百人会论坛2022|李建秋：“新能源智能化商用车的开展现状和

　　李建秋 清华大学车辆与运载学院院长

　　敬重的各位专家和领导，咱们下午好!我今日陈述的标题是“新动力智能化商用车的展开现状和趋势”。我将从下面五个方面来做介绍。

　　榜首是车辆运载职业的技能革新和展开趋势。

　　第二是商用车电驱动技能的展开现状。

　　第三是商用车电池快换体系的研制现状。

　　第四是氢动力电池商用车的技能研制现状。

　　第五是新动力商用车未来的展开趋势。

　　首要请看榜首部分。

　　现在咱们人类的每一次革新都重构了社会的形状。100多年前，内燃机车辆的诞生，使得人类得出行呈现了轿车化，最近这10年因为电动、智能、网联技能的展开，使得咱们国家的新动力智能化的轿车展开十分快，而在商用车这个范畴，现在正成为热门。

　　车辆职业是整个咱们国家的支撑公路、铁路、交通运送才能的重要确保。咱们国家的公路、铁路运送占世界排名榜首，车辆运送占全国99%的客运和84%的货运，总的来说，便是客运贡献率每年是1000亿人次，货运的贡献率每年是380亿吨的货运量。

　　一起，车辆职业也是确保我国动力安全和动力转型的重要途径。咱们都知道，咱们国家的石油对外依存度超越了70%，而其间挨近48%的石油是用于道路交通的耗费。因而，减碳方针倒逼咱们整个轿车职业也需求转型。

　　推进车辆全工业链立异与国民经济的动能转化是十分重要的。现在咱们车辆职业面临的新的局势是，工业革新4.0叠加动力革新3.0，电动化、智能化、网联化和低碳化成为了技能革新后边的推进力，引发了整个车辆工业的调整与重构，包含它的价值链的调整重构、立异链的调整与重构。这也使得咱们轿车职业的人才培养从以机械为主到多学科穿插交融，从专业型到复合型，从单一学科到多学科穿插，呈现这样的交融展开的趋势。

　　那么轿车职业触及到了许多的学科范畴，触及到动力、资料、机械以及电气、化工、电子电路、计算机、网络通讯等等，这些现在都在新动力智能轿车上得到了表现。比方说有车辆的体系动力学、也有车辆的动力体系学，还有车辆智能驾驭相关的范畴。比方现在单车的有人驾驭，将来展开到单车的智能无人驾驭、车队的智能驾驭以及整个城市集群的智能驾驭体系。

　　一起，各个学科之间也在展开和交融。比方说动力体系跟底盘交融呈现了滑板底盘的技能，主动驾驭跟底盘交融，形成了智能移动的作业环境，这些都使得车辆学科加速技能革新和展开。

　　下面咱们陈述第二个部分，便是商用车电驱动的展开技能与研制现状。

　　那么商用车有不同的驱动方式，包含轮毂轮边驱动、会集驱动等等方式。现在国内外对这些局势进行了相关的研讨，比方说现有的电驱动体系，它的电机经过减速器、传动轴，再经过主减、再到轮边减速器，归纳的传动功率只要82.3%。那么因为轮毂电机技能的展开，现在就呈现了轮毂电机直驱，便是不带减速器直驱的计划，也呈现了带有一级减速器、两级减速器，乃至轮边电机带一级减速器驱动的计划，这些计划都现已有企业做了相关的电动化的改造。这是国外的像Axle Tech，他们取消了上齿轮，选用平行轴电机跟车桥的轴平行的驱动计划。这些现在渐渐的都开端工业化。

　　可是咱们也在想，能不能直接使用现有的车桥，用电机，经过轮边减速一级到轮边这样的计划，所以咱们提出了电动桥的概念。两个电机的电动桥现在的传动功率做到96%。其间的悬架主动机械接口，是兼容传统桥的，它具有很好的兼容性，也具有很高的可靠性，这个现在正在跟企业做工业化。这是咱们的全体桥。一起，也可以看到，这样的桥在60—80公里的车速下面，电机作业功率可以到97%以上。这样的话，整个桥加电机的驱动功率，归纳功率到93%和94%，比传统的82%的功率进步了10个百分点左右。

　　一起，咱们也在考虑别的一个问题，便是怎么可以将电机从现在的中置计划，即电机放在桥的中心的计划，直接把它移到轮子里边去的轮毂电机的计划，这样的计划是否可行呢?咱们也进行了相关的测验。这是咱们推出的根据轮毂电机的双胎的电动桥，它做到了轮边每一个轮子16000扭米的峰值扭矩，传动功率依然可以保持在96%，在分量的扭矩密度、功率、本钱都超越了国外的目标。

　　这些技能就使得咱们在以电动轮和电动桥为中心的商用车的重载的电动化方面获得了新的展开。现在单轮的电动轮和全体的电动桥都现已开端配套客户做相关的工业化。比方说，这个是咱们跟长春客车厂做的一个无轨电车，它用了6个轴、12个电动轮作为三节车厢，可以自在的完成转化。它是完成了不要轨迹的有轨列车的功能，这个在国内现在也是榜首辆。在商用车电驱动这一块，咱们得到的定论，便是根据高效的电动轮和电动桥的技能，将会替代传统的会集驱动的电动桥技能或许电驱动技能，为什么呢?因为它的功率更高。

　　当然在此根底上咱们也展开了根据商用车的整车的分层操控的架构。上层的转矩可以分配到多个驱动桥，而且多个驱动桥每一个轮子的滑移率可以实时的反应和检测，完成分布式驱动的整车操控体系。这个整车操控体系可以很好地与动力、与柴油发电机、与燃油电池发电体系、与纯电动相匹配，而且进一步可以与上层的主动驾驭体系相结合。那么这是咱们在电驱动这块的展开。

　　第三个方面，咱们将介绍在电池快换这块的展开。

　　咱们都知道，纯电动在近距离小型的商用车上现已开端工业化。模块化的纯电动体系不只可以快速的充电，也可以完成快速的换电。针对重载的商用车，为了完成快速的换电，咱们也专门研制了相应的快换体系，它完成了购车的本钱有用的下降。在运营的功率方面，因为仅仅换电，不需求在那儿等时刻充电，运营功率也有用地进步。而且车辆假如不包含电池，出售本钱也可以比较低。这套快换体系现在现已开端在国内推广应用。这些也都验证了现在许多的整车企业，像一汽、春风、上汽、重汽、福田等等，都开端做重卡换电的事务。

　　第四个方面，是进一步给咱们详细介绍在远程的重载商用车范畴占有干流技能趋势的氢能燃料电池商用车的展开现状和趋势。

　　现在都知道，国际上丰田、日野，还有美国的Nikola公司以及通用轿车，戴姆勒奔跑，韩国的现代。其间，戴姆勒奔跑推出了单车80公斤液氢的一次加氢可以续驶路程1000公里的液氢重卡，这个代表了远程物流范畴的电动化获得了显着的展开。

　　那么咱们这个团队也是长时间聚集燃料电池商用车的研讨。现在咱们也从事了液氢重卡相关的研制，而且培养了燃料电池商用车发动机的企业亿华通。

　　下面就轻型商用车和重型商用车别离展开介绍。首要，在轻型商用车方面，咱们在年产2万台规划下，燃料电池的轻卡现已具有了跟柴油车竞赛的实力。在重型商用车板块，咱们重点是要打破800—1000公里以上的。因为500公里以下纯电动基本上现已可以商业化了，那么燃料电池的商用车主要是针对800—1000公里以上的重型的像49吨的半挂牵引车的商用化问题。为了处理这个问题，燃料电池还面临一些技能的瓶颈，这些瓶颈包含什么呢?储氢密度，便是车载储氢体系的储氢密度，第二个是燃料电池的耐久性、功率密度和本钱，在这些方面咱们展开了攻关。

　　下面临未来商用车展开的趋势进行一个开始的猜测。

　　首要，燃料电池的寿数需求打破25000小时，做到整车的同寿数。其次，是整车的能效，尤其是散热需求打破，可以确保燃料电池发动机继续100公里/小时的散热才能。第三，是储氢体系，在5万套的产能下，要做到80公斤的储氢3万块钱。所以，这是咱们三大关键技能。假如这三大关键技能得到打破，那么咱们估计在2025年前后就可以完成燃料电池商用车的大规划工业化。

　　下面，来陈述详细的完成的技能途径。

　　首要榜首个，要挑选高效的燃料电池发动机，也便是说燃料电池发动机在正常作业时的功率要高达60%—65%。这就需求进步发电功率、下降空压机的能耗，一起电堆的功率密度要确保在一个恰当的规模。

　　当时咱们国家的燃料电池膜电极的水平是，大约在0.8V的时分可以发0.4—0.5安倍/平方厘米的电流密度。将来经过资料的改善，期望可以做到0.8V可以发1安培/平方厘米的电流密度。一起，在耐久性方面，咱们将打破一系列的耐久性的技能，到2025年将完成2万—2万5千小时的耐久性，也便是可以完成跟整车同寿数。

　　在整车的散热方面，咱们将继续的推进整车的能耗的下降。这儿主要是四项关键技能：榜首，是把整车的顶风面积和风阻系数有用的下降。这个前面现已介绍了，便是经过高效的电动化的技能，可以使得电传动的功率进步10%，相应对燃料电池的发动机功率也会下降。其次，是经过整车的风阻系数的下降。比方说现在的平头车大约0.55左右的风阻系数，将来可以降到0.35，降到0.35之后将来还可以进一步下降到0.2几。现在轿车方面，有许多电动化的新动力轿车风阻系数现已降到0.2几了。

　　第三项技能是智能网联的技能。经过这个技能，咱们在这儿举一个比如，智能网联的技能可以带来什么优点呢?在高速公路上，假如两辆车连着开，比方说它们的距离可以0.5米、2米、4米或许8米。在这儿展现了，当车和车之间的距离是4米时，两辆车连着开，榜首辆车可以比单个车开节约18.9%的风阻系数，第二辆车可以节约75%的风阻系数，那两辆车归纳下来均匀节能超越10%。经过这样的技能，也便是说经过智能化车队的技能，可以显着的节约在远程高速的工况下重载车辆的能耗。

　　经过这个技能，比方说三辆车连在一起开时，它的能耗仅仅是每一辆车独自开的75%，也便是节能功率可以到达25%以上。经过这样的技能，大幅度下降了燃料电池发动机整车的功率，然后处理了整车散热的问题。那么咱们估计，到2025年前后，假如把重卡的风阻系数降到0.35，燃料电池的功率从现在的45%进步到52%，那么因为行列驾驭和智能驾驭的技能，在每百公里的每小时时速下，单车的能耗将从现在的13.87公斤下降到行列驾驭环境下的6.8公斤。也便是说本来的14公斤氢现在可以跑本来的2倍的航程，便是续驶路程进步100%，这是十分显着的。所以商用车现在面临着技能革新，而这个技能革新是未来推进新动力智能商用车展开的根底。

　　最终一点，在储氢方面，储氢本钱将会获得显着的打破，也便是跟LNG相同。一个80公斤的液氢的储氢罐，在5万套的量产的状况底下，本钱只需求3万块钱人民币，就跟现在LNG的本钱是相同的。经过这样的技能，可以大幅度地下降整车的本钱，然后完成燃料电池智能的商用车的工业化。那么估计，将来咱们国家2025年—2030年之间，燃料电池重卡就会迎来爆发式的增加。

　　这个也是咱们今日陈述的主体内容。我就陈述这些，谢谢咱们！