电动商用车系统工程技术体系及关键技术研究

刘成东

(山东浩睿智能科技有限公司，烟台，264100)

发展新能源汽车已成为全球共识。我国从“十二五”时期开始，便重视新能源汽车的整车关键技术和关键零部件的攻关，其中一些技术已处于世界先进水平。现阶段，以纯电动为代表的新能源汽车的推广应用规模在不断增长，新能源汽车行业发展已步入快车道。其中，电动商用车的应用领域和市场规模迅速拓展，并出口到海外，走出了具有鲜明特色的发展道路。

1 电动商用车系统工程技术体系

在电动商用车(包括客车、卡车、专用汽车)方面，其发展应用规模往往会被制造成本、动力电池等因素所影响，因此应从系统工程这一角度做好它的规划应用。在其技术体系内，主要涉及电动商用车平台、实时运营监管系统和充换电基础设施，它们互相支撑，可以将电动汽车在充电时间、续航里程等方面的需求顺利解决。

纯电动汽车较早在城市公交领域得到大规模示范应用，纯电动城市客车的 发展即体现了这一技术体系的概念。图1为目前在我国普遍应用的纯电动城市客车，通过“零排放”形式，体现了人文、科技和绿色的理念。在相关企业、机构的共同努力下，快速、智能的充换电站建设等方面不断取得新的突破，整车的设计理论、核心技术等也实现了系统创新。如今，纯电动汽车也开始在环卫、工程等领域有所应用，其技术体系也获得了发展与完善。

图1 目前已经在公交领域普遍应用的纯电动城市客车

2 电动商用车系统工程关键技术应用

在这一系统工程内，关键技术的应用会涉及电动商用车平台技术、实时运营监管系统和充换电的基础设施等内容，具体如下。

2.1 电动商用车平台技术

在电动商用车的系统体系内，此类技术属于关键的子系统，经过长期研究及发展，已经形成一套完整、成熟的技术链条，其中主要涉及整车系统集成等技术，打破了以往主要做改装设计的思路，开发了能对电池箱即时更换的技术，促进了动力传动、冷暖空调等技术的一体化，也顺利解决了整车轻量化方面研究比较停滞等问题，促进了自主电动车的创新发展。此外，在数字化技术支持下，传统技术中共享数据、车辆协调及控制等问题也被有效解决，当下可以实时自动完成整车故障、隐患监控诊断，保障了整车安全。而在电池成组技术中，应用模块化封装等技术，使得操作人员能在电池箱内对动力线等快速更换，实现了对线的同步、自动插接，顺利解决了电动商用车内的长期问题，提高了成组电池的实际使用寿命。图2为一种电池模块化装置的制作方法。最后，在冷暖系统的控制等方面，当下也超越了传统技术，解决了整车空调制冷剂泄漏等问题，保障了空调效果，也落实了节能观念。

图2 一种电池模块化装置的制作方法

2.2 实时运营监管系统

在新能源类型汽车技术发展下，一些相关的技术理念也不断成熟，并被投入使用。在电动商用车系统内，其监管系统同样在不断成熟，以政府、企业等为监控主要模式的监管技术，变成了商用车系统内比较重要的子技术，可以有效检测车辆运行的安全，及运行的规范性，实现对消耗、车辆里程等的实时检测，在其检测系统内，各检测主体也要负责检测不同内容，检测活动的侧重点同样存在差异，这能共同地维护车辆的安全使用。

2.3 充换电基础设施

在电动车的研究和发展中，充电时间较长、利用效率低下、有安全隐患等，都属于需要重点研究的问题。而充换电的基础设施技术，便能将上述问题顺利解决。在传统电池方面问题处理中，主要是利用快速充电、电池箱的快速自动更换等方法。在快速更换类型方案中，一般是在快速更换区内，以自动更换的机械快速更换电池，常用方法是分箱组合方法，更换电池只需5 min。在换电模式内，规划建设比较重要，此外，互联共享等技术内容，也属于此项技术内比较关键的内容，会和其可行性等有密切联系。现阶段的很多企业都在研究、实施大功率式充电技术，在一些跨国大型车企内，也提出大功率的充电需求，如1 000 V等，电动商用车用户会对此类需求更为需要，而此类需求会源自用车习惯等要求。在现阶段，国内对大功率充电模式方面的研究比较重视，这和电网运行、行车安全都联系密切。但大功率式充电模式会影响成本控制，和当下成本预估相比，其成本预估会成倍增加，而这和大功率式充电中电控单元、电池系统等有联系。虽然此类充电模式容易增加成本，但它也有充电安全、整车效益高等优势，这远非传统充电能比，所以它也属于必然、可行的一类发展趋势。图3为大功率充电桩示意图。

图3 大功率充电桩示意图

2.4 技术应用展望

首先，应该提高整车智能化水平，并对智能驾驶、整车控制等技术进行研究。在电动汽车的未来发展中，智能化将是其发展的关键技术，这也是提高整车性能的技术抓手，关键技术包括整车的智能化辅助驾驶、网联整车的控制器等。对相关技术重新设计以及开发，让整车可以变得更为安全、可靠。

其次，提升整车的动力性。对电驱动的高效系统进行研发，进一步提高整车的动力性能，并降低能耗，对电机及其控制器等会有较高要求。其中的关键技术包括高密度的电机、控制器等，高集成度、高效的电驱动分布式系统，也变成可行的一类技术方案。

再次，突破低温禁区，对高效的热泵空调技术进行研究。在夏季、冬季，电动车内的空调系统属于耗能的主要部件；而使得空调系统提升制热、制冷的效率，属于促进整车节能、提高续驶里程的有效举措。在现阶段，低温增焓的技术具备节能、高效的明显优势，在严寒的条件下也能提高汽车性能，属于升级电动商用车的关键技术。而通过相关技术支持，低温增焓式的空调在低温制热方面的能效，会比预期效果更好，在-15 ℃条件下，制热能力能够得到提高，即使在-25 ℃同样能正常运转，可以满足严寒时使用汽车的供暖要求。

最后，应该对全气候类型动力电池等技术进行研究，提高动力电池的能量密度、安全性以及降低成本都十分重要。在低温环境中，锂离子类的动力电池会有能量密度降低的状况，它在低温时的应用会受严重限制。而全气候类动力电池属于电池的新型技术，它能将低温中电池在性能上的局限突破。在此类电池内，会有一片镍片，能以更少的电能在零下环境中完成电池的自加热，在电池的温度有所上升后，它也会自动停止加热，不会损失更多能量。此技术可以大大提升传统电池在严寒工况下的功率，也不会使得电池减弱常温中的寿命和性能。

3 结束语

综上所述，电动商用车系统工程技术体系属于复杂概念，在新能源等理念发展下，此系统也会获得不断发展，整车也能提高智能化的水平，车辆的综合性能也能获得提升。本文主要分析了它的技术体系及关键技术，关键技术主要有电动商用车平台技术、实时运营监管系统和充换电的基础设施等方面，期望共促这方面的技术发展和进步。