界正在发生变化:随着全球化的不断发展,全球货物流动持续增长。据预测,2050年全球货运量将增加两倍。平均下来,航运将会占到这一增量的85%,大型卡车运输占10%。由于世界市场相对饱和,未来几年对卡车的需求将保持稳定。全球市场上的发展也发生了一定变化,中国市场对卡车的需求下降,而东欧和北美地区的需求势头将变得更加强劲。

同样,德国道路未来几年的运输量也将不断攀升。2016年德国的货物运送量达到34.8亿吨。据预测,到2021年,德国道路运输总量将达到37.06亿吨。即便运输总量的增幅不大,但其结果仍会产生巨大的影响。莱茵金属公司汽车股份公司首席技术官海因里希·迪斯蒙(Heinrich Dismon)解释说:“缓慢增长的这些运输量仍旧需要落实到道路上,这对目前就已经拥挤不堪的道路无疑是雪上加霜。”

柴油车占据数十年主导地位

重型柴油车辆未来仍将是陆路货运绝对的主力军。“在可预见的未来--我指的是未来二十年,柴油发动机仍然是商用车的主导推进系统,特别是对于长途卡车而言”,迪斯蒙表示。然而,专家们一致认为,柴油发动机需要更多创新的技术解决方案,让其变得更为高效清洁。这是因为全球范围内的排放规定正变得越来越严格。人口稠密的大城市将针对传统柴油发动机车辆颁布禁行令。

例如,大伦敦地区建立了一个低排放区域,只允许环保型重型柴油车通行。从2019年4月起,新超低排放区的排放规则将进一步收紧。尽管监管越来越严,迪斯蒙仍然坚信:“有人预计到2040年,重型卡车将告别柴油发动机,转而使用燃气四​冲程​内燃机,这种预测目前被视为纯属理论上的推测。因此,我们首先应寄希望于商用车柴油发动机的进一步优化。”

适用于市内特殊任务的电驱动系统

面对当前的情况,更为广泛地使用电驱动,这可能是个不错的解决方案。但是电驱动目前仍处于起步阶段。电动货运车的优势显而易见:电动卡车不排放废气,适合在室内使用,例如大型仓库和货运码头。 此外,它们可以进入环境保护区,不必担心受到禁行令的限制。电动卡车的另一个优点是噪音低。送货服务和货运代理的这类卡车可在夜间进入中心城区,从而避开白天的道路拥堵。

备受关注的德国邮政DHL集团的电动商用车“街头滑板”(Streetscooter)是少数几个已经突破样车阶段、量产并获得商业成功的例子之一。2018年4月,已有5500辆邮政“街头滑板”徜徉在大街小巷。这一款电动车有三种型号可供选择: 除基本型号外,邮政电动车还提供拥有更大装载量的L和XL型号,配备了容量更大、功率更强劲的电池,相应的巡航里程也更长。其他汽车制造商正跃跃欲试,已经达到了准备进入市场的条件,他们的车型有的已经在特殊领域得以应用。

例如,沃尔沃卡车公司在2018年春季推出了两款全电动卡车车型,车辆总重量分别为16吨和27吨,计划用于都市圈的货运、废物回收和其它重型载重运输业务。自2017年年中以来,戴姆勒旗下的日本子公司扶桑卡车一直在生产小批量的eCanter电动卡车,巡航里程为100公里。

公共客运交通也正成长为电动汽车的主战场。荷兰巴士制造商VDL Bus & Coach正在开发一种全电动小巴。 8米长的小巴将用于中心城区和人口稀少地区的客运,零排放且安静无噪音。这款小巴的温度控制采用了莱茵金属汽车公司的热电模块,环保节能。

最近公布的德国联邦交通运输部资助政策也为德国重型电动卡车目前尚且微不足道的业务提供了一定的发展动力:根据资助政策,联邦政府意在推动人们购买电池供电的量产卡车,为购买总重量12吨及以上的此类电动卡车提供40000欧元的补贴。

北美市场有所发展

北美市场也在推动电动商用车的发展。 如同在欧洲一样,北美的监管环境也变得日益严格,目标在于减少有害排放。尤其是加利福尼亚州,该州为电动汽车的强力支持者。康明斯公司是世界上最大的卡车发动机开发商之一,也是重型柴油发动机领域的巨头。该公司于2017年推出了一款电动卡车样车,续航里程可达100英里。其他北美制造商目前也在测试电动机。

排放、效率和电动化

“莱茵金属汽车公司并不反对电动化的趋势,而是顺应潮流,谋求同步发展。但从长远来看,我们无法突破乘用车的功率范围,我们的目标市场仍将稳定在发动机输出功率90至120 千瓦这一范围内”,迪斯蒙介绍道。根据目前的状况,在受规管制(所谓的零排放)区域之外,如果要广泛使用全电动商用车辆,仍然还有很长的路要走,特别考虑到总成本因素,广泛使用仍需加以时日。

“除了电动化,我们还将减排和效率提升视为商用车领域的两大主要发展趋势”,这位研发部门的负责人解释道。欧盟最近的一份白皮书确定了效率提升方面的发展方向。根据白皮书的内容,除了排放法规越来越严格之外,很快将出台要求减少燃料消耗的新规定,即提升效率的新规。白皮书规定,2018年到2025年燃料消耗量应减少15%。 从绝对数字上来看,燃料消耗量应从如今的每100公里平均32.6升柴油下降至约28升柴油。 “节省4.5升,这在技术上是一项不小的挑战”,迪斯蒙说。

从动力总成着手

要实现规定的减排目标,势必要对整部车辆进行优化。尽管如此,动力总成的综合优化与减排目标之间仍存在最高的相关性。要达到白皮书中所提及的46%发动机能量效率,这是一项艰巨的任务,但莱茵金属汽车公司为此可提供多种解决方案。除了摩擦学方面的知名技术之外,莱茵金属汽车还可在气体交换循环方面实现改进:“我们的生成系FlexValve除了能优化性能和操作之外,还可以显著降低燃料消耗。到目前为止,出于成本效益比的考虑,这类措施尚未加以考量。但即将出台的新规想必会带来相应变化。”

鉴于新的挑战,未来的着眼点将瞄准如何改进目前可用的技术、如何在市场上推出更为精巧的设计。运输车辆市场从根本上来讲是一个巨大的市场。而内燃机远未论及消亡, 即将出台的能效规定首先将推动内燃机的改进。为此,莱茵金属汽车公司手握着众多卓越的解决方案。

高效是金

该图显示了目标评估技术包2030年的燃料消耗减少量估值,以及相关的投资回收期。随着技术的不断进步,效率逐步提高,燃料消耗量不断下降。 欧盟白皮书中燃料节省15%的目标相当于每100公里平均节省4燃料只要对发动机内部进行优化,就可以用相对较少的人力物力,完成降低燃料消耗规定目标的大部分任务使用一般技术包,节省燃料消耗最高可27%,其投资回收期通常为一年或更短相比之下,更先进的技术包通常需要大量投入才能获得相对较小的收益。根据平均的经济假设,这种情况下的投资回收期为1.41.9年。