【卡車之家 原創(chuàng)】純電動(dòng)卡車，這個(gè)名字不經(jīng)意間就進(jìn)入了我們的世界，從最開始的單純的更換電動(dòng)機(jī)到現(xiàn)在的整套純電動(dòng)動(dòng)力鏈，純電動(dòng)卡車已經(jīng)不再是簡單的電動(dòng)機(jī)代替柴油機(jī)的時(shí)代了。

●純電動(dòng)不等于換發(fā)動(dòng)機(jī) 電動(dòng)車也有三大件

和普通的柴油、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的卡車相比， 純電動(dòng)最直接和簡單的區(qū)別就是發(fā)動(dòng)機(jī)不一樣，純電動(dòng)使用電動(dòng)機(jī)代替了傳統(tǒng)的柴油/汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，以電池組代替了燃油，為電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。其中還有一個(gè)最主要的部件就是電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng)由電池管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)成，管理電池組和控制電池的能量的輸出以及調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等等。

目前國內(nèi)最簡單的純電動(dòng)卡車就是把柴油機(jī)換成電動(dòng)機(jī)，在原來發(fā)動(dòng)機(jī)的位置焊接一個(gè)支架安裝電動(dòng)機(jī)，這樣的方式最原始也是最簡單的，沒有任何的控制系統(tǒng)，這樣的純電動(dòng)卡車甚至還保留了手動(dòng)變速箱。

經(jīng)過技術(shù)的不斷發(fā)展，純電動(dòng)卡車已經(jīng)由簡單粗暴的更換電動(dòng)機(jī)發(fā)展到擁有整套控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)等等。對于一輛成熟的純電動(dòng)卡車來說，擁有成熟的三大件（電動(dòng)機(jī)、電池、電控系統(tǒng)）才可以稱之為真正的純電動(dòng)卡車。

●純電動(dòng)卡車要求高 電動(dòng)機(jī)是重點(diǎn)

1、電動(dòng)汽車電機(jī)應(yīng)該具備較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、良好的啟動(dòng)性能和良好的加速性能來滿足電動(dòng)汽車的頻繁啟/停、加/減速和爬坡等要求；

2、電動(dòng)汽車電機(jī)應(yīng)該具備較寬的恒功率范圍，以滿足電動(dòng)汽車高速行駛的需要；

3、電動(dòng)汽車電機(jī)應(yīng)該具備較大范圍的調(diào)速能力，在低速時(shí)具有較大的轉(zhuǎn)矩，在高速時(shí)具有高功率，能夠根據(jù)駕駛需要，隨時(shí)調(diào)整電動(dòng)汽車的行駛速度和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力；

4、電動(dòng)汽車電機(jī)應(yīng)該具備良好的效率特性,在較寬的轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi),獲得最優(yōu)的效率,提高一次充電后的持續(xù)行駛里程,一般要求在典型的駕駛循環(huán)區(qū),獲得85%～93%的效率；

5、電動(dòng)汽車電機(jī)的外形尺寸要求盡可能小，質(zhì)量盡可能輕；

6、電動(dòng)汽車電機(jī)應(yīng)該具備良好的可靠性好，耐溫和耐潮性能強(qiáng)，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作，運(yùn)行時(shí)噪音低，維修方便；

7、結(jié)合控制器是否能有效的回收制動(dòng)產(chǎn)生的能量。

●電動(dòng)機(jī)種類多 永磁同步電機(jī)占多數(shù)

電動(dòng)機(jī)分為直流電動(dòng)、異步電動(dòng)機(jī)、永磁同步電動(dòng)機(jī)、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等等，這幾種電動(dòng)機(jī)各有特點(diǎn)，通過下表就可以直觀的看到幾種電動(dòng)機(jī)之間的異同點(diǎn)。

目前純電動(dòng)卡車用的最多的當(dāng)屬永磁同步電動(dòng)機(jī)，同其他幾種類型的電動(dòng)機(jī)相比，永磁同步電動(dòng)機(jī)具有效率高、比功率大的特點(diǎn)，但是永磁同步電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)相對復(fù)雜、成本比較高，一些小型的純電動(dòng)卡車企業(yè)目前還沒有自己的永磁同步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)。

●電池技術(shù)不斷發(fā)展 鋰電池已經(jīng)成為主角

在純電動(dòng)卡車上另外一個(gè)重要的部件就是電池，對于純電動(dòng)卡車來說，電池就是保證源源不斷的動(dòng)力的根源，因此純電動(dòng)卡車對電池的基本要求大概可以總結(jié)為一下幾個(gè)方面：

1、電池的可靠性達(dá)到車用需求；

2、電池使用壽命長，深度放電時(shí)循環(huán)次數(shù)達(dá)到車用要求；

3、充電時(shí)間短、蓄電池尺寸和質(zhì)量小、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)；

4、電池在使用過程中單體電池健康狀態(tài)變化一致，不影響整體性能；

5、功率密度和能量密度高、不存在環(huán)境污染問題、成本低。

通過以上的幾點(diǎn)要求我們可以看出純電動(dòng)卡車對電池自身的要求也比較高，特別是電池的重量和尺寸上更是要求盡量的輕和小。那么又是怎么衡量一塊電池的好壞呢，通過以下幾個(gè)技術(shù)指標(biāo)就就可以判斷一塊電池的好壞。

容量：在規(guī)定條件下，完全充電的蓄電池能夠提供的電量，通常用安時(shí)（A.h）表示。

充電率：蓄電池充電時(shí)用安培表示的電流

完全充電狀態(tài)：當(dāng)蓄電池內(nèi)所有可利用的活性物質(zhì)都已轉(zhuǎn)變成完全充電的狀態(tài)。

過充電：完全充電后仍延續(xù)的充電。

急充電：通常是以高倍率短時(shí)間的一種部分充電。

涓流充電：為補(bǔ)償自放電，使蓄電池保持在近似完全充電狀態(tài)的連續(xù)小電流充電。

熱失控：在恒壓充電期間發(fā)生的一種臨界狀態(tài)。此時(shí)，蓄電池的電流及溫度發(fā)生一種累積的互相增強(qiáng)的作用并逐漸增強(qiáng)導(dǎo)致蓄電池的損壞。

開路電壓：開路時(shí)，蓄電池正、負(fù)極間的電位差。

負(fù)載電壓：蓄電池輸出電流時(shí)端子間的電壓。

終止電壓：認(rèn)為放電終止時(shí)的規(guī)定電壓。

目前電池技術(shù)不斷的發(fā)展，車用電池已經(jīng)從普通的鉛酸電池發(fā)展到了燃料電池，但是目前在純電動(dòng)卡車上用的最多的電池是鋰電池，鋰離子電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池，是現(xiàn)代高性能電池的代表。鋰電池目前在汽車行業(yè)里應(yīng)用最為廣泛，發(fā)展前景廣闊，未來電池發(fā)展可能在鋰電池上突破；主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰及三元材料電池。

鋰電池主要優(yōu)勢如下：

單體電池工作電壓高達(dá)3.7V，是鎳鎘電池，鎳氫電池的3倍，鉛酸電池的近2倍。

重量輕，比能量大，高達(dá)150Wh/Kg，是鎳氫電池的2倍，鉛酸電池的4倍。

體積小，高達(dá)到400Wh/L，體積是鉛酸電池的二分之一到三分之一。

循環(huán)壽命長，循環(huán)次數(shù)可達(dá)1000次，使用年限可達(dá)3-5年，壽命約為鉛酸電池的兩到三倍。

自放電率低，每月不到5%，無記憶效應(yīng)，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行充電。

無污染，鋰電池中不存在有毒物質(zhì)，因此被稱為綠色電池。

● 保障車輛正常運(yùn)行 控制系統(tǒng)是關(guān)鍵

在純電動(dòng)卡車中另外一個(gè)部件也是相當(dāng)?shù)闹匾?，那就是電池管理控制系統(tǒng)，電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)BMS主要用于對電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障診斷、SOC估算、行駛里程估算、短路保護(hù)、漏電監(jiān)測、顯示報(bào)警，充放電模式選擇等，并通過CAN總線的方式與車輛集成控制器或充電機(jī)進(jìn)行信息交互，保障電動(dòng)汽車高效、可靠、安全運(yùn)行。

電控系統(tǒng)可以分為BMS系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)，簡單的來說就是BMS系統(tǒng)主要是采集電池的數(shù)據(jù)，電池充放電狀態(tài)、電池總電壓、電池總電流，每個(gè)電池箱內(nèi)電池測點(diǎn)溫度以及單體模塊電池電壓等。由于動(dòng)力電池都是串聯(lián)使用的，所以這些參數(shù)的實(shí)時(shí)，快速，準(zhǔn)確的測量是電池管理系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。

剩余電量估算：電池剩余能量相當(dāng)于傳統(tǒng)車的油量。荷電狀態(tài)（SOC）的估算是了為了讓司機(jī)及時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行狀況。實(shí)時(shí)采集充放電電流、電壓等參數(shù)，并通過相應(yīng)的算法進(jìn)行剩余電量的估計(jì)。

充放電控制：根據(jù)電池的荷電狀態(tài)控制對電池的充放電，當(dāng)某個(gè)參數(shù)超標(biāo)如單體電池電壓過高或過低時(shí)，為保證電池組的正常使用及性能的發(fā)揮，系統(tǒng)將切斷繼電器，停止電池的能量供給和釋放。

熱管理：實(shí)時(shí)采集每個(gè)電池箱內(nèi)電池測點(diǎn)溫度，通過對散熱風(fēng)扇的控制防止電池溫度過高。

均衡控制：由于電池個(gè)體的差異以及使用狀態(tài)的不同等原因，電池在使用過程中不一致性會(huì)越來越嚴(yán)重，系統(tǒng)應(yīng)能判斷并自動(dòng)進(jìn)行均衡處理。

故障診斷：電動(dòng)汽車電池的工作電壓一般都比較高（90V-700V），系統(tǒng)應(yīng)監(jiān)測供電短路，漏電等可能對人身和設(shè)備產(chǎn)生危害的狀況。

電池狀況預(yù)測和報(bào)警：通過對電池參數(shù)的采集，系統(tǒng)具有預(yù)測電池組中單體電池性能、故障診斷和提前報(bào)警等功能，以便對電池進(jìn)行維護(hù)和更換，以保證安全。

信息監(jiān)控：電池的主要信息在車載顯示終端進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。

參數(shù)標(biāo)定：由于不同車型使用的電池類型、數(shù)量，每個(gè)電池箱容量和數(shù)量不同，因此系統(tǒng)應(yīng)具有對車型、車輛編號、電池類型和電池模式等信息標(biāo)定的功能。

● 編后語

純電動(dòng)卡車已經(jīng)成為了新能源的代表，純電動(dòng)卡車的三大件主要是電動(dòng)機(jī)、電池、電控系統(tǒng)，這三個(gè)是純電動(dòng)卡車的重要組成部件。目前國內(nèi)以比亞迪為主的新能源技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，在客車方面更是領(lǐng)先其他國家。

純電動(dòng)卡車的瓶頸仍然是電池技術(shù)，雖然鋰電池已經(jīng)大規(guī)模的在純電動(dòng)卡車上使用。但是由于技術(shù)問題，成本、續(xù)航能力、充電時(shí)間等問題一直都是電池的短板，成為純電動(dòng)卡車發(fā)展的攔路虎。（文/圖 李國潘）